S波段高可靠固态发射机设计

介绍了一种S波段集中式全固态雷达发射机,发射机设计采用前级组件及发射监控热备份技术,能在发热达到一定温度时,或其他故障发生时进行前级组件自动切换。发射机同时应用了开关电源和强迫风冷结构,性能优良,大幅提高了发射机使用可靠性。经实际测试,发射机输出功率＞15 kW,瞬时带宽40 MHz,发射脉宽100 μS,工作比8%,已连续工作5 000 h无故障。     

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。     

铜-硼/金刚石复合材料翅片热沉散热研究

采用气压浸渗法制备了热导率为850 W ? m-1 ? K-1的铜-硼/金刚石复合材料翅片热沉,测试了其在自然冷却、强迫风冷和强迫水冷三种冷却模式下的散热效果.结果表明,热源功率越高,铜-硼/金刚石复合材料的散热效果越显著.在强迫水冷模式下,当加热片的输入功率为80 W时,使用铜-硼/金刚石复合材料翅片热沉时加热片的最高温度比使用铜翅片热沉时低14℃,比使用铝翅片热沉时低23℃.Icepak热模拟发现,在强迫水冷模式下输入功率为80 W时,与铜和铝翅片热沉相比,铜-硼/金刚石复合材料翅片热沉的整体温度更低且温度分布更均匀.研究结果证实,铜-硼/金刚石复合材料是一种高效的散热材料,在大功率电子器件散热中具有广阔的应用前景.     

某机载光电系统风冷散热翅片优化设计及仿真

针对机载密闭空间电子组件散热问题,对被动风冷翅片散热器进行了设计优化及仿真分析。首先基于正交实验设计方法以翅片厚度、翅片间距以及翅片高度为分析因素设计了三因素四水平正交实验;基于CFD数值仿真方法对不同翅片形式的散热器进行了仿真分析;最后基于极值分析对各因素对散热器散热性能的影响显著程度进行了分析。结果表明,翅片高度对散热器性能影响最大,翅片间距次之,翅片厚度影响最小,并得到了最优的翅片形式。     

基于插片散热器的某功放单元设计

设计一款可在室内机房环境条件下工作,总热耗约为2 700 W,结构紧凑、散热方式简单、散热效果良好,可安装在19寸机柜内的功放单元。依据该功放单元工作原理、内部器件布局、热耗,综合考虑散热与结构要求,设计一种采用组合插片散热器强迫风冷的方案。通过功放模块和电源分组固定安装在分层的3个插片散热器上,同时与设备侧壁形成完整的风道的方式,实现了功放单元的强迫风冷散热;并对该设备进行了热传导与散热理论计算,同时运用仿真软件建立模型,进行数值分析。数值仿真结果显示,该功放单元正常工作热交换达到平衡状态时,功放模块外壳最高温度为64.2℃,满足设计要求。通过实物样机验证了该功放单元基于组合插片散热器结构设计方案的可行性,以及计算、仿真方法的合理性、正确性。     

某机载通讯设备的热仿真分析

以强迫风冷下某机载通讯设备作为研究对象,应用CFD热分析软件对其紊流流场和温度场进行了仿真分析.为了使该设备工作在允许的温度范围内,对其进行了优化设计.     

基于ICEPAK的高频逆变器的热设计及分析

本文以光伏并网高频逆变器为对象采用ICEPAK软件对其进行了热设计.首先比较了逆变器中主要发热元件的热损,选取损耗最大的主功能模块IGBT作为热设计对象,在此基础上比较分析了自然对流、无散热器的强迫风冷以及带散热器的强迫风冷三种方式的散热效果,最终选择了带散热器的强迫风冷作为该型号逆变器内部发热元件的散热方式,并完成了散热器和风机的性能参数选择.结果表明,采用这种散热方式,能够将IGBT的结温降至54℃以下,完全满足其可靠工作的温度要求.     

强迫风冷电子设备的热仿真与热测试数据对比分析

以典型强迫风冷电子设备为例,通过将热测试的试验数据与电子设备结构优化设计支撑软件热分析子系统仿真出的结果相比较,进一步验证电子设备结构优化设计支撑软件热分析模块的分析精度,检验其在工程实践中的可靠性,为工程技术人员提供可参考的资料和数据。     

一种基于水冷系统的先进IGBT散热模块设计

鉴于目前IGBT模块功率越来越大,传统风冷散热模块难以满足其散热要求,以磁悬浮列车牵引变流器中的单个IGBT模块为研究对象,设计了一款新型热管嵌入式IGBT水冷散热模组。通过ANSYS?Icepak软件对该冷却系统和设计的水冷模组的压力损失进行仿真分析,研究了增加圆柱形翅片和扁平翅片与不同入口流量对模块性能的影响。结果表明：与传统水冷模组相比,新型热管嵌入式IGBT水冷散热系统使IGBT模块芯片最高温度从81.51℃降低到75.34℃,降低了约7.4%;最大温差从12.81℃降低到9.92℃,进一步提高了IGBT模块的芯片温度均匀性,验证了新型水冷系统具有良好的散热性能,满足IGBT模块的要求,为后续先进的水冷系统设计奠定了基础。     

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。     

Thermal design and experimental validation for optical transmitters

This paper describes a thermal design methodology for a 2.5 Gbps optical transmitter that mainly comprises a laser array of 12 VCSELs and a laser driver module. An integrated heat sink design was performed and optimized through modeling and simulation. Temperature regulation of the laser array has been performed through design and optimization of the thermal path (cavity and heat spreader) and separations (wire bonding lengths). Detailed module simulation was performed after the heat sink design and the temperature regulations. To validate the simulation results, a test vehicle of 2.5 Gbps transmitter was built up and tested under various thermal conditions. The airflow rate and ambient temperature were controlled by a wind tunnel. It has shown that the experimental and detailed module simulation results are comparable. A cooling solution with natural convection has been achieved so that the case temperature can be kept under 70 °C without using a fan. The modeling and simulation were done by using a computational fluid dynamics (CFD) program.     

三维多芯片组件的散热分析

建立了一种叠层多芯片组件结构，应用计算流体动力学方法(CFD)，对金刚石基板的三维多芯片结构进行了散热分析，模拟了器件在强制空气冷却条件下的热传递过程和温度分布。此外，还探讨了各种设计参数和物性参数对3D-MCM器件温度场的影响。     

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。     

大功率LED封装有限元热分析

介绍了有限元软件在大功率LED封装热分析中的应用,对一种多层陶瓷金属(MLCMP)封装结构的LED进行了热模拟分析,比较了不同热沉材料的散热性能,模拟了输入功率以及强制空气冷却条件对芯片温度的影响.结果表明当达到热稳态平衡时,芯片上的温度最高,透镜顶部表面的温度最低,当输入功率达到3 W时,芯片温度超过了150℃,强制空冷能显著改善器件的散热性能.     

多芯片组件散热的三维有限元分析

基于有限元法的数值模拟技术是多芯片组件(Multichip Module)热设计的重要工具。采用有限元软件ANSYS建立了一种用于某种特殊场合的MCM的三维热模型,对空气自然对流情况下,MCM模型的温度分布和散热状况进行了模拟计算。并定量分析了空气强迫对流和热沉两种热增强手段对MCM模型温度分布和散热状况的影响。研究结果为MCM的热设计提供了重要的理论依据。     

S波段液冷固态功放组件的设计

功放组件是固态雷达发射机的重要组成部分,其热设计已成为发射机可靠性水平的重要标志之一。介绍了一种输出功率在工作频带内达1kW的液冷功放组件,对其电讯设计、电磁兼容及热设计都做了详细的阐述。试验表明,该组件热性能满足要求,保证组件实现高输出功率,工作稳定可靠。     

某固态发射机的热设计

论述了某固态发射机的热设计。针对集中热源和高功率密度功放组件的散热问题进行了专题研究,完成了板级、系统级的热设计分析计算,并进行了原型试验研究,实现了强迫空调通风冷却系统的等量送风,取得良好效果。     

A high-performance thermal module for computer packaging

A thermal module was designed to transfer heat efficiently from high power dissipation chips to a liquid coolant via forced convection. Turbulent and laminar flow regimes were investigated. Channel geometries for deep channels (1000 μm deep, and used for turbulent flow), and shallow channels (100 μm deep, and used for laminar flow) were optimized for high heat transfer coefficient, ease of fabrication, and better structural rigidity of the module. A 4″ x 4″ module, made out of Cu, was tested using a 4″ Si “thermal” wafer as a heat generating source as well as a temperature sensor. Wafer scale integration and high energy ion implantation were employed to obtain nine l x l cm heat sources, and temperature sensing diodes embedded within the thermal wafer. For the deep channel design, the maximum device temperature rise on the module was 18° C for a power dissipation of 42 W/chip, and a flow rate of 126 cc/sec. For the shallow channel design, the temperature rise was 19° C for a flow rate of 19 cc/sec, and a power dissipation level of 42 W/chip. With all nine chips on the thermal module powered to 42 W/chip, the maximum chip to chip temperature variations were found to be 2 and 8° C for deep and shallow channel designs, respectively.     

固态发射机热设计与飞行验证

大功率高热流密度固态发射机是环境一号C 卫星有效载荷中的关键设备,对整星的热设计影响很大。固态发射机热设计的目的,是满足固态发射机的温度需要,从而确保固态发射机的安全可靠工作。该文论述了环境一号C 卫星固态发射机热控设计及解决的关键问题。飞行遥测结果表明,固态发射机热控设计正确、方案合理,很好地满足了固态发射机的温度要求。      

工业级FPGA器件空间应用散热设计

建立了工业级FPGA的热分析模型,采用先模块后器件两步分析方法,研究了在热传导和辐射条件下模块盒体、导热衬垫热传导系数、厚度及压力对FPGA散热性能的影响。分析了FPGA芯片内部热分布的状态,提出了工业级FPGA空间应用的散热设计方案。研究表明,通过增加模块盖板厚度、优化器件布局、采用高导热系数导热衬垫,可以使工业级FPGA芯片结温满足一级降额要求。