板翅式冷板的计算机辅助设计

本文以某大功率散热系统中液冷散热板的设计为例,介绍了一种利用计算机进行散 方法,对常见的板翅式均温散热冷板的计算机辅助设计方法进行了论述,可以作为同行进行冷板热设计的参考。     

相控阵雷达子阵的热设计

针对相控阵雷达子阵系统不同的结构方案,应用热设计仿真软件建立了系列热仿真模型。依据冷板类型、冷板安装位置、功能层类型,将系列模型分为3组,并给出了3组模型的温度剖视图和温度全图。通过对热仿真结果的对比分析,选择了能较好满足子阵热设计总体要求的结构方案。分析总结了带液冷冷板子阵系统的散热规律,为今后高功率密度和大功率器件的散热提供参考。     

相控阵雷达子阵的热设计

针对相控阵雷达子阵系统不同的结构方案,应用热设计仿真软件建立了系列热仿真模型。依据冷板类型、冷板安装位置、功能层类型,将系列模型分为3组,并给出了3组模型的温度剖视图和温度全图。通过对热仿真结果的对比分析,选择了能较好满足子阵热设计总体要求的结构方案。分析总结了带液冷冷板子阵系统的散热规律,为今后高功率密度和大功率器件的散热提供参考。     

大功率LED照明灯散热路径温度场及发光效率研究

针对大功率LED照明灯(以下简称LED灯)内、外热传导路径的温度分布进行了热模拟分析,开发出4种大功率LED灯。通过对4种LED灯PN结导出端温度和散热片平均温度、散热结构的散热表面积及光通量的测量,并经由热阻及温度场模拟研究,得出了散热表面积和PN结温度、热阻以及发光效率间的关系。研究结果表明,大功率LED灯的热阻很大程度上取决于外部装置,设计合理的外部散热结构增大散热表面积,可以有效地降低PN结温度和LED灯的热阻,从而提高大功率LED灯的发光效率及使用寿命。     

一种树状仿生结构的动力电池液冷板

为了使新能源汽车的动力电池在工作时保持在最佳工作温度范围内,本文提出了一种新型的树状结构通道的冷板。通过对比入口通道的数量来分析不同树状结构通道的冷板对电池的散热能力,并选出热性能较好的树状结构与传统直通型冷板进行对比。结果显示在树状结构上,随着入口通道数的增加电池的高温区域减少,冷板的散热均匀性也得到提升,对比传统直通型冷板的热性能有巨大提升。该散热结构可为其他液冷结构提供一定参考。     

某高效散热冷板的结构设计与优化

针对某电子设备出现的局部热流密度过高问题,提出了一种S型流道与翅片散热模块相结合的设计。利用ICEPAK仿真软件,分别对形状为矩形、梯形和三角形这三种内嵌翅片的S型流道进行热分析。同时,通过实验验证三种冷板的散热效果。研究显示:实验结果与仿真结果基本一致;翅片散热模块能明显改善冷板的散热性能;三角形翅片的散热效果最好,但在冷板表面均温性和流阻方面,梯形翅片的方案更优于其它两种翅片。在满足此次冷板热设计要求的前提下,综合分析比较,最终选择梯形翅片的S型流道结构。     

大功率LED照明灯散热装置研究

散热是制约大功率LED照明灯推广应用的关键技术问题。本文通过对LED照明灯散热的影响因素及设计要素的分析,研制了4种不同散热结构的大功率LED照明灯,并且做了温度测试和有限元数值模拟分析。结果表明,LED结温受散热片和基板的连接方式、散热片和电源的排布以及散热的总表面积等因素影响。     

高功率雷达冷板的流动性及散热性研究

针对某型雷达高功率且热流密度大模块,采用液冷强迫对流方式解决系统散热问题,分析了影响液冷冷板流量分布特性和散热特性的因素;基于搅拌摩擦焊技术的复杂流道焊接工艺,提出了三种流道结构形式冷板。依据单一变量原则,分别以流道宽度、深度、冷却液等效入口流速为变量,对不同流道结构冷板进行流动性及散热性研究,试验表明了为提高冷板流动性能和散热性能,应综合考虑冷板流道宽度、深度、冷却剂流速等因素影响;另外,O型结构冷板的综合流动性能和散热性能优于其他两种结构形式冷板。     

一种低流量强化换热液冷冷板的研究

随着芯片集成度和热流密度的不断提高,常规的深孔钻液冷冷板难以满足高热流密度芯片的散热需求.文中基于微通道散热原理,采用往返式流道,设计出了一种低流量强化换热冷板,仿真和实验结果表明:低流量强化换热冷板仅需深孔钻冷板的1/3流量即可实现与深孔钻冷板相当的散热性能;当两者流量相同时,低流量强化换热冷板的散热能力明显优于深孔钻冷板,可用于400 W/cm2高热流密度芯片的散热.     

多结构形式小通道液冷板散热性能对比研究

小通道冷板作为一种有效的热控装置,已被广泛应用于高热流密度电子器件的热管理领域。文中以通道特征尺寸为2 mm 的串行、并行以及射流冲击/小通道混合液冷板为研究对象,旨在获取这3种结构形式冷板的极限散热能力和流动阻力损失的差异。研究结果表明：在相同冷却工质流量条件下,3种冷板的散热功率由大到小依次为串行通道、并行通道、射流冲击/小通道混合液冷板;串行通道冷板的板内阻力损失明显大于其余两者;在综合考虑压力损失和散热性能的基础上,根据不同热源热流密度条件选择合适的冷板结构,有望满足特定应用的需求。该研究可供小通道液冷板的设计和优化参考。     

IGBT用水冷板式散热器的数值模拟

在电力电子设备功率密度日益增长的背景下,散热设计成为产品可靠性设计的关键瓶颈。文中以冷板式强迫液体冷却系统的数值模拟为例,介绍了冷板式强迫冷却系统的优势以及该系统数值分析的原理和计算方法。对具体IGBT模块进行的散热仿真模拟验证表明,水冷系统具有集成度高、模块化强、散热效率高、能耗低、噪声低、占地空间小等众多优势,可以很好地控制高功率模块中IGBT芯片的温度,有利于IGBT模块等器件长期安全可靠稳定地工作,可降低模块的故障率,提高整机产品的可靠性。     

某液冷冷板换热特性实验研究

针对电子设备冷却用液冷冷板设计,选用了3种新型的锯齿型翅片作为冷板内芯。为了验证新型冷板的换热特性,应用稳态电加热法,分别对内芯为矩形、梯形和侧向梯形锯齿型翅片的3种冷板以蒸馏水为介质的换热特性进行了实验研究,分别获得了在一定雷诺数范围内的换热无量纲准则式,并对液冷冷板的换热特性进行了比较。结果表明,在小流量区域,3种冷板换热系数差别不大;随着流量增大,侧向梯形锯齿型翅片对冷板通道内的扰动更强,换热性能更好。本实验为液冷冷板设计提供了参考。     

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。     

某高热耗及高热流密度风冷散热热设计与优化

随着大功率器件的普及,单点热耗高且热流密度大的问题越发突出。以往的解决方法都采用液冷散热,但液冷散热相较于风冷散热存在设备量大、成本高等缺点。文中探讨采用风冷散热解决单点热耗高且热流密度大的问题,使风冷散热方式在高热耗、高热流密度工程上得到应用。通过仿真分析,采用蒸汽腔（Vapor Chamber, VC）均温板并进行风冷冷板结构参数优化,达到减小传热路径上各热阻的目的,从而设计出了满足散热要求的风冷冷板。装机后对实物进行测试,验证了风冷散热在高热耗、高热流密度散热问题上的可行性。     

喷雾冷却冷板的设计与研究

随着电子元器件和雷达等设备功率密度的不断提高,传统的散热方式越来越难以满足要求,而喷雾冷却因其更强的散热能力在高热流密度散热领域受到广泛关注。文中基于喷雾冷却技术设计了一种集成微型旋流雾化喷嘴的喷雾冷却冷板,并通过一套自行设计的喷雾冷却热性能实验系统研究了冷板的换热性能及其影响因素。该喷雾冷却冷板可实现超过100 W/cm²高热流密度的散热能力,为未来雷达电子设备的冷却设计提供了新的思路,有着较好的应用前景。     

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。     

直热式热泵热水器冷凝器结构优化试验研究

搭建了空气源热泵热水器试验台.在标准工况下,分别比较了普通套管式冷凝器,3套管式冷凝器和板式冷凝器对热泵系统运行性能的影响.结果表明,板式换热器在热泵热水器系统中换热性能大大优于另外两种常规换热器,使系统性能系数达到4.1,比使用其他两种冷凝器时系统的性能系数提高20％左右.试验结果为如何提高热泵热水器性能提供了依据.     

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。     

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。