电子元器件热电冷却技术研究进展

随着电子元器件体积的不断缩小以及性能的不断提升,电子元器件的发热量也不断增大,容易造成电子元器件的损坏,因此电子元器件的冷却技术就至关重要。本文通过介绍电子元器件热电冷却技术的发展,对热电制冷器的散热形式进行探讨,以此来提升我国电子元器件热电冷却技术,促进我国相关领域的发展。     

电子元器件热电冷却技术研究进展

在深刻分析热电制冷机理的基础上,结合国内外学者对热电制冷技术用于电子元器件热管理的理论分析,从芯片整体表面散热和局部热点消除两方面,详细介绍了集成电路芯片热电冷却实验的国内外研究进展;对芯片热电冷却技术的数值模拟与热电制冷器(TEC)的选型优化进行了详细报道;指出国内缺乏芯片热电冷却的应用研究,在芯片散热的整体研究水平上与国外仍有差距.芯片热电冷却及其表面的热管理将是今后提高电子元器件散热性能的一个重要研究方向.     

具有微结构表面的喷雾冷却换热试验研究进展

喷雾冷却是一种新型的散热技术,具有大幅度提高电子元器件的散热潜能,成为电子冷却领域最受关注的冷却方式之一。鉴于喷雾冷却的传热机理较为复杂,喷雾冷却传热受到许多因素的影响,本文着重介绍了热表面结构对喷雾冷却的影响。综述了微肋结构、多孔微结构和表面粗糙度强化表面上喷雾冷却的换热特性及机理,分析和对比了不同表面的换热效果,为喷雾冷却强化换热提供一个经济而有效的方法,指出了今后研究的方向。     

间歇式喷雾冷却换热性能研究进展

间歇式喷雾冷却是一种高效节能的新型散热技术,能够提高电子元器件的散热潜能,同时间歇式喷雾冷却能够在喷雾冷却过程中,解决因液膜厚度过大和蒸汽与液滴的逆向运动导致换热的能力降低情形。本文基于国内外研究成果,从工质类型、喷雾参数和表面特征的角度,结合占空比、频率及喷雾周期,综述了间歇式喷雾冷却的换热机理,总结了间歇式喷雾冷却热表面结构的换热特性,为电子元件的散热提供一个有效的方法,并为今后的研究指明了方向。     

电子设备的热设计探析

目前电子技术的发展速度在不断的提高,一些大功率和高功率的的元器件得以广泛的研制出来,而在对这些电子元器件进行合理时,则需要对其散热性进行充分的考虑,做好热设计工作,从而确保电子元器件性能的可靠性。本文对电子设备散热设计的一般原则进行了分析,并进一步对热设计的主要技术进行了具体的阐述。     

电子封装热管理的热电冷却技术研究进展

电子封装器件中芯片的散热问题一直是制约其发展的瓶颈。综述了芯片的产热特征、散热需求与散热方式。对热电冷却(TEC)技术在芯片散热系统上的应用进行分析,指出了其不足之处与特有的优势。对热电冷却技术在芯片热管理方面应用研究的现状与进展进行了总结评述。     

舰船电子设备的热设计

在舰船中会使用到大量的电子元器件,所以舰船有效的散热成为了舰船电子元器件正常运转的重要保障。所以本文首先对有关热量传递的方法以及散热的方法进行了分析,并对舰船中电子设备散热模式和结构设计的选择进行了阐述。     

含有添加剂的喷雾冷却研究进展

喷雾冷却是解决电子元器件等高热流密度散热问题的关键技术。综述了在纯工质中添加纳米颗粒、表面活性剂、可溶性盐和气体以及醇类等添加剂对喷雾冷却换热性能的影响,介绍了不同类型添加剂影响换热的机理和限制换热的因素,并提出了一些可行的解决方案。指出了对含有添加剂的喷雾冷却的研究方向和应用前景。     

喷雾冷却临界热流密度模型及其影响因素研究进展

喷雾冷却是解决电子元器件等高热流密度散热问题的关键技术。CHF(临界热流密度)对应着喷雾冷却换热曲线的最高点,代表了喷雾冷却的最大换热能力,对指导喷雾冷却的实际应用和偏小冷却系统体积均具有重要意义。本文综述了国内外现有的CHF理论模型和经验模型,分析了喷嘴特性、喷雾倾角、热源表面结构和循环工质类型对CHF的影响,指出了今后的研究方向。     

笔记本PC机的散热对策报告

计算机家族中的笔记本PC机是结构高度紧凑的便携式PC机,尽管能量高度集中,但其CPU等芯片器件都是低功耗化的,散热问题并不突出。如今,情况大变,笔记本PC机集高功能、高装配密度、高能量密度和高发热量电子元器件于一体,冷却散热问题尖锐化,已到了非解决不可的时候了。     

电子器件热电制冷温度条件的优化

基于热电制冷热力学循环分析了热电制冷器正常工作的温度条件,以及两种极限工况性能受工作温度条件的制约关系。优值系数是热电制冷器性能的内在制约,散热和温度条件则是热电制冷性能的外在制约,热电制冷元件工作的温度特性与电子元件工作的理想温度条件是非常适应的。基于热电制冷的主动冷却技术对高热流密度电子集成部件的封装散热具有重大意义。     

电子设备散热技术研究

随着微电子技术的发展,使得电子器件的热流密度不断增加,这样势必对电子器件有更高的散热要求,因此有效地解决散热问题已成为电子设备必须解决的关键技术.针对现代电子设备所面临的散热问题,就自然对流散、强制风冷散热、液体冷却、热管、微槽道冷却、集成热路、热电致冷等常用的电子设备散热技术及某些前沿的研究现状、发展趋势及存在问题分别予以阐述,希望对同行能有所帮助.     

空间观测设备热设计与热分析

以观测设备为研究对象,根据观测设备工作的环境和本身结构特点,选择了传导散热措施;在研究传导散热理论基础上,对大功耗元器件进行了传导散热设计。通过建立有限元模型,对散热片的厚度、散热片的接触面积与各功耗器件的稳态温度关系进行了分析和优化,得到散热片的最优传导面积。实验结果表明,进行了热设计的观测设备,在环境温度为-20～50℃的环境中,通电工作正常,且稳态温度不超过85℃,满足使用要求。     

Multidisciplinary Placement Optimization of Heat Generating Electronic Components on a Printed Circuit Board in an Enclosure

A multidisciplinary placement optimization methodology for heat generating electronic components on a printed circuit board (PCB) subjected to forced convection in an enclosure is presented. In this methodology, thermal, electrical, and placement criteria involving junction temperature, wiring density, line length for high frequency signals, and critical component location are optimized simultaneously using the genetic algorithm. A board-level thermal performance prediction methodology based on channel flow forced convection boundary conditions is developed. The methodology consists of a combination of artificial neural networks (ANNs) and a superposition method that is able to predict PCB surface and component junction temperatures in a much shorter calculation time than the existing numerical methods. Three ANNs are used for predicting temperature rise at the PCB surface caused by a single heat source at an arbitrary location on the board, while temperature rise due to multiple heat sources is calculated using a superposition method. Compact thermal models are used for the electronic components thermal modeling. Using this optimization methodology, large calculation time reduction is achieved without losing accuracy. To demonstrate its capabilities, the present methodology is applied to a test case involving multiple heat generating component placement optimization on a PCB.     

Characterization of laminar jet impingement cooling in portable computer applications

A thermal characterization study of laminar air jet impingement cooling of electronic components within a geometry representative of the CPU compartment of a typical portable computer is reported. A finite control volume technique was used to solve for the velocity and temperature fields. Convection, conduction and radiation effects were included in the simulations. The range of jet Reynolds numbers considered was 63 to 1500; the applied compartment heat load ranged from 5-15 W. Radiation effects were significant over the range of Reynolds numbers and heat loads considered, while the effect of natural convection was only noticeable for configurations when the ratio Gr/Re/sup 2/ exceeded 5. The predicted importance of Re rather than jet size was confirmed with test data. Proof of concept was demonstrated with a numerical model representative of a full laptop computer. Both simulations and lab tests showed that low flow rate JI cooling schemes can provide cooling comparable to a high volume flow rate configuration, while using only a fraction of the air flow. Further, under the conservative assumption of steady state, fully powered components, a hybrid cooling scheme utilizing a heat pipe and laminar JI was capable of cooling the processor chip within 11 C of the vendor specified maximum temperature for a system with a total power dissipation of over 21 W.     

高功率微波装置散热热沉传热流动特性

高功率微波装置在运行时面临的高热流密度散热是当前热控必须解决的难题。微小通道热沉散热结构简单,换热能力突出,在一定程度上能够解决高热流密度散热的问题。但使用微小通道热沉散热时,散热面温度在沿工质流动方向不断升高,这对器件稳定运行不利。而射流冲击技术中流体垂直于热源喷射,温度边界层薄,温度梯度大,换热效果强。将射流冲击技术与微通道热沉相结合,不仅能提高换热系数,增大换热量,而且能实现良好的温度均匀性。对高热流密度下射流冲击微小通道热沉进行数值模拟,分析不同射流孔径对其传热和流动特性的影响。结果表明,增大远离出口处的射流孔径,有利于提高传热效率和减小流动阻力。优化后的射流微通道热沉,在质量流量为14 g/s时,换热系数接近39 000 W/(m2·K)。     

基于大功率电子器件的冷控系统设计

随着电子元器件的集成化程度越来越高,散热问题已经成为制约电子技术发展的主要因素之一.有效解决电子元器件的散热问题已经成为当前研究的热点问题.传统的风冷系统已经很难满足其散热要求.为此,以电子设备的水冷系统为研究对象,以ATmega 1280微处理器作为基础,设计了一款低成本、高效率的大功率电子器件的水冷控制系统,对系统各关键硬件模块做了详细的介绍,并采用模块化的方法给出了系统的软件架构.综合实验结果表明该系统操作方便、可靠性好、电磁兼容性强,具有较高的实用价值.     

When it's too hot to touch use infrared thermography

Infrared (IR) thermography applications in the design, development and production of printed circuit boards (PCBs), hybrid circuits, microcircuits, and other electronic components are described. This noncontact temperature measurement technique can capture a highly accurate record of the thermal dynamics of small objects at intervals as short as 1/30th of a second. It is ideal for studying the heat distribution across boards to determine the optimum layout of components, the effectiveness of proposed heat-dissipation and -removal devices, and the performance of developmental systems under stimulated load conditions. The effects of the emissivity of the object, the ambient temperature, the atmospheric conditions surrounding the object, and its size and distance from the camera on the temperatures observed by the IR camera are discussed     

基于Solidworks的负载器热设计与分析

不同功率大小的电子设备集成化机箱在工作时,元器件工作温度上升最高可达130℃,器件根本无法工作。基于此问题,提出了一种叠加散热方案,设计了负载器功率器件的散热结构,详述了仿真模型的边界条件设定等操作。结果表明,在结合改进结构与风机的散热方式下,能保证功率元器件的最高温度处于规定的温度范围内,满足了其对可靠工作的温度要求。增加散热条件以后,元器件工作温度能稳定在55°左右,保证了设计的可靠性与可行性。     

基于CFD的电子器件散热最优间距的数值研究

为研究高发热功率电子器件散热的机理,采用CFD技术对小空间内电子器件的散热状况进行了研究,模拟了以空气为冷却流体多种电子器件间距条件下小空间的温度场及速度场.以电子器件冷却后的温度水平、平均换热系数、流动阻力为主要因素,并结合场协同理论提出一种评价电子器件冷却效果的评判公式,进而以它为指标得出电子器件散热效果的最优间距.