高效热扩展技术在干式T/R组件散热中的对比研究

T/R组件散热是有源相控阵雷达领域的重要课题,大功耗、高热流密度器件在冷板上会形成局部热障,产生扩展热阻。文中以干式风冷T/R组件散热为研究对象,采用三维数值模拟方法对铝冷板、金刚石/铜、热管及蒸汽腔等高效热扩展技术进行了对比研究,探讨了导热系数、冷板厚度、对流换热系数对扩展热阻的影响规律。结果表明,提高冷板的等效换热系数是减小扩展热阻、强化传热最有效的途径之一。同时合理优化冷板厚度及散热器对流换热系数能有效降低高热流密度器件的工作温度。     

某频段机载功率放大设备的结构设计

介绍了一种机载功率放大电子设备的结构设计,该设计将多个独立电子功能模块进行多维优化组合,从而使设备体积和重量得到显著降低,但由此会带来设备的散热难度增加,同时该设备振动环境恶劣,散热和抗振将成为设计中的难点。设备采用风扇强迫风冷及均温板散热并结合热仿真优化实现了设备的良好散热设计;依据实际振动环境,采用整体隔振和力学仿真实现了设备的抗振设计。     

一种高效散热器的设计

液态金属相比传统冷却液具有更高的导热系数,且液态金属的高电导属性使其可以采用无任何运动部件的电磁泵驱动。文中集合了液态金属高效导热技术及强迫风冷对流散热技术的优点,将液冷与风冷结合,设计了集液态金属、压电陶瓷风扇、电磁泵及一体化冷板于一身的低能耗、小体积、高可靠新型高效散热器。并采用有限体积法对散热器进行仿真分析,得到散热器的温度分布以及散热能力;同时利用热电偶和红外成像仪开展散热器散热能力的实验测试,测试结果验证了仿真分析的准确性,证明了该散热器的高效散热能力。     

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。     

新型热管冷板一体化散热装置的设计与研究

为了有效解决电路芯片热量过高和温度分布不均匀的问题,结合热管强化传热技术与冷板强化散热技术的优点,研制了基于航空电子设备元器件安装空间尺寸的热管冷板散热装置。利用ICEPAK仿真软件对其进行了热仿真分析,通过比较仿真结果所示的温度云图,确定了热管在冷板上的最佳分布情况,并对冷板上的散热翅片进行优化设计。同时,对仿真结果进行了实验验证,结果表明:所设计的热管冷板散热性能和板面均温性良好,能较好地满足设计要求;ICEPAK热仿真软件计算结果与实验验证结果较为接近,在热设计阶段具有可行性。     

基于小人法的MCM散热设计与仿真分析

航空机载相控阵雷达作为一种典型高密度电子元器件集成系统(Multi-Chip Module, MCM)对高温环境较为敏感,散热设计问题已成为制约其发展的瓶颈问题。针对航空机载相控阵雷达系统多芯片组件热源结构分析基础上,采用小人法对对问题进行创新分析并获得了相应创新设计方法。通过在热源下分布设置银质合金导热柱将热源的热量直接传导至冷板表面,并采用散热风道开口平滑设计避免因风道截面积突变而引起的冷却空气流局部受阻问题。针对某型号机载相控阵雷达接收组件的风冷散热结构进行设计,并通过热力学计算和Icepak软件对散热结构方案温度场进行相应热分析、模拟仿真和系统压力校核,验证设计方案的有效性。     

电子束毛化冷板散热性能优化设计

电子束“毛化”技术是一种新型表面处理技术。将电子束表面毛化技术应用于液冷冷板,其毛化阵列结构能有效提高冷板流道表面散热面积,同时加强流体的扰动,在提高冷板散热性能上有较大潜力。文中以铝合金电子束毛化冷板为研究对象,通过实验测试和数值仿真研究不同毛化柱结构参数和阵列间距对散热的影响。研究结果表明,电子束毛化冷板在高热流密度、小流量工况下可将散热能力提升10% 以上。该实验和仿真结果可用于电子束毛化冷板优化设计。     

一种高效散热冷板的设计

随着电子元器件集成度提高,热流密度增加,冷板在其热控制中的应用日趋广泛。文中介绍了一种采用均热板技术设计的冷板,通过计算机仿真和试验验证,与普通冷板进行了对比,结果表明,均热板冷板的散热效率较普通冷板高,同等条件下能取得更好的散热效果。     

高热流密度功率器件热设计及实验研究

雷达系统中的DAM模块发热量大,热流密度高,其散热性能直接影响功率器件运行的可靠性。对从功率器件到散热器之间的传热路径以及散热器风道侧参数进行优化设计,确定在热源上焊接铜板以降低热流密度、选择导热性能优异的界面接触材料、冷板局部焊接铜板以减小平面方向温度梯度、增加散热器翅片高度和加密散热器翅片排布等优化设计方法改进常规风冷散热方案,并对优化后的风冷散热方案进行实验研究,实验结果与仿真结果相吻合,验证了风冷散热优化方案的可行性。     

某高热流密度冷板的设计与优化

某吸收电阻模块发热功率大且热流密度高,冷却系统的设计既是重点也是难点,冷却系统的好坏直接关系到模块能否正常工作。文中探讨了某高热流密度与大发热功率并存的散热问题,选择强迫液冷作为其冷却方式。通过仿真分析对冷板结构进行不断的优化,通过增加散热齿并改变散热齿结构,使冷板满足器件散热需求。运用ANSYS模拟了冷板盖板不同结构形式的密封性能,通过采用有筋的不锈钢盖板,可取得良好的密封性能,缩短冷板加工周期并降低成本。装机后对该冷板的实物测试证明了该冷板的可行性。     

机载风冷机架高散热性结构设计与验证

文中针对某机型机载设备现场可更换模块(Line Replaceable Module,LRM)结构存在的模块温度过高的问题,提出了一种可提高模块冷却效率和设备集成度的高散热性风冷机架,以此实现机载设备的易散热性和高度集成性.通过设计机架活动风冷隔板结构,改善了冷却风的流动形式,缩短了高热耗LRM模块的传热路径并减小了散...     

基于ASAAC标准模块的机载液冷机架的热设计

某机载液冷机架不仅耗散功率大,而且热量集中,怎样及时高效地将模块的热源热量导出传递到机架导轨上并有效地散热是亟待解决的问题。文中详细叙述了基于欧洲联合标准航空电子结构委员会(ASAAC)标准模块的机载液冷机架的热设计,采用了新型液冷冷板,进行了不断的试验。试验结果表明,基于ASAAC标准模块的机载液冷机架的热设计是成功的。文章在ASAAC架构下的高导热率传导散热技术方面做了有益的探索,成功解决了ASAAC标准模块如何在恶劣环境下满足国军标GJB150.3—86高温工作试验要求的问题。     

电机散热系统的研究现状与发展趋势

高效率的散热系统是抑制电机温升、提高电机运行稳定性和延长电机寿命的重要基础。详细介绍了风冷、液冷和蒸发冷却三种电机常用散热系统的发展现状;分析讨论了各类电机散热系统的优缺点和适用范围,重点综述了目前国内外在提高电机散热系统冷却效率方面的研究进展。结合额外热路增强型电机散热方案和相变散热技术提出了以相变传热器件来提高电机散热效率的新方案,最后对电机散热系统的发展趋势进行了科学预测与展望。     

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。     

某机载指令发射机的热设计

针对某机载指令发射机安装空间有限,所能提供的冷却风很少,冷却困难的情况,创新性地将相变冷却技术引入发射机的热设计中,提出了强迫风冷加相变冷却相结合的冷却方法。发射机热设计及其试验验证结果表明,这种冷却方法可以很好地解决发射机的冷却问题。这一成果将为新一代高性能机载雷达的研制工作奠定良好的技术基础。     

密闭机箱风冷散热结构设计与分析

文中以在严酷环境条件下使用的某型便携式电子设备为研究对象,结合传统机箱结构,设计出一款在高温环境下强迫风冷散热的密闭机箱。通过中空盖板设计,让气流在中空盖板内流动,以提高发热芯片与空气的换热速度,有效地降低整机设备及内部模块的温度,保证设备在湿热、盐雾、淋雨、高温等恶劣环境下能长时间正常工作。为了验证该强迫空冷散热设计的可实施性和量化设计指标,利用ANSYS Fluent软件对其结构装置在不同环境温度和风扇功率下的散热效果进行了三维仿真。仿真结果表明,中空盖板内的最优通风风速为1.5 m/s,该通风风速可使密闭机箱的散热效果与电能消耗达到最优平衡。     

某新型液冷机箱热设计的数值研究

针对目前机箱整体散热性能较差的问题,根据机箱内部安装插件热耗的不同,采用新型并联S型流道液冷散热模式。通过在冷板合适位置布置散热翅片,优化了流道的结构形式,成功设计了一款新型液冷机箱。利用数值模拟与试验相结合的方法对机箱散热性能进行分析,结果表明,新型并联S型流道设计改善了流道流场,提高了上、下冷板的传热系数,使机箱的整体散热能力得到了有效增强。同时,该机箱将三维立体流道降为二维平面流道,成型简单可靠,从而使机箱具有更高的环境适应性。通过热设计分析可知,该液冷机箱可容纳多个高热流密度的插件,具有一定的工程应用价值。     

高热流密度功放芯片冷却用两相流技术研究

功放芯片是现代雷达和电子战设备最重要的发热器件,其中Ga N芯片在T/R组件中得到了越来越广泛的应用。文中针对Ga N芯片热耗大、热流密度高等特点,探讨了从两相流冷却技术角度解决散热问题的工程可行性。分析了两相流冷却原理,提出了用菱形肋微通道冷板来强化对流沸腾换热的方法,并搭建了试验系统对散热性能进行了测试。试验结果证明了两相流冷却技术应用于高热流密度功放芯片散热的有效性和可行性,为未来高热流密度功放芯片的散热提供了可行的解决方案。