基于GaN的3.5 kVA单相逆变电源研制

为了满足动车组列车对车辆设备轻量化的要求,研制一种容量为3.5 kVA的自然散热型车载单相逆变电源,并对其散热器的散热性能进行系统分析以提高该电源的散热效率从而降低工作温度以保证系统的可靠性.首先,基于热损耗理论、计算器件的功率损耗;然后,运用热分析软件ICEPAK对散热器翅片的厚度、高度、间距和基板厚度进行参数化仿真,再综合该电源结构强度和重量以确定散热器结构的最佳方案;最后,按照车载单相逆变电源设计容量和最优散热器结构加工样机进行温升和输出性能测试.实验结果表明,该电源的仿真温度与实验温度的误差在7％以内,证明了结构优化的合理性和数值模拟的可行性,同时稳定的、高品质的电源输出特性验证了电气系统和散热系统的可靠性.     

基于协同场原理探究LED太阳花散热器的散热性能

LED散热问题作为LED产品开发的关键问题之一,越来越受到重视。太阳花散热器因其诸多优点,在LED散热领域应用十分广泛。由于对太阳花散热器的研究主要集中在对其本身的结构优化,常常忽略其安装位置对散热性能的影响。为探究LED太阳花散热器安装位置对其散热的影响,该文用数值模拟和实验验证相结合的方法,根据协同场理论,比较了太阳花散热器不同安装位置的散热性能。结果表明:随着协同角β的增加,散热器温度场与空气流场的协同性越来越差,其散热越来越差;β=0°时,散热器的最高温度为57.8℃,β=90°时,为66.7℃,温度上升高达8.9℃。散热器安装位置对散热性能的影响不可忽略。最后,通过实验验证了模拟的正确性,模拟值与实验值吻合良好。     

LED路灯散热器散热性能的数值模拟

提高LED散热性能是提高LED可靠性的关键技术之一。利用数值模拟的方法对大功率LED路灯散热器进行散热性能的研究。运用Ansys Icepak软件研究了LED散热器的翅片高度、厚度、间距对LED结温的影响,结合金属热强度指标对各几何参数进优化。优化后的LED散热器翅片的质量减少39.76%,而LED的结温为61.33℃,仍然在正常工作温度范围内。     

4W大功率LED照明灯散热结构研究

采用热阻法建立了4w大功率LED照明灯的热传导模型,从而得出散热器有效散热面积;然后对所设计的散热器采用有限元仿真得到稳态温度分布,并进一步利用EFD方法进行自然对流热分析;最后通过热测试实验验证来理论和仿真分析结果。结果表明,所设计的散热器满足LED使用要求,最高温度小于65℃。该研究成果对设计高散热效率的LED灯具具有指导意义。     

烟囱式LED散热器的自然对流散热研究

圆形LED散热器是近几年的研究热点。我们对一般圆形散热器和烟囱式散热器进行了建模,运用有限体积法(FVM)进行了数值仿真,讨论了翅片个数和烟囱高度对散热器的影响。仿真结果表明,翅片个数和烟囱高度均对散热器的热性能影响显著,并存在最优的翅片个数和烟囱高度。通过对两种散热器的温度比较得知烟囱式散热器可加快散热,提高换热效率。对翅片个数和烟囱高度进行了最优化设计,结果显示优化后的烟囱散热器在热性能上比原有的圆形散热器提升了20%。     

基于曲线拟合的PEBB单元散热优化设计

散热优化是功率电子元组件(PEBB)设计的关键环节,良好的散热系统可充分提高PEBB的功率密度,最大限度地提高开关器件的利用率。文中详细计算了PEBB单元开关器件的各项损耗功率,并采用ICEPAK软件对该单元进行散热仿真分析。通过改变PEBB单元中散热器的翅片数目和基板厚度等参数,得出其对单元散热效果的影响,运用曲线拟合的方式确定了这些影响因素与散热效果的函数关系,并通过对函数式求极值给出了散热器结构优化方案,最终通过对比仿真结果与实验数据验证了热仿真设计方法和实验的一致性,证明了该仿真在系统散热优化设计中具有指导意义。     

高辐射阵列式LED水冷散热器的优化设计与实验

紫外固化机常采用阵列式UV-LED的模组以获得高辐射高密度能量,高能量对散热器优化设计提出了挑战。本文结合数值模拟与实验,研究了四种不同翅片数量的槽道式散热板的设计,结果发现:增加流量和翅片数量可以有效降低散热板表面温度,而且表面温度更加均匀,芯片极限温差缩小至4.38℃,但是会导致散热器进出口压差急剧增大;九翅片的压差比七翅片的增加了1 029 Pa,而极限温差仅下降了0.5℃,所以应综合考虑实际固化效果来合理选择翅片数量和流量。七翅片式散热板的验证实验表明:所测温度与仿真结果误差为3.5%,证实了仿真的正确性,对高辐射阵列式LED水冷散热器设计具有参考价值。     

大功率LED灯具翅片式散热器结构分析与优化

针对当前大功率LED对散热要求高的特点,提出1种翅片式散热器结合空气导流散热技术以满足LED灯具散热的结构。在给定的环境温度条件下,通过有限元(FEM)数值模拟的方法研究芯片温度随散热翅片数量、散热体材料、空气流动速度变化的规律。结果表明,增加翅片数量,使用导热率更高的材料以及加大空气的流速均能有效降低LED的工作温度。有限元方法作为重要的计算机辅助研究工具,为大功率LED灯具散热结构的分析与优化提供了更加经济、有效、便捷的研究手段。     

大功率LED灯热沉强化散热实验

根据温度恒定时输入热量与输出热量相等的原理,设计搭建了大功率LED热沉散热功率测试平台,对散热面积相等但翅片间距不等的两种直翅片式热沉进行了测试,并根据前期模拟结果对根部开孔方法强化散热的手段进行了实验对比。结果表明:翅片间距对翅片散热有明显影响,在翅片散热面积相等的条件下,一定范围内散热功率随翅片间距减少而减少。其原因在于,翅片间距减少时,翅片根部的空气停滞区增加,减少了热沉的有效散热面积,从而减少了热沉的散热功率。在翅片根部开孔可有效提高热沉的散热功率,最高可提高9.8%~16.68%。     

LED散热器散热性能优化分析

针对球泡类LED照明灯具产品开发,为了解决散热问题,需要对散热器进行优化,本文设计了四种不同结构的散热器,并用热分析软件对散热效果分别进行了模拟仿真,仿真结果表明,在静态常温空气环境中,散热器的结构相同时,散热面积是影响散热性能的主要因素,圆形孔的散热性能优于正六边形孔的散热性能,良好的热传导会大大提高散热器的散热性能.     

方位角对LED圆筒太阳花散热器性能的影响

建立LED圆筒太阳花散热器模型,利用FLUENT对模型进行模拟计算,分析散热器的温度场,研究不同的应用方位角对LED圆筒太阳花散热器性能的影响。结果表明,在自然对流下,方位角为90°时,芯片结温最高,圆筒太阳花散热器的散热效果最差;方位角为0°～90°时,芯片结温呈上升趋势;方位角为90°～180°时,芯片结温呈下降趋势;方位角为180°时芯片结温最低,散热效果最佳,且芯片功率越大,散热器的方向效应越强。在强制对流下,风速对LED的结温有显著影响,且风速越大,结温下降效果越明显。     

热管换热器应用于大功率LED路灯冷却系统的实验研究

研发了一系列将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED路灯冷却的热管散热器,并对设计出的热管散热器的传热性能进行了实验研究.实验结果表明,该系列热管散热器具有良好的散热能力,能控制节点温度在70℃以下,满足了LED路灯对结点温度的控制要求;同时实验结果表明,改变翅片结构,换热器散热能力明显不同,所研发的具有菱形、开孔形及外翻形翅片的热管换热器散热能力比普通矩形翅片热管换热器的散热能力明显提高,其中以外翻形翅片的热管换热器散热能力最好;另外研究了改变环境温度、热管排布数量、翅片材质及结构对换热器散热性能、换热装置体积、成本及质量的影响,找到更具应用价值的热管换热器形式;最后研究了热管换热器工作倾角对LED路灯散热能力的影响,倾角越小,散热能力越好,垂直使用时散热能力最差,最后从理论上加以分析.     

基于平板微热管阵列的大功率LED路灯散热研究

大功率LED路灯是照明行业的发展趋势,但是目前由于散热等问题限制了其大规模推广。本文选用平板微热管阵列与翅片散热器结合的方式针对大功率LED路灯设计出一种新型的散热器,首先对所选用的平板微热管进行传热特性实验,结果表明所选用平板微热管具有良好的均温性和快速启动特性,在蒸发段外壁面温度为53℃时,达到最大热通量达到117.2 W/cm~2;建立了LED路灯系统的装配模型,在ANSYS Workbench中进行稳态热模拟,结果表明新型散热器可以很好的解决大功率LED路灯的散热难题。     

LED球泡灯塑包铝散热器的设计与实验

利用有限元CFD仿真软件对一款LED塑料包裹铝制散热套件(以下简称"塑包铝")球泡灯进行热仿真。通过对比实际测量温度及仿真温度验证所建模型及模拟步骤的正确性,并在此基础上,采用正交优化设计方法分析了塑料厚度、铝厚度等各个关键因素对散热和质量的影响,综合两者考虑得出了最佳参数组合。结果表明:通过正交试验优化后,虽然散热器质量有了一定增加,但是LED的基板温度由原来的96.05℃降为88.85℃,下降了7.2℃,散热效果得到明显改善。     

发光二极管灯具散热器优化结构设计

大功率发光二极管（LED）的散热是通过设计铝制散热器来散热的。LED的散热分为热传导与热对流两种方式。通过对不同结构的散热器的模拟和仿真,改变散热器的鳍片（FIN）的高度和间距对LED的内部温度有不同的效果,由此可以得到LED散热器的最佳优化设计结果。通过实验,证实了该优化设计的效果。     

基于正交分析法的功率模块散热器的数值研究

电子技术的发展促使功率模块的体积越来越小,功率密度越来越大,需要采用强迫风冷的方式冷却功率模块,选择合理的散热器,保证散热效果变得尤为重要。通过分析文献以及工程实践,找出影响散热器散热效果的主要因素。以某SVG功率模块为例,根据正交试验表,利用数值模拟的方法得到不同散热器下的温度分布图和IGBT表面的最高温度,分析影响散热效果的主要因素,得到翅片角度、间距、厚度和长度等因素对散热效果的影响规律。结果表明,对散热效果的影响排序为翅片高度、倾斜角度、间距、厚度。综合各种因素,最佳的搭配方案,即垂直翅片,翅片厚度为4mm,翅片间距为3nlnl,翅片长度为90mm。     

平板热管散热器应用于LED照明灯具的研究

设计1种平板热管散热器作为功率型LED灯具散热装置,采用ANSYS热分析软件对平板热管散热器结构进行优化。得出的优化参数为:翅片间距为5 mm,长度为180 mm,宽度为51 mm。对优化后的热管散热器进行了实验验证,实验结果与仿真结果基本吻合,并进一步验证了热管具有较好的均温性。     

基于平板微热管阵列的大功率LED散热技术

以当前节能减排的大环境和大功率LED应用中急需解决的散热问题为背景,将具有高效传热性能的平板微热管阵列应用于大功率LED散热技术研究中,设计出新型的大功率LED散热装置——基于平板微热管阵列的U型散热装置。该装置可以将热量及时有效地从LED芯片中带出,并通过散热翅片将热量都传递到周围环境空气中。以真实的LED作为发热源进行实验,论证了微热管阵列散热装置的有效散热能力,其良好的均温性,探索了LED基板与热管之间连接方式、U型热管与散热翅片之间连接方式、散热装置有效散热面积对大功率LED散热效果的影响,并结合实验结果,利用ANSYS仿真模拟软件对U型热管散热装置进行优化,进一步探索散热翅片间距、厚度、高度的最优值,对基于微热管阵列大功率LED的散热装置的进一步研发改进提出建议。     

多芯片用热管散热器的数值分析和实验研究

根据芯片的高散热要求,设计了一种带有热管和不同翅片参数的散热器.采用数值模拟的方法分析了散热器翅片参数、热管数量和布局等参数对散热性能的影响,以确定最优设计方案,并对热管散热器的热性能进行了实验测试.测试结果表明,设计的热管散热器能满足使用要求,解决了芯片的散热问题.     

逆变器中IGBT模块的损耗计算及其散热系统设计

介绍了一种在工程上比较适用的IGBT模块损耗的理论计算方法,并将其计算结果与厂家给出的仿真结果相比较,精度满足设计要求.在计算出IGBT模块损耗后,利用散热系统热阻等效电路,求出散热器热阻,进而设计出符合逆变器的强迫风冷散热系统.最后,通过ICEPAK软件对散热器进行仿真,由仿真结果表明散热器达到要求.