大功率电源热设计及热仿真分析

针对某大功率电源短时工作模式应用需要,对其进行热设计及热仿真。对发热热源进行分析,基于传热基本原理和实际工况,选择流道散热的方法对电源进行散热。对电源结构布局和散热布局进行了一体化设计,确定了散热的流道和流向,并重点阐述了导热胶的选取和散热结构的安装设计。构建了液冷散热仿真模型和自然散热仿真模型,对所设计的散热结构进行热仿真分析。液冷热仿真结果表明：在1 L/min、 60℃、0.3 MPa水冷条件下,最高温度为76℃,流导压降为0.05 bar。自然散热仿真结果表明：在环境温度为60℃的条件下,各工况最高温度为83.87℃。液冷散热和自然散热实测结果表明温升分别为10和25℃,验证了热仿真的正确性。     

某相控阵雷达天线阵面热设计及流量分配研究

有源相控阵雷达天线阵面中T/R组件的散热对雷达的性能和可靠性有重要影响。本文针对T/R组件内功率放大器体积小、热流密度大的特点,采用热控与结构协同设计技术,将水道集成在天线骨架内,并采用热仿真软件对功率器件的温度分布进行了分析。热仿真结果表明通过控制流量可以实现功率器件的良好散热。针对天线阵面冷板种类多、流量分配难度大的特点,通过在天线框架内合理布置流道,采用压力-流量匹配技术实现了25个冷板流量的精确分配。     

某相控阵雷达天线阵面热设计及流量分配研究

有源相控阵雷达天线阵面中T/R组件的散热对雷达的性能和可靠性有重要影响。本文针对T/R组件内功率放大器体积小、热流密度大的特点,采用热控与结构协同设计技术,将水道集成在天线骨架内,并采用热仿真软件对功率器件的温度分布进行了分析。热仿真结果表明通过控制流量可以实现功率器件的良好散热。针对天线阵面冷板种类多、流量分配难度大的特点,通过在天线框架内合理布置流道,采用压力-流量匹配技术实现了25个冷板流量的精确分配。     

某相控阵雷达T/R组件热设计研究

T/R组件内功率器件的散热对有源相控阵雷达的性能和可靠性有重要影响。本文针对T/R组件体积小、内部热流密度大的特点,采用强迫液冷的冷却方式,设计了液冷式冷板,并采用热仿真软件Icepak对其进行了热仿真。通过优化设计,可以将主要功率器件的壳温降至90℃以下,满足其可靠工作的温度要求。     

便携式密闭终端设备的散热设计及仿真分析

为了有效解决便携式终端设备在密闭结构形态下的散热问题,通过针对T/R组件芯片底部预埋钼铜载体、FPGA和DSP局部热点生长导热凸台等一系列方法打通了设备散热路径,优化了设备内部环境热场,并借助工程热仿真平台分析验证了设备散热设计的有效性,为今后类同便携式密闭设备的热设计提供了参考.     

高导热要求的CSOP陶瓷外壳热设计

文章介绍了CSOP陶瓷外壳的热设计。主要通过散热结构设计、散热结构的材料选择、散热结构加工工艺等来实现。经热阻仿真、Rθjc测试来验证热设计结果,证明能够实现小外形陶瓷外壳高导热要求,为小外形陶瓷外壳的热设计提供了借鉴。     

基于推挽式结构大功率放大器热分析

本文为了验证大功率功率放大器在强迫风冷散热方式下的散热效果，设计了一款基于推挽式结构的大功率放大器，通过理论分析计算散热方案，使用ICEPAK散热软件仿真验证理论计算结果。考虑到功放耗散功率较大，最终采用强迫风冷和热沉的散热方式对功放进行散热。本文设计基于LDMOS功率管型号为MRF13750H，仿真设计在单频点915 MHz，输入功率35dBm时，输出功率达615W，效率为74%，耗散功率约达290 W，理论计算所需风机的风量大小为2.54 m³/min。ICEPAK软件进行仿真在耗散功率在300 W时，功率管温度为71.25℃，风机工作点为3.86 m³/min,工作静压力为201 Pa。仿真验证满足设计要求。     

热仿真技术在加固显示器热设计中的应用

根据某型加固显示器的应用环境及内部功能模块的热特性,选择强迫风冷的散热方式,并通过热仿真计算指导风扇选型,根据仿真结果验证散热方案的可行性。最终,依据试验结果验证仿真结果的准确性,为加固显示器的热设计提供思路。     

一种弹载相控阵天线多工况快速切换热控方法

针对弹载雷达相控阵天线需要满足在试验测试维护时长时间工作,而上弹后在无外界附加散热措施情况下短时可靠工作的要求,提出一种基于楔形锁紧装置的可快速更换换热单元天线前端结构设计方法。该方法采用液冷和基于石蜡/石墨复合相变材料储热器作为散热手段,分别实现了稳态散热和瞬态热控。着重阐述了相变材料储热器设计计算时的数学模型和仿真方法。仿真及试验验证表明,可更换换热器相控阵天线前端满足稳态、瞬态多工况热环境稳定工作要求;采用基于石蜡/石墨相变材料储热器作为热沉其储热效果要优于传统金属热沉。     

某大功率发射分机的热设计

本文针对某大功率发射分机热功耗大、局部热流密度高的特点,对机箱和模块采取了散热冷却技术,提出采用模块、热管与散热器综合一体化设计的散热方式,通过仿真分析和热测试,验证了设备的散热效果,达到了大功率发射分机的热设计要求。     

有源相控阵雷达TR组件参数化热设计

为了提高有源相控阵雷达(AESA)热设计效率,本文利用热分析软件Flotherm提供的XML数据接口,基于VB软件编写了热仿真模型的参数化造型和参数化修改程序,实现了功率模块温度场模型的自动化生成和用户界面的可视化。以有源相控阵雷达中关键部件—T/R模块为例,通过建立T/R模块参数化模型,对其进行三维温度场数值模拟,验证了在Flotherm中实现参数化热设计的方法。算例结果表明在有源相控阵雷达热设计中实现热仿真分析流程自动化是可行的,提高了热仿真效率。     

多通道T/R组件多热源耦合仿真模型

半导体器件可靠性受其热效应的影响,多通道T/R组件的温度场本身存在多热源耦合,还受到电磁损耗的影响.为定量研究组件的热效应,建立了基于有限元仿真的T/R组件热力学模型,除芯片热效应和组件的三维结构外,该模型还考虑了组件不同位置的材料特性、组件表面电磁功率损耗和印制电路板(PCB)布线,较传统模型大幅提高了模型精细化程度.通过仿真得到了多通道T/R组件的温度场分布,为组件热设计提供了依据,仿真分析认为PCB含铜量和外壳表面积是影响散热效率的关键因素.最后利用红外热像仪对组件进行测试,并将实测结果与仿真结果进行验证.仿真结果与实测结果相接近,模型精度较传统仿真模型有较大提升.     

某户外便携密闭机箱的结构与热设计

针对户外便携密闭机箱空间有限、热流密度临界、使用环境严苛等问题,以热设计为主、结构设计为辅,详细阐述了某户外便携密闭机箱的结构与热设计全过程。首先,经过理论计算和仿真分析,验证了自然散热方式无法满足要求,然后采用强迫风冷散热方式分别对4种设计方案开展仿真分析,并对仿真结果进行比较分析。最后,选择发热器件最大温升值(17.8℃)最低的方案2作为工程实际设计方案,并成功应用。     

某型模块的热设计及仿真

以某型模块热设计为例,首先按自然散热方式进行理论计算,然后应用FloTHERM软件对导航模块的散热性能进行仿真分析,为电子设备的散热设计提供了设计依据和参考,最后对仿真分析的结果进行了分析总结。     

某电子设备热控系统的设计

为解决电子设备的散热问题,对某电子设备的热控系统进行了设计,采取了加导热片、填充导热填料等高可靠性导热方式进行散热,并在HyperMesh软件中建立了有限元模型,通过Patran/Nastran软件进行了仿真计算。计算结果表明,采取热控措施后印制板及元器件温度降低,且分布更加均匀,验证了热控系统设计的合理性。     

三维功率MOSFET器件的热可靠性设计

基于三维集成技术的功率MOSFET器件,在发热量大和散热难的双重压力下,热可靠性设计凸显得尤为重要。文中采用硅通孔散热方式,在三维功率器件内嵌入大量的散热硅通孔,以降低芯片内热阻,疏导功率器件产生的热量,保证器件有源区结温低于极限安全结温,可有效提高芯片的热可靠性。以100 V,60 A的功率VDMOS器件为研究对象,以提高芯片的热可靠性为目的,合理设计和充分优化了三维功率MOSFET器件的版图和散热硅通孔的布局。基于多物理场分析软件开展了大量的热可靠性仿真分析工作,并流片验证了设计的正确性。     

水冷四象限功率单元开发与测试

功率单元的设计是四象限高压变频器的核心。本文提出一种水冷散热方式的单元结构,通过理论计算、热仿真分析,得到水冷板的温升等数据;并对功率单元进行试制,进行了温升测试。通过对比,验证该功率单元结构的可行性。     

基于Icepak的通信电子设备热设计及优化

本文结合通信电子设备工程实际,阐述了基于Icepak的通信电子设备热设计及优化的过程,探索了一种仿真计算与优化验证的热设计方法。文中通过初步计算选择合理的散热方式及确定散热布局,并详细介绍了利用Icepak软件对散热布局进行仿真计算的过程和散热器的参数化及优化设计过程。这种基于Icepak的热设计方法能明显提高设计效率,解决工程实际问题,对于通信电子设备的热设计具有参考意义。     

S波段八通道数字T/R组件研究与设计

研究了一种S波段相控阵雷达数字T/R组件,讨论了组件结构总体布局及装配工艺设计,并对八单元T/R组件设计中存在的散热、电磁兼容等关键技术进行了重点阐述,提出了具体解决措施.研制出的八单元数字T/R组件输出功率达到50 W,同时实现了组件小型化,性能指标达到电信及结构总体的设计要求.     

低压湿热环境TPM刀片式板卡插箱的热设计与分析

为了深入解决TPM刀片式板卡插箱在低压和高湿热环境下的散热问题,采用器件级底层高效导热结合外层扩散热沉/风冷的半封闭式设计方式,规避了恶劣环境对发热器件的腐蚀干涉,器件法兰预埋钼铜载体有效降低了热点幅度,同时利用工程热分析软件进行多次热仿真及迭代计算,验证了该插箱热设计的有效性,为上游结构设计提供有力的技术支撑,并给类同散热问题借鉴参考.