一种电源变换器散热的研究

讨论了机载电子设备中经常使用的一种电源变换器在三种散热方式（辐射,传导,对流）下的散热问题,同时给出了一些计算公式。     

船用齿轮箱稳态热分析

研究在良好润滑条件下高速重载船用齿轮箱的稳态热传递过程.应用热网络法建立关键部件的热平衡方程组,建立了传动系统功率损失、热阻及对流换热系数的计算模型.利用MATLAB求解热平衡方程组得各关心节点的温度.     

某高功率密度密闭电源的结构热设计

分析了某高功率密度密闭电源的散热途径,提出利用矩形肋片的壳体扩展表面结构来加强散热的设计方法。应用热计算分析软件Flotherm,建立了该电源的热仿真模型,将提取的对扩展表面积作用明显的肋片高度、厚度和数量作为热优化设计的输入变量,展开了热优化计算。实践表明,优化后的电源结构能很好地满足散热要求。     

光纤激光器电源模块有限元热分析研究

电源模块作为光纤激光器的重要部件,其工作性能受温度影响很大。为解决电源模块过热和温度分布不均匀的问题,提高其热可靠性,采用有限元法对某型光纤激光器的电源模块进行了热仿真分析。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。在此基础上提出了优化元件布局的散热改进方案,并进行了仿真计算。改进后最高温度降低了3.8 ℃,且整场温度分布更加均匀。结果表明,合理优化元件布局,可有效改善电源模块的散热状况。     

大功率固态功率管热设计优化及验证

为研究大功率固态功率管的传热问题,文中以某风冷固态功率管为例,介绍了其结构形式,分析了从功率管管壳到空气热沉之间的主要热阻,通过热设计软件进行了仿真计算。计算结果表明,造成功率管温升较大的热阻有对流换热热阻、导热热阻和接触热阻。为了降低功率管的结温,对每个热阻分别进行了优化设计和计算,通过试验对优化后的模型进行了验证,测试结果与仿真结果一致。最后还对大功率固态功率管的热设计优化方法进行了介绍。     

5G基站散热盖板的热设计优化

文中以有源天线单元（Active Antenna Unit, AAU）为研究对象,针对其铆接盖板开展热设计优化,以实现散热性能的提升。将相变抑制（Phase Change Inhibited, PCI）齿的顶部折弯为L型并相互扣合,形成一体式L齿盖板结构,取代原铆接盖板。通过散热路径分析、仿真分析和实测验证对比L齿盖板和铆接盖板的性能收益。研究结论表明：L齿盖板与PCI齿之间无接触热阻,盖板平均温度升高,盖板散热性能显著提升;关键芯片降温0.4 ℃~ 1.0 ℃,仿真与实测趋于一致;齿高等效降低8 mm,总体减重0.45 kg;推荐开孔宽度为(3 ± 0.5) mm,推荐开孔率为25%~30%。     

基于粗糙接触的指尖密封热分析

提出了基于粗糙表面接触热阻的修正计算方法和考虑粗糙峰高度正态分布截断影响的修正系数拟合计算公式。根据等效的概念,将指尖密封系统中各接触副的接触热阻通过"圆柱桥"模型加以描述,在此基础上建立了指尖密封系统的有限元热分析模型。通过有限元计算,获得了指尖密封系统的温度场分布,以及系统最高温度随接触副表面粗糙度、转子过盈量和系统上下游气体压差等结构工况参数的变化规律。这一工作对于指尖密封的深入研究和设计具有较高的参考价值。     

电子设备热设计工作点评

本文就电子设备热设计工作中涉及的,如散热器、风机、冷板、热管、温差电器件以及密闭机箱的温度控制等一些工程应用问题,进行了评述,以期引起业内人士的关注。     

QSFP+光收发模块的热设计研究

QSFP+光收发模块作为有源光器件中的重要组成部分,在宽带通信网络领域占有非常重要的地位.随着光网络信息容量激增,QSFP+光收发模块的速率逐步提高,其热流密度逐渐增大,模块的散热性能成为制约其进一步发展的重要因素.文中通过分析QSFP+光模块的热传递路径,建立了光模块的热模型,采用仿真分析的方法得出不同材料、接触热阻以及发热器件布局对光模块温度场的影响.结果表明,通过减小接触热阻、提高材料的导热系数、缩短发热器件与散热片之间的距离可以有效提高光模块的散热性能.     

基于接触热阻的主轴热特性有限元分析

在考虑了轴承、主轴和箱体接触区域的接触热阻影响的基础上,利用大型有限元分析软件ANSYS对某型号机床的主轴系统进行了温度场建模,并综合分析了整个系统的热态特性.论述了热源和边界条件等因素的计算方法,考虑了以往建模时较少考虑的接触热阻因素,对模型在有、无热阻两种情况下进行了分析、对比.对比结果表明,接触热阻对系统的影响是显著的,对于精密机床的研究,建模时不应忽略这一重要因素.     

高功率高密度机载开关电源变压器的热设计

在某型机载相控阵雷达中,阵面电源采用移相控制零电压开关PWM变换技术。该电源功率大,功率密度高,高功率变压器的热设计十分复杂。以下介绍了该电源的变压器热设计过程。     

高功率电源模块封装的热应力分析

针对常用高功率电源模块的封装形式和热载荷分布,通过有限元方法先得到模块封装内部的温度场分布形式;然后,根据温度场的分布结果计算出模块内部热应力场的分布状态。由对温度场和热应力的分析,可得到高功率电源模块因热应力循环所产生的疲劳失效结果。仿真结果与分析对优化电源模块封装技术、提高模块的使用寿命,具有一定的指导意义。     

一种功放单元的结构热设计

研究了一种功放单元,介绍了结构设计与热设计的关系,在功放模块中采用强迫风冷的散热设计方案,热设计理论计算和仿真分析,最后给出了结论和建议。     

某车载相控阵雷达小型化阵面电源的结构与热设计

随着雷达向着小型化方向的发展,如何在苛刻环境下实现阵面电源的轻量化、小型化和高稳定性设计面临巨大挑战.文中针对某车载相控阵雷达用阵面电源,提出了全新的设计思路来实现阵面电源的小型化设计.首先进行详细的结构和热设计,利用模块化设计和三维布局设计实现尺寸和重量要求;在此基础上利用有限元分析软件进行仿真分析以验证设计的合理性;最后进行设计改进来优化电源性能.结果表明,在实现电源尺寸缩小50％,重量减少30％而功率密度增大近1倍的情况下,热设计和结构设计满足使用要求.采用此设计理念可有效降低设计差错,缩短研发时间.     

车载相控阵雷达电源结构设计及仿真研究

某车载相控阵雷达电源功率密度大,发热较大,雷达对电源的体积和重量有严格要求,加之工作环境苛刻,在较小空间内研制重量轻、可靠性高的电源难度较大.文中针对上述环境特点和边界条件,提出了电源整体结构设计思路,并着重讨论了力学设计、热设计和环境适应性设计中的关键问题.设计结果和最终试验证明,该电源具有良好的工作稳定性和可靠性.文中的研究结果对车载雷达电源的结构设计具有参考意义.     

基于响应面法的电源组件散热结构优化设计

文中以某型电源组件为对象,在外部散热和外形尺寸一定的条件下,利用有限元分析技术,进行了组件外壳的结构参数和散热能力之间关系的分析。以降低元器件温度为目标,同时兼顾组件重量,基于响应面方法对结构参数进行了优化,指导了组件外壳的结构设计,提高了组件的整体可靠性,也为同类产品的优化设计提供了参考。     

微波功率组件基板热阻研究

基于热阻解析模型,对微波功率组件基板热阻进行了理论分析,获得无量纲基板参数与基板热阻的关系曲线。借助于数值仿真计算了基板厚度对微波功率组件芯片温度的影响,并根据理论分析模型,分别测试了不同热耗和不同基板厚度条件下的芯片温度,分析了厚度、热耗和芯片温度的关系。试验结果与理论分析一致,研究结果有助于改善高热流密度微波功率组件的芯片性能。