某型电动轮矿用车电机控制器的散热设计

对电动轮矿用车自卸车电机控制器的热损耗进行了分析,对主要发热器件IGBT模块进行了损耗分析与计算,对功率器件散热的热流路径进行了分析计算,提出了散热冷板功率和热阻指标要求与散热设计,最后对冷板的散热性能进行了热性能试验,试验结果表明满足设计要求。     

工程设计中的热设计仿真

某野外工作设备,内部安装了大功率器件,而工作环境温度较高,为保证内部元器件和设备的热可靠性,热分析和热控制必不可少,热设计的优劣成为该设备结构设计的关键。介绍了在该产品设计中借助于Icepak热设计工具软件,通过热设计仿真,成功解决了散热问题的经过。并经过试验证明,热分析的结论与实际情况非常接近。     

功率型LED散热器的研究

分析了目前功率型LED发展存在的瓶颈问题,以及散热对LED器件正常工作的重要性.散热器的设计决定了功率型LED芯片产生的热量能否顺利传至工作环境,基于现有的文献和专利总结了大功率LED散热器的技术手段及其研究内容.从对流散热、辐射散热、热传导和相变散热等多个方面介绍了一些典型散热器在功率型LED散热中的应用,并提出了未来LED照明散热设计的方向.     

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。     

功率器件的散热设计方法

在模拟电路设计过程中难免会使用功率器件,如何处理和解决这些功率器件散热问题对于电路设计师来说非常重要,因为这些功率器件的工作温度将直接影响到整个电路的工作稳定性和安全性,文中首先介绍了功率器件的热性能指标,并根据作者的实际工作经验,介绍了功率器件的散热设计方法.     

一种空间受限大功率VPX机箱热设计与分析

为解决19英寸标准1U插箱在体积极度有限条件下的散热问题，开展了一种空间受限大功率VPX机箱热设计工作。首先，针对机箱热耗及散热要求，进行了系统风量计算、风机选型以及风道优化工作。此外，为监控风机的运行状态，采集风机转速信号并上传至背板，通过背板反馈信号控制前面板上LED灯闪烁。其次，由于机箱中信号处理板热耗较大且热点分布复杂，设计了一种防风道短路、无散热死区的高性能冷板结构。最后，采用基于Icepak的CFD仿真方法验证了该方案的有效性，并模拟了高温条件下关键芯片的温度变化情况。结果表明，改进后的冷板结构避免了原结构中子板散热不良的缺点。同时，在有限空间内实现了各发热芯片的散热要求。     

热路、热阻和散热板设计

<正> 在制作功率放大器、稳压电源等大电流设备之前,不仅要对这些设备进行电路设计,还必须进行散热设计。散热设计不当,不是烧毁价格较高的功率管或功率型集成电路,就是散热板太大,耗材、占空间,或功率器件的余量过大,造成设备资源浪费。要学会散热设计,首先要了解热路和热阻等基本概念。 1.热路 热路即热传导通过的路径。 半导体器件的热量产生在PN结上,通过器件内部结构传到外壳,再散发到周围空气中。由于器件外壳不可能太大,与空气接触面积不够,所以,大功率器件都要采用散热板扩大其外壳与空气的接触面积,加快散热过程。因此,普通半导体管的热路为PN结→管壳→空气,功率型器件的热路则为PN结→管壳→散热板→空气。     

某舰载密闭电源机柜的热设计及实现

针对某密闭电源机柜的热设计要求,采用局部水风换热器循环风冷和冷板表面器件散热相结合的设计思路,以UG三维软件进行整体结构布局设计,再利用UG高级热流仿真模块进行热散耗功率仿真,从而较好地解决了电源机柜的变压器和隔离栅双极晶体管(IGBT)等重要器件的散热问题。整个方案具有设计合理、紧凑、可靠性高等特点。最后通过试验,验证了整个机柜热设计的合理性。     

32通道数字阵列模块PCB散热设计

随着高功率高集成数字阵列雷达的不断涌现,数字阵列模块的散热问题日益突出。本文以32通道数字阵列模块PCB为研究对象开展了热设计研究,提出采用一体化液冷冷板和双层凸台的设计思路,通过热仿真手段对数字阵列模块的内部传热过程进行分析。结果表明,数字阵列模块内部所有器件温度均满足指标要求。同时,研究了凸台形式、凸台宽度与器件温度之间的关系,揭示了双层凸台的散热机理。本文提出的设计思路可为多通道数字阵列模块的散热问题提供更高效的解决手段。     

"GF-5"卫星差分吸收光谱仪热控设计及验证

差分光谱仪是一种基于空间测量的精密光学仪器,整个寿命周期内对光机系统及探测器有较高的温度稳定性要求。为保证光路的精度,需要光学安装板 温度梯度小于2℃;为降低温度波动对信号的干扰,整轨温度波动要求小于2℃。光谱仪周边有多台载荷不同程度的遮挡,热环境复杂,给热控设计 带来较大困难。结合光谱仪热控需求及结构特点,详细分析了轨道外热流,采用对地面作为光学箱散热面、光学底板等温化设计、 以向阳面为电子学散热面、电子学箱与光学箱隔热等热控措施,实现了光谱仪高稳定性温控要求。热平衡试验与在轨数据表明, 光谱仪热控设计合理可行,能够满足在轨探测的温度指标。为后续型号光学遥感仪器高精度、高稳定的热控设计打下良好的基础。     

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.     

大功率发射机中的热管应用

介绍了一款大功率发射机的散热设计,由于存在局部热点,采用热管散热装置。设计全程使用了专业电子设备热仿真ICEPAK软件,进行计算机辅助设计,提高了设计效率。设计时根据发热量,计算给出了风机的选择方法。仿真发现即便选用高效率插片成型散热器仍不能消除局部热点,为此在关键热源底部预埋热管,进行温度均匀,这一措施能有效解决这一难题。经过设计验证,取得了很好的效果。     

发射装置电路盒散热技术及其应用

发射装置电路盒在工作过程中产生的热量,会对电路盒以及发射装置的可靠性产生影响。如何在电路盒的设计制造过程中尽量减少热量的产生,同时又能将工作中所产生的热量尽快散发出去,将热量产生的影响控制在电路盒正常工作范围内,是一个重要的问题。文章针对上述问题展开论述,阐述了散热性对发射装置电路盒工作性能的影响,分析了电路盒中热量的...     

Hα太阳空间望远镜热设计

Hα太阳空间望远镜具有对日光谱成像及全日面成像功能,具有多功能、高度集成化的特点。它位于卫星载荷舱内,在轨姿态多变,并且具有连续观测的工作模式,焦平面组件及电单机工作热环境苛刻,对热设计提出较高要求。通过星载一体化设计及相机结构合理布局,在卫星舱板靠近相机处预留辐射散热通道,合理设计散热面将工作热耗快速导出,保证各部组件温度满足指标要求。搭建热平衡试验平台,对高低温工况下的热分析和热平衡试验及在轨数据进行对比,同一工况下各电单机最大温差≤4℃,对热设计的正确性进行了验证。保证了Hα太阳空间望远镜在复杂空间环境下的正常工作,对此类空间太阳望远镜热控设计具有一定的借鉴意义。     

激光通信器热设计与热试验

激光通信器作为一种先进的光通信的设备,通信容量大,传输速度快,具有广泛的应用前景。其对设备温度均匀性和稳定性要求高来保证通信质量,且转动关节在两个方位上转动来更大范围地获取信号,转动关节裸露在外空间,都给热设计带来挑战。针对激光通信器的工作特性和外部空间环境规律,采用主动和被动热控方法开展热设计,对转动关节热设计、大功率密度光学器件散热技术、 散热面和高精度控温设计方面进行了介绍。并根据热设计状态,设计了单机的热平衡试验,通过高低温热平衡试验对热设计方案进行验证。试验结果表明,设计方案合理可行,为后续转动高热流密度的载荷热设计提供借鉴思路。     

Stretchable Skin‐Like Cooling/Heating Device for Reconstruction of Artificial Thermal Sensation in Virtual Reality

Along with visual and tactile sensations, thermal sensation by temperature feeling on the skin can provide rich physical information on the environment and objects. With a simple touch of objects, relative temperature can be sensed and even objects can be differentiated with different thermal properties without any visual cue. Thus, artificially reproducing accurate/controllable thermal sensation haptic signals on human epidermis will certainly be a major research area to reconstruct a more realistic virtual reality (VR) environment. In this study, for the first time, a skin‐like, highly soft and stretchable and bi‐functional (both cold and hot sensation) thermo‐haptic device is reported for wearable VR applications with a single device structure (not separate heater and cooler). The skin‐like thermo‐haptic (STH) device can actively cool down and heat up deformable skin surfaces with instantaneous and accurate adjustment of temperature based upon a feedback control algorithm to mimic desirable thermal sensation with 230% stretchability. As a proof‐of‐concept, the STH device is integrated with a finger‐motion tracking glove to provide artificial thermal sensation information to the skin in various situations such as touching cold beer bottles and hot coffee cups in virtual space. This new type of STH device can offer potential implications for next‐generation haptic devices to provide unique thermal information for a more realistic virtual‐world field and medical thermal treatment.     

Heat Generation and Transport in Nanometer-Scale Transistors

As transistor gate lengths are scaled towards the 10-nm range, thermal device design is becoming an important part of microprocessor engineering. Decreasing dimensions lead to nanometer-scale hot spots in the transistor drain region, which may increase the drain series and source injection electrical resistances. Such trends are accelerated by the introduction of novel materials and nontraditional transistor geometries, including ultrathin body, FinFET, or nanowire devices, which impede heat conduction. Thermal analysis is complicated by subcontinuum phenomena including ballistic electron transport, which reshapes the heat generation region compared with classical diffusion theory predictions. Ballistic phonon transport from the hot spot and between material boundaries impedes conduction cooling. The increased surface to volume ratio of novel transistor designs also leads to a larger contribution from material boundary thermal resistance. This paper surveys trends in transistor geometries and materials, from bulk silicon to carbon nanotubes, along with their implications for the thermal design of electronic systems.     

基于Ansys优化模块的热设计应用

发热量大的电子器件温度会比较高,过高的温度会影响到器件的正常工作,因此需要用到热仿真软件去进行有效的热设计。优化设计是有限元分析软件(Ansys)的特有模块,利用该模块应用于两种典型的热设计实例,分别是处理器CPU散热器结构和电路板器件分布的优化设计,仿真分析出来的结果显示,CPU散热器的散热性能得到明显的提高,电路板上各器件的温度均得到降低,获得良好的优化效果。     

地球同步轨道星载光机电设备热控系统设计

某类地球同步轨道星载光机电设备跨舱板安装于卫星舱内外,二维转台绕两轴转动指向地面,加剧了吸收外热流的变化;内部光电器件发热量大,但传热路径复杂,对温度场的均匀度和稳定度有较高要求,这些给热控设计带来难度。针对光机电设备的工作、构型特性和在轨热环境,进行热控系统区域化设计,提出三级控温、多层安装环和热收集、输运通道等热控创新措施。通过NX TMG热分析软件对极端工况进行仿真分析,计算结果表明,热控方案正确有效,实现了多姿态变化光机电设备的温度场控制。