基于ANSYS的IGBT模块散热系统的模拟

通过相关分析计算,建立IGBT系统散热模型,应用Ansys软件对所设计的散热系统进行热仿真,结果表明设计的散热系统符合要求.     

基于IGBT的功率变换器散热设计与研究

本文对IGBT功率变换器设计中强制风冷散热方式进行了研究。应用ICEPAK软件搭建系统热仿真模型,并对散热器结构参数和风量进行仿真分析与优化设计。在此基础上,试制一套强迫风冷散热系统,通过对计算和仿真结果与试验测试结果的对比,验证了散热系统热阻计算方法和热仿真模型的合理性与实用性。     

热传导及其在航天器系统中的计算方法

热传导以及热问题是航天器以及内部有效载荷在工作时必须注意的问题。为了计算出航天器系统的温度分布,进行温度影响的分析,主要研究了热传递过程以及热传递在航天器中的实际数学模型,进行热分析计算的几种数值方法,并对热网络模型计算法和有限元模型计算法做了详细的论述。通过上述方法计算出了整个系统的温度分布,对后续的航天器热控提供了可靠的依据。     

基于最优控制策略的逆变器散热结构优化

为了提高电动汽车用永磁同步电机逆变器IGBT模块的可靠性,文章从热损耗和散热两方面对逆变器可靠性进行研究。首先通过对比分析永磁同步电机在同一工况下d轴电枢电流为零(id=0)和最大转矩电流比(MTPA)两种控制方式下逆变器中IGBT模块的损耗,发现MTPA控制策略优于id=0控制策略;接着,基于MTPA控制策略,设计了一种热管和风冷相结合的散热结构,相较原风冷散热结构,采用新型散热方式可使芯片最高工作温度降低8.49℃;最后,采用最优拉丁超立方抽样构建响应面代理模型(RSM),并采用多岛遗传算法(MIGA)对代理模型进行优化处理。经仿真验证,优化处理后的“热管+风冷”散热结构使得芯片最高温度又降低了15.12℃,有效提升了IGBT模块的热可靠性。     

大功率压接式IGBT模块的热学设计与仿真

随着IGBT模块功率等级的提高,芯片的功率密度和工作结温大幅提升,导致器件长期可靠性受热应力的影响越来越大。本文以3 300 V/3 000 A规格压接式IGBT模块为例,对压接式IGBT模块热性能进行研究:分析了模块的传热模型并利用ANSYS对模块结构进行迭代仿真,发现模块双面散热存在不对称性;同时分析了模块结构对热阻的影响,并针对电极铜块面积、电极铜块厚度及钼片厚度等结构参数提出了优化方案,可为器件的结构优化设计提供参考。     

雷达天线子部件热分析及其模型简化研究

雷达天线的热可靠性一直是其热设计的关键.本文运用有限元方法对雷达天线子部件的原始模型进行了热仿真分析.在原始模型的基础上提出了三种简化方案,分别对三种不同的简化基准下的子部件有限元模型进行了热仿真,以原始模型温度场分布规律和最大温度值为评价标准,对简化后的仿真结果进行了对比分析,得到一种在保证温度场分析的准确度和精度的条件下,有效减小模型复杂度和求解计算量的子部件有限元模型的简化方法.该方法对雷达天线的热仿真分析及其优化方案具有重要的参考价值.     

温度冲击下倒装芯片的热应力数值模拟研究

由于几何材料的复杂性,倒装芯片封装中的热应力分布很难用解析的方法求解,而数值方法,如有限元法,已被广泛用于热应力应变的研究.二维有限元模型建模简单,模型的单元数和节点数较小,便于反复计算,微系统焊接中采用二维有限元模拟可提高数值模拟效率.本文对使用和未使用填充剂两种情况下的倒装芯片,采用有限元模拟方法研究了在温度载荷下整个结构的热应力、应变分布,并对结构可能造成的破坏性影响进行了定性和定量的分析.     

能源并网系统中IGBT模块的温度场分布分析

温度影响着绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的可靠性,采用传统的功电热耦合仿真模型只能测得IGBT模块离线情况下的一个结温,不能获得实际工况下芯片表面的温度场分布。在传统功率循环试验仿真的基础上进行改进,考虑到IGBT关断过程中的电压缓变,将该电压作为载荷,利用数值仿真软件ANSYS热分析环境,采用有限元分析方法得到模块温度场分布图,分析了温度场分布特征,可知温度较高区域出现在有源区的四周边沿处,这同以前的实验结果一致,证明仿真模型的正确性。以上分析对研究IGBT模块的可靠性和模块在线监测具有一定的指导意义。     

ANSYS在热释电薄膜红外探测器二维热分析中的应用

根据热释电薄膜红外探测器的结构和实际的测试条件,利用有限元软件ANSYS建立了不同结构组成的热释电薄膜红外探测器的二维模型,并对其进行了热分析,得到了探测器内的温度场分布.分析了复合热释电薄膜红外探测器的绝热层对温度场的影响,并将复合热释电薄膜红外探测器与微桥结构探测器的性能进行了比较.     

一种相控阵天线强迫风冷热设计方法

阵面温度控制是相控阵天线结构设计的关键技术之一。文中针对某相控阵天线的热设计要求,设计了一种用于相控阵天线散热的强迫风冷系统,并采用数值分析方法,对该系统作用下的相控阵天线阵面热性能进行了分析。对不同流道参数、散热器参数和冷却气体流速下的阵面温度和流体压力进行了仿真。仿真结果表明：冷却气体温度和速度对散热效果影响显著,增加散热片的肋片数量和高度能够提高散热性能。以仿真结果为依据,对相控阵天线的结构参数进行了优选。进行了对比实验,验证了仿真计算的有效性。     

Influence of temperature profiles on thermal tactile sensation

The theoretical and experimental study of a thermal model describing the thermal response of skin when a finger contacts with materials are presented in the paper. Few studies have considered the influence of finger skin’s thickness on the thermal sensation. Therefore, the theoretical solution of the temperature change at thermoreceptors that function as thermal sensors during contact is given out. Also a principle model for reproducing thermal cues is proposed. When a thermal tactile display simulates a sensation of thermal presence, due to inter-individual variations, it is difficult to set the initial skin temperatures to a specific value. The concept of relative thermal recognizing profile is proposed and applied to deal with it, by which the skin initial temperature is measured instead of being set in simulating. The initial temperatures are measured at the beginning and then the corresponding temperature profiles are obtained to simulate the thermal cues of tactile sensation. The experimental results of material recognition were presented.     

加固计算机肋片散热器的优化设计

当前许多已投入使用的肋片散热器价格较贵,将其安装在发热量很大的COM Express（COM-E）主板上,在55℃高温工作环境下散热效果不理想。针对商用散热器的不足,本文对COM-E主板肋片散热器进行研究,提出单个肋片热阻的计算方法,并根据COM-E主板的发热量,结合热设计相关计算和仿真,设计优化出一款性能优良的通用型肋片散热器。使用优化后的肋片散热器,加固计算机在高速工作的情况下,顺利通过了高温试验。     

车用动力锂离子电池热模拟与热设计的研发状况与展望

车用动力锂离子电池的热相关问题是决定电动汽车性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。文章比 较了市场上三款典型电动汽车的热管理方案,阐述了单体电池热设计的重要性,系统介绍了电池热设计的基础方 法——电池热模拟,概述了应用电池热模拟指导电池热设计的尝试与结论,最后整理出电池热模拟及热设计中需 要突破的关键问题 。     

一种卡类终端的热保护算法设计

随着手持终端或者微型卡类电子终端功能的增强,其功耗也增大,造成单位面积发热情况严重,甚至影响到终端功能的正常使用或者损坏.因此在该类电子终端的设计中,控制其终端发热和有效散热,使元件温度不超过规定的最高安全温度,成为需解决的关键问题.区别于硬件优化以实现终端有效散热的传统手段,一种基于软件实现的热保护算法,可以在不改动PCB布局情况下解决终端设备发热问题,且相较而言比硬件优化的方式节约生产的成本和时间.     

浅谈如何提高热工保护的可靠性和安全性

热工保护系统是火力发电厂中不可缺少的组成部分。当机组主辅设备发生某些可能引起设备和人身安全的事故时,如果热工保护能可靠动作,就能保护设备安全、减少经济损失和避免人身伤亡。因此,热工保护的可靠性尤为重要。从多个方面阐述了提高热工保护可靠性和安全性的措施。     

高空气球加强带热合温度数值仿真

为了合理地设计高空气球加强带热合机的加热辊,达到提高气球承载力,对加强带的热合过程进行了数值仿真。对该热合过程进行了简化,建立了热合过程的传热模型,采用ANSYS是的命令流编制了瞬态热分析的参数化程序,建立了动态热流密度表并通过移动热源的加载,实现了热合过程的数值仿真。对热合面上的温度场进行分析,得到热源功率和热合速度之间的线性关系,拟合出热合最佳位置落后于热源中心距离L与热合速度V之间的数值关系。结果表明可用来指导加强带热合机的加热部件设计,得出加热功率和结构设计应遵循的原则,为设计提供了依据。     

航天相机热实验测试系统设计

为了检测航天相机在高低温环境中的电子学性能及可靠性,针对某型号航天相机地面热实验测试需求,设计开发出了一种热实验测试系统,详细介绍了系统的软硬件设计方案及控温策略;系统使用人机交互界面实现热控策略,能实时完成最高80个测试点(160个温度传感器及80路加热器)的控温任务,可以在-30～+50℃内对航天相机进行全方位的温度监控,最高控温精度达到0.5℃;经过实际测试验证,系统具有很好的稳定性,能满足航天相机地面热实验的测试需求,工程应用价值高.     

提高电厂热控系统可靠性技术分析

在火电发电厂中,设备种类较多,其中,热控系统起着非常重要的作用。如果热控系统发生故障,会直接影响整个发电机组的正常运行,所以,必须要保证热控系统的稳定运行。着重分析了提高电厂热控系统可靠性的技术和所采取的措施,以期能有效提高电厂运行的稳定性。     

新型纳米铜/石蜡/PVP温敏复合材料的制备及其性能

采用高能球磨法制备了纳米铜/石蜡/PVP温敏复合材料.用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(TEM)和傅立叶变换红外光谱仪( FTIS)对复合材料的微观形貌和结构进行了表征,并测试了复合材料的膨胀性、温敏性和稳定性.结果表明,石蜡/PVP复合有机物对铜粒的包覆效果良好,球磨100h的复合颗粒近似球形,粒径约为100 n...     

微机械硅桥的热激励挠曲 及谐振频率变化的理论分析􀀁

本文分析了镀膜双层微机械硅桥的热激励挠曲及谐振频率变化,建立了相应的数学模型,并对热挠曲灵敏度进行了优化设计。同时在充分考虑金属镀膜影响的情况下,给出了谐振频率变化的计算模型,该模型通过和测试数据的对比,验证了其正确性。