某车载毫米波雷达组件热设计与参数优化

为实现毫米波雷达组件高效可靠的散热,根据前端电讯热控需求,文中提出均温板–翅片一体化风冷热控结构设计方案,并采用仿真设计软件对热设计方案进行了分析和仿真优化。研究结果显示：组件各芯片温度均在安全温度以下,发射芯片的最高结温（最高温度）为141.1?C,与传统风冷散热器相比,采用新型风冷散热器可使芯片最高温度降低9.8?C,强化散热效果明显。此外,也对风冷散热器结构参数和界面接触热阻进行了分析,确定均温板翅片高度30 mm、翅片间距3 mm为该热设计的优选方案。该研究结果可供高效风冷散热和毫米波组件热设计工程应用参考。     

基于正交数值试验的大功率LED灯翅片散热性能研究

发光LED芯片是一种热敏元件,如果LED芯片产生的热量不能有效散出,将导致PN结的结温升高,进而严重影响其工作性能。因此,散热已成为影响大功率LED灯性能以及制约大功率LED灯发展的关键因素,是当前大功率LED灯研究的热点和难点之一。为研究非定常对流换热下LED的散热性能影响因素,采用正交试验研究了翅片厚度、翅片间距、翅片高度、散热器底板厚度以及开缝条数对LED的散热性能的影响效果,并通过对实验结果分析得出了最优翅片模型。     

基于Icepak的注塑机控制器散热翅片的优化

针对某公司的一款注塑机控制器的翅片散热问题,运用CFD软件Icepak对散热器的翅片厚度和高度进行了数值模拟和仿真分析,通过对比优化前后的散热效果,采用优化后的翅片厚度和高度获得了满足散热要求的翅片结构。结果表明：翅片厚度为lmm高度为8mm时,翅片散热效果得到强化,有效地降低了CPU的中心温度。     

电机控制器IGBT模块水冷散热设计

以电机控制器中IGBT模块水冷散热回路为研究对象,根据传热机理对其进行了传热与流阻分析;并利用有限元仿真模拟软件对水冷散回路的散热性能进行仿真模拟,研究不同翅片尺寸、翅片数量、冷却水流量参数对IGBT散热结温与冷却水压降的影响规律,获得了水冷散热的最优设计参数。结果表明:当冷却水流量为16 L/min、翅片数量为108、翅片尺寸为23 mm×6 mm时,水冷散热系统具有更好的散热效果。     

基于ICEPAK仿真的散热器结构热设计研究

文中利用ICEPAK软件对多密度高功率芯片散热器结构进行了热设计研究。研究确立了影响翅片散热器散热性能的关键尺寸设计参数,如基板厚度、翅片高度、翅片厚度和翅片间距等,并得出了各尺寸设计参数对其散热效果的影响趋势,确定了散热器结构的最佳布局方案。此外,研究还建立了最佳布局的散热器结构实物并进行了高低温试验以模拟其高温散热情况。通过实验数据对比发现,仿真计算结果与实际较为吻合,进而验证了ICEPAK软件在电子设备散热设计方面的准确性与可靠性。     

大功率隧道照明LED散热模拟及优化设计

翅片散热器是大功率隧道LED常用的散热形式,合理的设计翅片结构,对延长LED寿命、节约散热器成本、减小散热器重量至关重要。通过ANSYS WORKBENCH对影响翅片散热器的两个重要因素,翅片高度和厚度进行了分析,实验发现芯片最高温度随着翅片的厚度和高度增加而减小,14个芯片温度的均匀性随着翅片的厚度和高度增加而增强。通过多目标遗传优化算法对翅片进行优化设计,既降低了芯片温度,又减小了翅片散热器用材和重量,这对于解决LED翅片散热问题具有重要的工程意义。     

基于正交设计的密封机箱散热翅片的参数仿真优化

对于纯自然对流的密封机箱来说,散热翅片的设计对整个密封机箱的散热至关重要.通过正交试验设计方法,利用ICEPAK热仿真分析软件,通过极差分析得知散热翅片的翅片厚度A》基板厚度B,翅片间距C,翅片高度D对密封机箱散热的影响规律.结果表明,翅片高度D对密封机箱的散热性能影响最为显著,而翅片厚度A和翅片间距C对密封机箱的散热性能影响不显著.     

电子散热中的强化换热方法研究

通过数值模拟计算,对结构优化对微小槽道在电子散热中的影响进行优化总结。通过对翅片进行优化,可以发现当翅片厚度与高度不变时,改变翅片间隙,流量不变,流道宽度改变(不同高宽比),功率管壳温随着高宽比的增大而降低,在不同高宽比的情况下,功率管壳温变化比较大。由此可见,在高宽比上对翅片进行合理优化,可以大幅度增大通道的散热能力;高度不变,翅片间隙不变,即高宽比不变,改变翅片厚度,对壳温的变化影响较小,但对压降变化影响较大。     

非等高翅片平板热管散热器仿真研究与优化设计

为提高热管散热器的散热效率,文中对平板热管散热器的散热翅片进行优化,提出一种在风冷条件下的非等长翅片散热器。首先通过研究环境温度、热源功率、风速对芯片温度的影响,当风速大于8 m/s时,通过增大风速对芯片的降温作用并不显著。然后通过对比等长翅片与非等长翅片的散热效率,提出非等长翅片中最长翅片与最短翅片差p的概念,p值分别取8.5 mm、17.0 mm、25.5 mm、34.0 mm进行仿真对比研究。当热源功率为600～1000 W,平板热管散热器翅片长度差在25 mm左右,散热效率最高;当热源功率为200～400 W,平板热管散热器翅片长度差在8.5 mm左右时,散热效率最高。结果表明,非等长翅片热管散热器优于等长翅片热管散热器的散热效率。     

基于响应面-遗传算法的MCM-BGA芯片散热优化设计

为了解决芯片结温过高而导致的热失效问题,以某通信用的多芯片组件MCM-BGA为例,对MCM-BGA芯片温度场热分布和热量传递路径进行分析,确定了芯片的主要热传递路径,发现影响芯片结温的主要因素有环境对流换热系数、基板厚度、基板导热系数、焊料层厚度、封装外壳等;并基于响应面法试验设计,采用CCD（中心复合设计）选取并构建了自然对流系数、基板导热系数、基板厚度、焊料层厚度与多芯片组件的最高结温之间的数学模型,通过仿真验证了该模型的准确性和有效性;然后采用遗传算法对该数学模型进行优化设计,获得了芯片各参数优化的最佳组合。当自然对流换热系数为60 W/m2·k、基板导热系数为32 0W/m·k、基板厚度为1.4 mm、焊料厚度为0.16 mm时,MCM-BGA最高结温具有最小值,使多芯片组件MCM-BGA最高结温降低了7.375%。     

翅片厚度对散热器散热性能影响分析

本文采用Fluent软件,在不同的空气工况下,对三组不同的散热器翅片厚度进行模拟仿真计算,得到不同厚度下翅片的温度及换热系数。研究发现,在相同的空气工况下,翅片厚度等于0.16mm时,翅片换热系数最大,传热最好,综合性能最优。这为散热带翅片的优化提供相应的参考。     

阵列式大功率LED灯散热分析与优化

针对石油化工场所灯具的散热安全问题,对阵列式大功率LED灯的散热性能进行了系统研究。基于传热学的基本理论,通过数值仿真和曲线拟合,建立了灯具在非稳态下的温度场模型,得到了芯片结温与灯体材料、吸热盘散热片和外壳散热片面积的定量关系;进而建立了以降低芯片结温为目标的优化模型并求解,得到了该LED灯散热结构的优化参数。根据散热结构的尺寸,制作了LED灯具样品,对样品进行了温度试验,得到了灯体表面温度。研究结果表明,仿真结果和试验结果基本一致,所提出的阵列式芯片布置、优化的散热结构设计有效地降低了灯具的结温。     

某机载毫米波雷达天线仿真热设计

针对某型机载毫米波雷达天线热设计难题,提出了热管结合强迫风冷的新型冷却方式,设计了专用风道。应用数值模拟方法首先对T/R组件进行了热仿真计算,其次对天线背部风机抽风、吹风进行了仿真比较,再对散热翅片和风量分配进行了仿真优化,最后对3 km高空状态进行了仿真计算。计算结果表明,天线背部风机吹风明显好于抽风;翅片厚度0.8 mm,翅片数134,占空比23.8%的翅片结构散热较好;限流板阻力系数为5时风量分配较均匀;高空环境下满足天线工作要求。该方式合理可行,满足系统热设计要求,为同类产品的热设计提供了重要参考。     

核素恒温器散热结构设计与分析

为解决放射性合成自动化模块散热问题,文中设计了一款新型多尺寸翅片结构的铝合金核素恒温器,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对核素恒温器进行了热力学分析。采用控制变量法进行翅片参数设计,采用翅片的非等高设计进行散热性能优化,在保证恒温时温差小于5 ℃的前提下得到散热性能最佳时的结构参数。结果表明：当核素恒温器的翅片高度为11.5 mm、翅片间距为2 mm、翅片的厚度为1 mm、翅片长度为42 mm时,恒温器表面的最高温度为78.745 ℃,比无翅片时低了25.205 ℃;经过翅片非等高设计,圆筒内壁与翅片距离为3.5 mm,其他参数不变,恒温器表面的最高温度比优化前低了0.294 ℃,在此结构参数下恒温器的散热性能最佳。     

光纤激光器泵浦源有限元热分析

泵浦源是光纤激光器的重要部件。半导体激光器（LD）是光纤激光器最常用的泵浦源,温度对其工作的影响非常大。文中采用有限元法（FEM）分析了连续工作和间断工作两种模式下,作为泵浦源的半导体激光器的热特性。试验测试数据与软件仿真结果具有高度的一致性,整体趋势吻合,最大误差不超过5%,验证了仿真模型的正确性和可行性。在此基础上分析了4种工况下泵浦源的温度场和芯片温度变化特性,并进行了散热结构改进的初步研究,发现改变AIN基板和铜热沉的厚度可在一定程度上降低芯片的结温。     

低熔点金属相变热沉热控性能优化研究

低熔点金属相变材料在高性能芯片热控领域有着重要的应用价值。文中以典型的低熔点金属相变材料铋铟锡共晶合金Bi_31.6In_48.8Sn_19.6（E-BiInSn,熔点为60.2 ℃）为例,基于完全熔化临界时刻的准稳态热阻模型,对均匀热流密度边界条件下低熔点金属相变热沉热控性能进行了分析和优化。针对热功率为50 W、持续时间为50 s的单次热脉冲情形,分析了翅片个数和翅片厚度等关键几何参数以及热沉结构材料和相变材料热导率等关键热物性参数对热沉性能的影响规律,得到了相应的优化参数推荐值和热控性能预测图表。相关研究成果可用于指导低熔点金属相变热控技术的开发和优化设计。     

大功率LED灯的热分析与热设计

为解决制约大功率LED发展的散热问题,针对一款大功率LED灯具进行了热仿真分析,结果显示芯片结温高达76.23℃,而实际允许的最大结温为80℃。为改善散热效果,提出了如下改进思路:首先对散热片尺寸进行优化设计,并研究了界面材料对LED结温的影响,然后在散热片上加装了热管、风扇以及均温板等装置。研究结果显示,通过采用适当的改进方案能够有效降低灯具结温。     

某雷达密闭高频箱热仿真分析及优化设计

为了有效保护高频箱内电子设备并将其产生的热量有效散出高频箱,文中对高频箱进行了密封与散热设计。在高频箱密封腔中间设计散热风道,风道将密封腔体分成上、下密封腔体,上、下密封腔体内的热量通过传导传到散热翅片上,在密封腔隔板上设计翅片过孔,散热翅片通过该过孔伸入风道内,风道内的风扇将翅片上的热量吹出风道。在风道内加导风板,通过热仿真分析,优化导风板位置、散热翅片厚度和散热翅片间距。经过优化改进,高频箱的最高温度降低了8.9 C,从而提高了高频箱的散热效率。设计的高频箱可为其他产品解决防护与散热这一技术问题提供有益的参考。     

环境不利因素对大功率LED灯翅片散热性能影响研究

利用正交实验法和数值计算方法,模拟了在不同翅片厚度、间距和高度,不同开缝条数和底板厚度等条件下,环境的湿度和翅片蒙尘情况对LED灯散热性能的影响。计算结果表明:在环境湿度为90%的情况下,LED芯片的最高温度相比正常环境中工作的LED芯片温度提高了1.66℃至6.58℃;蒙尘作用对于散热的影响较小,散热器蒙尘时LED芯片的最高温度相比正常环境中工作的LED芯片温度提高了0.1℃至0.66℃.     

某伺服控制模块热仿真分析及优化设计

随着芯片的集成度和功率越来越高,模块级电子设备的热设计问题日益突出.文中利用Icepak软件对某伺服控制模块进行热设计.基于热分析理论,在模块上加工散热翅片,并分析不同翅片厚度和翅片间距对温度分布的影响,最终得到满足温度要求和加工要求的热设计.结果表明,散热翅片可以在不增加额外冷却设备及不增大模块外形尺寸的前提下有效降低模块整体温度.文中的分析方法可为模块级电子设备的热设计提供参考.