牵引变流器中IGBT模块的高效热管冷却系统设计

以高功率IGBT模块散热为主题,针对目前传统热管散热器(传统模组)存在的翅片均温性不佳、散热效率较低的问题,设计一款新型的热管分层嵌入式结构的散热器(新型模组),并通过Flotherm软件对在不同风速下其翅片与热源的温度场、模组的压力场及散热器的最大热阻进行了分析,并与传统模组进行了对比验证。结果表明：新型模组能够显著提升翅片的均温性及模组的散热效率,且最大热阻值平均降低了34%。在风速为10m/s时的情况下,IGBT芯片的温度最大值较传统模组降低了16.9℃,进而验证了新型模组的散热可行性,并为热管散热器的设计及改进提供了指导。     

一种基于风冷系统的新型汽车动力电池散热模组设计

随着新能源汽车动力电池的能量密度日益提高,一般风冷散热方式难以满足电池散热要求。因此,本文提出了一种新型热管嵌入式动力电池风冷散热模组,在不同工况下对电池最高温度及最大温差进行数值计算,并将其性能与无热管的风冷散热模组进行比较。结果表明,在电池以最大倍率(5C)放电,空气流量为0.03m3/s时,有热管的电池模组对比无热管的电池模组,其电池最高温度降低了7.53℃,电池间最大温差降低了3.48℃,表明该模组满足电池散热要求同时具有更佳的散热性和均温性。通过优化散热器翅片参数可进一步提高该模组的散热性能。     

UV-LED印刷灯散热系统设计研究

对大功率LED而言, 如何保持芯片结温在允许的范围内, 是散热系统设计的关键。针对大功率UV-LED印刷灯, 设计了热管加风冷翅片的散热模型方案, 采用热分析软件模拟得到散热模型的温度和流动分布, 并对散热模组进行不同输入功率下的实验测试, 对比分析了仿真模拟和实验测试的芯片结温值和热沉到环境热阻值等结果, 发现仿真模拟和实验测试结果有较好的一致性, 说明热管加风冷翅片比传统风冷翅片有更好的散热性能。     

高压大功率串级调速系统中斩波IGBT水冷散热系统的设计

针对直流升压斩波模块中IGBT的散热问题,提出一种较为实用的IGBT功率损耗的计算方法,并针对该问题设计出一套工程实用的水冷散热系统。首先对其水冷散热系统的热路等效分析,由相似理论得到散热系统的整体热阻的求解公式。然后对冷媒温度变化进行分析,得到散热系统内的热阻分配规律。最后得到水冷散热系统的一、二次冷却结构的有效的参数设计方法。以DYNEX的DIM800ECM33-F000型IGBT的水冷散热系统设计为例,理论计算结果以及工程实际应用情况证明,此设计方法切实有效。     

微水雾循环散热模组设计与研究

为提升面光源的有效散热性能,基于液滴雾化机理,制作了一种厚度为12mm的主动式超声微水雾散热模组。采用超声波雾化片将液态水振荡成微小液滴,并直接喷射到热源面,在热源表面形成超薄液体薄膜,通过微液滴喷射产生的强制对流和蒸发汽化及二次成核作用实现迅速降温,并在复合吸水介质作用下实现内部液体的循环。通过搭建实验平台,采用热敏电阻温度采集系统分别对翅片风扇和微水雾散热模组的散热性能进行了测试。实验结果表明:在相同尺寸和功耗条件下,微水雾散热模组的最大温升比翅片风扇降低了7.8℃,散热性能提升了12.9%,并且实现了主动式散热方案低成本、无噪声、高散热性能的要求。     

大功率LED照明装置微热管散热方案分析

设计了一种新型的带有百叶窗的平板式大功率发光二极管(LED)照明装置。该装置采用高导热系数的铝基板作为多颗大功率LED的散热电路板,用0.4mm的铝片作为散热翅片,结合沟槽式微热管构成集发光与散热一体化的输入功率为21W的照明模组,该模组可根据照明亮度要求重构成不同功率的照明装置。对功率为144W的照明装置进行了理论分析与实验研究。根据理论计算,每个照明模组的发热量约为18W,每个照明模组的传热量约为47W;模拟结果表明,在环境温度为30℃,自然对流换热系数为10W/(m2·K)时,LED芯片最高结温Ta=75℃,而实验测得Ta=75.7℃。     

散热器对热管散热模组瞬态性能的影响

采用热阻网络法,得出热管散热模组的数学模型.通过龙格-库塔(R-K)法,计算和模拟散热模组各点温度的瞬态响应.根据系统的温度响应特性,分析了热管散热模组的散热性能,以及散热器材料和风量变化对热管散热模组动态性能的影响,为改进散热器参数提供参考.     

超高功耗2400 WLED投射灯的散热设计

为解决一款高功率LED投射灯散热问题,本文针对传统直肋片式散热器普遍存在导热能力不佳,无法即时有效地携出高热量问题进行探讨分析;并以2400W超高功耗的远距LED投射灯为研究对象,为其设计了一款新型热管嵌入式扣fin散热器。本文使用热分析软件ANSYS Icepak对散热器结构进行优化,研究影响散热性能的因素。结果表明：优化后的LED光源最高温度为63.68℃,比初始的71.53℃降低7.85℃,所设计的热管嵌入式扣fin散热器,在强制对流的环境情况下,能够达到2400W LED投射灯的散热指标。     

基于有限元法LED散热强化研究

为了解决大功率LED散热问题,构建了包括LED固体部件及外部流体空间的三维数学模型。基于有限元法,应用k-ε模型模拟自然对流换热条件下LED模组散热情况。模拟结果表明,LED模组温度场分布不均,芯片结温较高;受芯片功率密度及位置布设的影响,中心翅片的散热效果差。通过改变散热器结构,设计了两种翅片组合形式,虽然换热面积有所减少,但由于中心翅片的对流换热得到强化,达到了降低结温的效果,提高了散热性能。     

基于自重式热管的LED工矿灯散热研究

设计制作了一种带有自重式热管的散热器,并应用于100 W LED工矿灯。测试了LED工矿灯的光源模组引脚温度以及工作状态下散热器温度的分布。结果表明:自重式热管散热的光源引脚温度要比传统散热方式低4℃,光源表面温度要比传统散热方式的光源表面温度低约6℃;散热鳍片温度分布更为均匀,提高了鳍片散热的效率。     

高性能 CPCIe 总线主模块散热热管设计与分析

随着抗恶劣环境计算机技术的发展,计算机性能提高的同时对散热的要求也越来越高。传统的冷板被动散热方式已无法满足高性能模块的散热需求,因此,热管技术急需应用到抗恶劣环境计算机系统中。将热管技术与高性能紧凑型外设部件互连（快速）（CPCIe）、高性能计算架构设计技术相结合,提出了一种CPCIe主模块热管散热技术,并对其进行理论分析、设计和试验验证。该技术已成功应用,经测试能够有效提高主模块的散热性能。     

两热源热管散热模组瞬态性能热分析

电子设备散热结构的瞬态性能对判断冷却系统的结构是否合理非常重要却很少被研究。采用热阻网络法,得出了多热源热管散热模组的数学模型。应用MATLAB模拟了热管散热模组在设计工况和变工况下各点温度的瞬态散热特性。结果显示,该热管散热模组的瞬态响应性能较好,其最大温差在散热器部分。瞬态温度响应具有滞后性。热源散热量突然急剧变化时,对热源部分的影响较大而对环境的影响较小。     

压电泵为动力源的计算机芯片水冷系统研究

介绍了压电泵为动力源的计算机芯片水冷系统及系统中所用的四腔串并联压电泵的工作原理及构成。搭建了实验测试系统,评价了该水冷系统的冷却效果,并用实验验证了组成水冷系统的各部件及冷却液性能对芯片冷却效果的影响,提出了各部件的设计原则。该文为计算机芯片散热提出了一条新的有效途径。     

基于平板热管的大功率LED散热系统模拟及优化

为解决大功率LED的散热问题,设计了平板热管散热器来实现LED芯片的高效散热。通过Flotherm模拟软件,对大功率LED在自然对流条件下的散热情况进行了三维数值模拟。通过平板热管与常规铜、铝散热基板对比,发现平板热管有效降低了大功率功率LED的结温和热阻,使得LED温度分布更为均匀。此外,还研究了平板热管LED散热系统在不同芯片功率下的热性能,并对四种不同排布方式的LED平板热管散热系统进行了优化,发现阵列分布其温度分布最为均匀,结温最低,是较优的排布方式。     

LED圆筒太阳花散热器设计与实验北大核心CSCD

为了提高发光二极管(LED)的散热能力,基于烟囱效应,在传统太阳花散热器外侧加装圆筒壁,形成特殊的烟囱结构。运用Solidworks软件构建三维模型,用其插件Flow Simulation进行热仿真,并以散热器翅片数12个、最大直径70mm、高度40mm为基础模型参数,进行优化研究。研究表明,在翅片数为20个、最大直径为85mm、高度为65mm时,LED圆筒太阳花散热器的散热效果最好。此时,LED的最高温度为48.98℃,比优化前降低了13.05℃。当功率为8,12,16,19W时,LED芯片的最高温度都满足LED工作的安全要求。对功率为8W的LED散热器样品的实验测试结果表明,4个监测点的实际温度与仿真所得温度的平均误差为4.8%,在允许范围内,验证了研究的正确性。在功率为32 W时,配备圆筒太阳花散热器的芯片最高温度仍满足低于125℃的技术要求,并比配备传统太阳花散热器的芯片温度低6.44℃。所设计的LED圆筒太阳花散热器为解决大功率LED散热问题提供了一个新的途径。     

使杂散电感降低的工业应用功率模块

英飞凌科技公司推出紧凑型IGBT（绝缘栅双极晶体管）模块家族，为各种工业传动装置以及风车、电梯或辅助传动设备、机车与列车用电源及供暖系统传动装置，提供优化型功率转换器系统解决方案。基于创新型封装概念的全新PrimePACK模块，充分发挥了英飞凌新一代IGBT4芯片的优势。在这种创新模块设计中，IGBT芯片距基板紧固点更近，降低了基板与散热器之间的热阻。最高运行温度＋150℃，最低贮存温度．55℃。     

大功率氮化镓基白光LED模组的散热设计

散热设计是大功率发光二极管(LED)模组结构设计的重要环节.首先利用计算流体力学方法对自然对流条件下大功率LED模组的温度场进行了模拟,提出并优化了模组可采用的散热片结构,进而对影响模组散热的其他关键因素进行了分析,结果表明,提高关键封装材料如银胶的热导率能够有效地降低芯片温度,提高芯片温度均匀性;多芯片封装时芯片的整体温度及均匀性相对于单芯片封装皆有改善.优化后的封装结构在5 W电功率注入条件下,芯片结温约60 ℃.     

新型热管对电视性能的影响

随着电视性能和功能的不断增强和丰富,电视机内部组件的发热量随之增加。过高的机内温度不仅影响电视机的性能,还会缩短其使用寿命,甚至引发安全事故。新型热管作为一种全新的高效散热解决方案,能够迅速将热量从热源传导到较冷的部分,从而有效降低电子设备的工作温度。首先介绍风扇散热、散热片散热等传统电视散热技术,以及传统散热技术在电视性能越来越强大和体积越来越轻薄的发展趋势下面临的困境;其次介绍热管技术的基本原理,以及传统热管技术在电视应用中的不足;最后分析新型热管应用对电视图像质量、音响性能和电视寿命的影响。     

基于服务器散热系统的数据中心节能研究

基于热管散热技术和水冷散热技术设计了一种新型服务器散热系统,通过将服务器热量直接带出数据中心来减轻对机房空调制冷的需求,进而实现空调系统和数据中心的节能。实测结果表明,新型服务器散热系统能有效降低服务器主要部件的工作温度,在保证服务器设备正常工作条件下能够降低对机房环境温度的要求。结合冷却塔免费供冷技术和新风冷却系统,提出一种数据中心节能控制策略,通过根据不同环境条件调整机房制冷方式来实现数据中心节能。     

远程荧光LED球泡灯热仿真分析

采用FloEFD流体分析软件分析了改变LED散热器翅片数和基板厚度对LED球泡灯热量的影响。首先对LED芯片进行仿真,然后用蓝宝石替换LED芯片其他部分简化后仿真,将两者进行了对比。接着对远程荧光LED集成封装光源进行了热模拟,发现将大功率芯片集成在铝基板上,工作时产生的热量非常大,模拟时芯片的结温在159.9℃,超过了LED正常工作结温,所以仅仅依靠铝基板难以达到散热要求。最后对LED球泡灯散热器不同翅片数和不同基板厚度分别进行了热仿真,得出当翅片数为16,基板厚度为2mm时,LED球泡灯的整体散热良好,模拟结果显示LED芯片的温度只有83.8℃,完全满足散热要求。