窗片介质材料对输出窗功率容量的影响

本文介绍了研制大功率速调管的过程中输出窗的失效现象,比较了两种窗片介质材料氧化铍与氧化铝的性能特点;通过实际制管后的热测数据证明,相同条件下窗片材料氧化铍比氧化铝对输出窗的功率容量的提高更显著,在研制大功率速调管过程中窗片材料氧化铍是比氧化铝更为优良的介质材料.     

一种新型高功率输出窗的设计与研究

高功率速调管不断发展,输能窗不仅要满足驻波匹配好、热可靠性高等要求,还需要满足高充气压力下的结构可靠性。文中介绍了一种新研制的高功率速调管输出窗,该输出窗形状不同于传统常用的波导窗窗片,形似"舌头"状,为异形陶瓷。该输出窗不仅在2.05~2.7 GHz(相对带宽26.8%)范围内具有匹配好的驻波及承受20 kW左右功率的可靠性,还满足大充气压(0.9 MPa)下的结构可靠性。该输出窗的研制,解决了高功率系统中大充气压损坏速调管输能窗的问题,为高功率速调管在高功率设备中的应用提供了技术保障。     

陶瓷在真空电子功率器件输出窗中的应用

本文综述了近20-30年来国内外真空电子器件用输出窗材料的应用状况。指出输出窗材料对器件性能和可靠性的重要影响和大平均功率mm波器件输出窗材料的开发前景。     

W波段高功率回旋管输出窗的热分析

输出窗是回旋管的重要部件之一,直接决定回旋管的工作效率与使用寿命。选用高阶模作为高功率回旋管的工作模式,并采用蓝宝石作为回旋管输出窗的窗片。应用电磁波传输理论计算蓝宝石在高阶模下的结构参数,并在HFSS中对回旋管输出窗进行建模,对高阶模的角向对称处理方法的准确性进行验证。采用HFSS与ANSYS Workbench联合仿真对输出窗进行稳态热分析,并利用Comsol软件对输出窗进行瞬态热分析。对于工作频率94 GHz和传输功率100 kW的高功率回旋管,在稳态热分析时,窗片会炸裂;而在瞬态热分析时,窗片能持续工作接近20 s。     

S 波段径向线陶瓷密封窗的分析与设计

为了实现对径向线输入与输出部分的真空密封,优化高功率阵列天线的拓扑结构,本文研究了一种径向线陶瓷 密封窗。基于模式匹配法理论分析了径向线陶瓷密封窗的传输与反射特性,之后以此为依据对其进行了仿真设计,改进 了结构实现方式,降低了三相点和突变结构对密封窗表面电场的影响。设计结果表明：该径向线陶瓷密封窗反射系数小 于0.1,设计功率容量约150 MW。     

流延成型YAG/Yb:YAG/YAG多层复合陶瓷激光器

<正>透明激光陶瓷比单晶材料在生产成本、坯体尺寸、掺杂浓度、工艺难度等方面具有明显优势,成为新型激光材料的研究热点。陶瓷激光器有望获得高功率输出,但陶瓷激光介质的热效应仍是制约输出功率的主要瓶颈。已有实验发现,采用复合结构的激光陶瓷,可实现热传导性能及材料内热布局的优化控制,改善输出激光性能并提升其功率。非水基     

X波段速调管功率合成输出结构研究(TE01模输出窗设计)

在对X波段高峰值功率微波源迫切需求的牵引下,该文为X波段高峰值功率速调管功率合成输出结构设计了一个工作在9GHz的TE01模输出窗,输出窗相对带宽大于7%,通带内插入驻波比小于1.2.此外,该文还建立了TE01模输出窗窗片稳态温度分布的计算方法.理论分析表明,该输出窗传输50MW的高峰值功率不会由于温升而出现窗片的破裂.     

射频板条CO2激光器整形光路自适应调节研究

为了解决射频板条CO2激光器因安装或腔镜热畸变造成的光路偏移问题,采用外光路偏移补偿的方法对其进行校正。研究了基于压电陶瓷的偏移补偿装置,设计了压电陶瓷驱动电路,并分析了控制精度和自适应控制方法。结果表明,通过偏移补偿装置,激光输出功率在任何占空比下均可达到或超过标准参考功率值,并通过对比有无自适应调节,激光输出功率最大相差100W,且可保持激光输出功率在2h运行中波动小于2%。此项研究可保证激光器高效运行,提高激光器的输出功率和模式的稳定性,具有较大的实用价值。     

大功率LED芯片直接固晶热电制冷器主动散热

发光二极管（LED）作为新一代绿色固态照明光源,已广泛应用于照明和显示等领域,但散热问题一直是大功率LED封装的关键技术瓶颈。采用大功率LED芯片直接固晶热电制冷器（TEC）的主动散热方法,可增强大功率LED的热耗散,提升大功率LED的发光性能和长期可靠性。利用高精度陶瓷基板和纳米银膏材料制备出高性能TEC,TEC冷端温度最低可达-22.2℃。将LED芯片直接固晶于TEC冷端的陶瓷基板焊盘上,实现LED芯片与TEC的集成封装,制备出LED-TEC主动散热模块。在芯片电流为1.0 A时,由于热电制冷的珀尔帖效应,LED-TEC模块可将LED芯片的工作温度从232℃降低到123℃（降温幅度为109℃）,且可使其输出光功率从1087m W提升到1 479 m W,光功率提升幅度达到36.1%。     

提高玻璃釉电阻耗散功率的主要途径

本文简单论述了玻璃釉电阻的热性能，概括了玻璃釉功率电阻的主要应用范围以及国内外该类电阻器的现状，并提出了提高玻璃釉功率电阻器耗散功率的主要途径。     

散热型挠性线路板

介绍一种散热性能优异的散热材料——セラックa及用该材料制成散热型挠性线路板的特点、性能。     

芯片散热微通道仿生拓扑结构研究

为提升高热流密度芯片的散热能力,借鉴自然界中众多具有优良传质传热特性的网络拓扑,设计了多种仿生微通道拓扑结构.利用数值模拟方法,分析了不同拓扑结构的散热效果及压降特性,结果表明不同拓扑结构的散热能力存在一定差异,且芯片热流密度越高差异越明显.对数值分析中综合性能优秀的蜘蛛网结构的散热特性进行了理论分析,并通过3D打印加工了微通道散热器,测试表明其散热能力和压降相对现有平直微通道均有明显提高.     

高空飞行器供油驱动系统IGBT模块结温特性研究

对高空飞行器供油驱动系统在特定负载状态下的IGBT模块结温特性进行研究。高空飞行器对供油驱动系统的高功率密度要求高及环境散热条件差的状况,使得其关键部件IGBT模块在功率裕量与结温控制方面更为严格。根据负载特性精确计算结温,对于在特定散热条件下系统的可靠运行非常重要。运用非稳态导热的Foster集总参数法,分析IGBT模块点热源特性及其他热源对计算影响,建立一种含校正系数的热网络模型,并在短时脉冲过载及输出低频两种特有状态下,对IGBT模块的结温特性进行分析。通过对高空飞行器飞行过程中IGBT模块结温特性的计算,结合仿真软件Semisel的对比分析,验证了建模和分析本文所提方法的有效性。     

电力电子设备常用散热方式的散热能力分析

本文对电力电子设备中常用的风冷和水冷两种散热方式的散热能力作了综合分析。分析结果表明,以散热器底面热源的均匀热流大小作为散热能力的标准,在保证电子设备正常工作的条件下,有散热空间限制时,风冷系统散热极限约为40W／cm2,如果不受散热空间的限制,散热能力会更高。水冷系统的散热能力比风冷系统高出1到2个数量级,其散热潜力还未得到充分挖掘,目前水在微通道内强制对流的冷却方式是水冷系统中具有最大散热能力的方式,其散热能力可达790W／cm2。这两种冷却方式散热能力的分析结果可作为热设计人员选择经济合理的散热方式的依据。．     

Immersion-cooled heat sinks for electronics: insight fromhigh-speed photography

The development of effective heat sinks for the primary heat-dissipating component of a typical portable electronics device is an ongoing challenge. Thermal management using air-cooling is limited by the inherently limited thermal properties of the coolant. Other alternatives, including liquid immersion cooling, phase-change materials, and heat pipes, may merit consideration if the basic mechanisms can be reliably predicted. This study sheds light on the nucleation characteristics of an etched cavity-enhanced surface for use in an immersion-cooled heat sink. The target application is a high-density multichip module with several heat dissipating sources. High-speed photography was used to record parameters such as bubble interactions, bubble size, departure frequency and active site density while varying the cavity spacing and heat flux. The cavities, which have a characteristic dimension of approximately 40 μm, are arranged in a square cluster 12.7 mm on each side. It was determined that the contribution of latent heat as a heat dissipation mechanism is only minor (less than 16%). In addition, it is proposed that the latent heat dissipation percentage may be used as a thermal performance indicator. Interactions between neighboring heat sources were also studied. These interactions decreased the bubble departure frequency and thereby affected the latent heat contribution     

提高大功率LED散热和出光封装材料的研究

阐述了LED封装材料对大功率LED散热和出先的影响及大功率LED的发展趋势.指出目前大功率LED研究的瓶颈是如何提高散热和出光以及封装互连材料在提高大功率LED散热.和出光方面所具有的重要影响.讨论了芯片粘结材料、荧光粉、灌封胶、散热基板等.分析了导热胶、银浆和合金钎料、陶瓷基板、金属基板、复合基板,讨论了对出光影响比较大的灌封胶和荧光粉的选用,指出了未来的研究重点.     

基于ANSYS的散热管道尺寸优化

针对以往散热管道散热效率不高的情况,利用Solidworks建立散热管道的三维模型,并在模型外施加实际试验条件下设定的边界条件,再通过ANSYS的热流耦合模块对管道模型进行有限元分析,得出在特定散热管道尺寸条件下的散热器出口温度。调整管道尺寸,得到新的出口温度。通过多次调整管道尺寸,得到出口温度的数据组。最后根据分析所得的数据组,采用对分法调整管道尺寸,实现了散热管道尺寸优化的预期目标,为今后类似尺寸的优化设计提供了参考。     

大功率LED热管散热器的模块化设计与研究

针对当前大功率LED散热器多采用肋片式散热器,散热效果不是很理想,同时当前灯具都采用一体化的集成结构,在维护和检修的过程中,只能整体返厂,给大功率LED灯具的使用带来不便等问题,提出了大功率LED热管散热器模块化思路。通过模块化设计,大功率LED的散热效果得到了提高,且能够进行及时的维护,多数部件可以循环利用,延长了灯具的生命周期,降低了维修成本。对大功率LED热管散热器模块进行了设计优化,并且通过ICEPAK散热软件进行了模拟,结果表明此热管散热器模块大大提高了大功率LED的散热性能。     

Thermal management for high-power photonic crystal light emitting diodes

An effective heat dissipation structure is a crucial element for stable thermal management in ensuring thermal stability of high power photonic crystal light emitting diodes (PC-LEDs). New integrated structure for effective thermal management is put forward for high power PC-LEDs to reduce the thermal resistance between the chip and heat dissipation device, which can be composed by the heat pipes or an active heat dissipation device. Based on the thermal resistances analyzed, 3D thermal distributions for the device CSM360 with the nominal electric power of 80 W are simulated and analyzed by using of ANSYS. Compared with the general metal fins model, the heat pipes integrated model improves the heat dissipation efficiency of CSM360 by 36.61%, while the active heat dissipation device integrated model improves the heat dissipation efficiency by 60.2% at the temperature of 50 °C on the cold end of the device. The results show that the integrated structure can obtain a significant improvement in thermal management and achieve a reduction in temperature in the working status of CSM360. Heat dissipation experiments are also conducted, and the values of temperature distributions are validated to be coincident with those from simulations.     

高散热性能TGV转接板

随着玻璃通孔(TGV)转接板在微波系统集成中的应用越来越广泛,其微波大功率应用情况下的散热性能成为研究重点。针对TGV转接板高效散热性能的要求,进行TGV散热结构的设计和性能分析。建立TGV转接板封装集成结构的有限元模型,设计TGV转接板铜柱阵列散热结构。通过TGV工艺制作TGV高密度阵列。在4.82~14.47 W功率范围内对TGV转接板的散热性能进行测试,相应的TGV散热结构区域的热流密度为40.03~120.18 W/cm²,测得热阻芯片表面温度高达54.0~126.5℃,低于微波功率芯片最高结温150℃,可以满足大功率微波系统集成高效散热的需求。