弹载电子设备相变热沉装置散热性能研究

文中介绍了一种用于弹载电子设备的相变热沉装置的设计方法及试验研究。通过实验对比了电子模块在采用相变热沉装置、铝块和无热沉3种情况下的工作温度曲线,同时对比分析了相变热沉装置在不同热流密度下的工作特性。结果表明,当热源热流密度较小时,相变热沉装置具有明显的减缓热源升温的作用,对比铝块热沉具有明显的散热功效。而随着热流密度的增加,其散热优势逐渐减弱。同时,填料相变温度点的选取和导热增强体的设计,对相变热沉装置的散热性能有很大的影响。     

基于复合相变热沉的一体化设计

为解决弹载电子设备瞬时大功率工作的散热问题,文中采用膨胀石墨和高碳醇复合材料作为相变材料,对相变热沉与模块盒体进行了一体化设计,并对模块结构进行了优化设计,显著提升了复合相变热沉的散热效能。结果表明,采用复合相变一体化设计后,芯片最高温度由107.7 ℃降至87.3 ℃,仿真结果和试验测试结果的偏差小于3.6%,满足了工程散热需求。该研究可供大功耗弹载电子设备模块结构设计、复合相变热沉设计及优化等参考。     

铝基均热板散热性能试验对比研究

铝基均热板作为一种新型高效散热设备,具有重量轻、体积小、均温性良好等优点,在嵌入式计算机领域具有很好的应用前景。文中基于嵌入式计算机中大量使用的国产处理器主板,开展了均热板散热盒、热管散热盒和铝合金散热盒在不同工况下的散热性能试验对比研究。测试结果表明,针对单国产处理器主板,热管散热盒的散热性能最好,铝基均热板的散热性能略差,但相对于铝合金散热盒,二者具有很大优势。     

均热板散热性能实验研究

均热板作为一种新型的高效散热技术,具有热导率高、均温性良好等优点,越来越多地应用于机载电子设备。文中介绍了均热板散热原理,针对均热板和相同尺寸电子设备模块壳体在不同工况下进行散热性能实验研究,对比测试了两者均温效果和散热效果。测试结果表明,均热板的均温效果优于同尺寸常规铝材模块壳体;功耗及热流密度越大,均热板散热优势越明显;采用不同散热方式,均热板内芯片与模块壳体内芯片的温差相同;多芯片时,总功耗越高芯片表面温度越高,芯片热流密度越集中,芯片表面温度越高。当达到散热极限时,应设计为多芯片,低热流密度的形式,均热板可以达到更好的散热效果。     

小型水下作业设备相变热控技术研究

小型水下作业设备在海洋资源探测与利用领域扮演着重要角色。随着水下作业设备不断向多功能、智能化、长续航和大深度方向发展,设备内部功率元器件不断增多,散热问题日益严峻。文中提出了一种小型水下作业设备储热模块,采用相变材料被动吸热方式对设备内部发热元器件进行散热。研究了典型热功率条件下相变储热模块的热控性能,并对比了不同类型相变材料的热控效果。结果表明：相比于原有的自然冷却方式,低熔点金属镓相变储热模块可显著抑制热源的温升,将设备的正常工作时间有效延长至原来的2.7倍,起到良好的热防护作用;而有机相变材料因其传热性能差,反而阻碍了热量向外壳传递,恶化了设备的散热性能。文中提出的相变热控模块具有零功耗、储热密度大、工作性能稳定等特点。利用设备原有的壳体空间填充相变材料,不额外增加体积,不影响设备内部空间,可实现相变吸热和自然冷却耦合并行散热,有效防止设备内部器件或设备发生过热损坏,为水下无人作业设备持续、安全、稳定、高效工作提供热防护保障。     

用于定标黑体的相变热沉实验研究与数值分析

针对航空器件内部散热效率低的问题,设计一种圆柱形相变热沉,以石蜡为相变材料,通过实验和仿真研究肋片结构对热沉内部瞬态熔化和加热面温度变化的影响.结果表明,增大肋片长度和数目均可使热沉内部温度分布更加均匀、降低热沉加热面温度,但增加内部阀杆直径影响很小.当临界温度较低时,增加肋片在热沉内的占比可延长工作时间.     

某航天电子设备金属3D打印相变机壳设计

相变材料在相变过程中可以储存和释放大量热量,且相变过程近似等温.利用相变材料的这一特性可以实现对物体的温度控制,尤其适用于外部环境恶劣、热耗变化大、对温度稳定性要求较高的电子设备.某航天电子设备具有短时工作、功率密度高的特点,利用合适温度的相变材料来增加系统热沉是解决其散热问题的一种重要手段.文中基于相变控温技术完成了...     

基于6SigmaET 的固态功放模块的热设计

文中针对一种4通道Ku频段高功率功放模块进行了结构设计.通过理论分析确定了散热器的结构模型,重点提出了以均热板与散热器相结合的散热方式来提高功放模块内的温度均匀性和散热效率的方法,同时应用专业仿真软件6SigmaET进行了热仿真验证.结果表明,均热板的采用有效降低了功放芯片的温度,热设计过程合理,可为固态功放模块的散热设计提供参考.     

一体化均热板传热性能试验研究

文中根据大功率、高集成度电子模块的实际应用特点,对典型一体化均热板在不同环境条件下的散热性能进行了试验研究。通过试验确定了一体化均热板在不同热边界条件和热负荷情况下的均温性规律,并得出结论:在温度边界一定时,随着总热耗的成倍增加,均热板整体温度随之上升,上升幅度与热耗增长幅度基本一致;总热耗的增加使得均热板的均温性有比较明显的增强,即均热板的等效导热系数随热耗增加而增大;均热板的均温性在较低热耗下会随着温度边界的增高而提高,但在高热耗下却不再随热边界温度的升高而明显提升。     

大功率LED相变热沉的传热性能研究

研制了一种利用相变传热原理进行传热的大功率LED相变热沉.实验结果表明与传统实体热沉相比,相变热沉具有更快的启动性能,随着加热功率的增加,其热阻逐渐减小,并低于传统实体热沉,同时在高加热功率条件下,仍能保持良好的均热性能与轴向导热性能.     

雷达制导部件高热流密度组件散热技术

随着军用电子器件和微波器件的发展,高功率密度器件在军用电子装备上得到更为广泛的应用。军用电子装备的功率密度越来越大,对散热技术的要求也越来越高。文中针对弹载雷达高热流密度组件的散热问题,论述了一种基于均温板的强迫液冷散热方法,并对设计分别进行了120 s时瞬态分析和稳态分析。分析结果表明,高热流密度芯片能够正常工作,可以保证弹载雷达制导部件的工作要求和连续性测试需求。     

均热板散热器的传热特性实验研究

为了研究通信设备不同应用场景中散热器传热性能,设计了内嵌均热板散热器、复合芯均热板散热器和金属丝网吸热芯均热板散热器３种不同类型的散热器,针对不同风速、不同放置方向（重力因素）对３种均热板散热器的传热性能进行了实验研究。实验结果表明,在不考虑重力因素的情况下,复合芯均热板散热器具有较好的传热性能,而放置方向（重力因素）对复合芯均热板散热器和单一粉末烧结吸热芯均热板散热器的传热性能影响较大,在散热器设计选型时需要重点考虑均热板散热器的实际应用场景。     

高效热扩展技术在干式T/R组件散热中的对比研究

T/R组件散热是有源相控阵雷达领域的重要课题,大功耗、高热流密度器件在冷板上会形成局部热障,产生扩展热阻。文中以干式风冷T/R组件散热为研究对象,采用三维数值模拟方法对铝冷板、金刚石/铜、热管及蒸汽腔等高效热扩展技术进行了对比研究,探讨了导热系数、冷板厚度、对流换热系数对扩展热阻的影响规律。结果表明,提高冷板的等效换热系数是减小扩展热阻、强化传热最有效的途径之一。同时合理优化冷板厚度及散热器对流换热系数能有效降低高热流密度器件的工作温度。     

铝基蒸汽腔在电子器件散热中的应用

文中针对高热流密度电子器件的散热,对铝基蒸汽腔的导热性能进行了实验研究。在不同的热流密度条件下,测试了电子器件和蒸汽腔的表面温度,并采用仿真反演法在FLUENT软件中求得铝基蒸汽腔的当量导热系数。结果表明,当电子器件的热流密度大于35 W/cm2时,铝基蒸汽腔的导热性能优于等尺寸的纯铜板,其当量导热系数最大可以达到470 W/(m·K)。另一方面,铝基蒸汽腔的等效密度仅为纯铝的60%。因此,相比传统的金属热扩展板,铝基蒸汽腔兼具高效导热性能和低密度两项优势,是一种新型实用的高热流密度电子器件散热手段。     

高导热能力的蓄热装置传热性能研究

固液相变材料的导热系数极低,往往不能在规定时间内完全相变融化以吸收电子设备工作的热负荷,导致电子设备出现局部超温现象。文中采用数值仿真和试验测试的方法对高导热能力蓄热装置进行研究。采用均温板与蓄热装置一体化设计,均温板将点热源转换为面热源消除了电子产品温度峰值导致局部超温的问题,也增加了相变材料的吸热面积。同时在相变材料中设置铝合金板以及铝合金波纹板。通过上述设计,增大了石蜡的当量导热系数,增加了短时间内石蜡的融化量进而提高了蓄热能力。     

复合相变装置导热系数测试方法

针对弹载、星载电子设备中短时、高功率、高热流密度工作特点,采用以金属泡沫为骨架填充石蜡类PCM(相变材料)的复合相变装置是工程上重要的解决方案之一。在采用该传热加强模式的复杂结构装置的仿真计算过程中,复合相变材料的导热系数设定是影响仿真精度的难点之一。文中针对该类型装置传热特性参数测试方法的工程化应用进行了重点研究,选取几种常用的复合相变组合进行试验验证,并将该研究成果运用到某相控阵天线的温度仿真计算中,印证了其良好的工程实用性和推广性。     

弹载雷达导引头热设计技术探讨

弹载雷达作为重要的一种弹上导引头,在反舰、防空等制导领域发挥着日益重要的作用.随着导弹雷达导引头向相控阵、毫米波、合成孔径雷达等新体制雷达发展,其集成度更高,热流密度更大.弹载雷达导引头T/R组件、信号处理等电子设备的散热面临很大的挑战,成了制约弹载雷达导引头发展的一项瓶颈技术.文中结合弹载雷达导引头更大功耗、更高集成度、更长工作时间的迫切需求对散热技术做了探讨.