用于大功率紫外LED的圆柱扰流散热器设计仿真

如何降低芯片结温成为大功率紫外LED应用的关键。本文提出了一种新型圆柱扰流水冷散热器，对光源模块进行高效热管理。采用COMSOL软件对散热系统进行热场和流场分析，分别从散热器盖板厚度、扰流柱直径、增加档板结构、流速设置四个方面进行优化仿真，有效改善流动均匀性、提高换热效果，将功率密度643 W/cm²的串联紫外LED光源模块的芯片结温由120℃降至95℃。     

沟槽式与烧结式功率模块的热性能优化实验

为提高功率模块的散热效率,此处将烧结铜粉式热管、沟槽式热管分别与3种不同结构的散热器组合,形成9种中央处理器(CPU)散热模块,探究热管放置方式、热管类型及不同热流密度下各散热模块热性能的分布规律及传热系数的变化趋势,以期获得最高效的散热方式。实验结果显示:在该实验工况下,L_3-3号CPU散热模块散热性能最优,该模块热阻降低了46%;对比沟槽式热管,烧结铜粉式热管的热阻降低了34%;旋转180°条件下烧结铜粉式热管热阻较沟槽式降低了48.9%,具有更快的启动速率与更高的毛细压力,更适合与散热器结合组成高散热模块;正交实验热管极差较散热器极差降低了3.6℃,证明平板热管对高散热模块影响更大。     

基于Icepak的充放电控制模块的散热分析及实验验证

基于ANSYS Icepak热仿真软件对充放电控制模块进行了建模和热仿真,并进行了温升实验验证。实验结果显示测温点与对应的仿真点温升偏差在5%以内,验证了仿真的有效性和可行性。在原方案的基础上对散热器结构参数进行了优化设计,最优方案的散热器最高温度比原方案降低了5.22℃,证明了该优化方法可有效提高产品的散热性能,使充放电控制模块的设计更加经济、合理。     

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.     

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。     

一种IGBT接触热阻的估算方法

电动汽车电机控制器的关键模块IGBT由于集成度高、发热量大,容易烧毁,亟需对其散热结构进行仿真分析与结构优化。对IGBT散热结构的仿真分析,必须先确定所需的几何物理边界条件和热物性边界条件,其中IGBT与散热器之间的接触热阻是关键的参数之一。但接触面的导热硅脂涂层的热特性及IGBT模块与散热器的接触情况并不明确,为此建立了黑匣子模型,采用黑匣子逼近试算的热仿真分析方法,通过实验和FLUENT软件热仿真对比的手段成功地估算出了黑匣子的导热系数,并进一步验证了估算得到的接触热阻的合理性,为以后的仿真和优化分析奠定了基础。     

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.     

基于有限元法的高频开关电源PCB热仿真研究

为提高电源工作的可靠性,论文提出通过安装热管散热器的办法来降低高频开关电源PCB的节点温度。基于有限元方法建立了热管模型以及高频开关电源PCB模型,对热管管径以及安装两种散热器的高频开关电源PCB进行热仿真分析。热分析结果表明：在一定功率范围内,管径越大,散热器散热效果越好：安装热管散热器的高频开关电源PCB上器件温度明显低于安装传统散热器,最大温差达到33℃.实际中在不考虑强迫风冷散热设计时可以对PCB进行优化,以及采用热管散热器对高频开关电源进行有效散热。     

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。     

大功率风冷式功放模块冷却系统散热特性研究

功放模块是振动台功率放大器的核心组件,内部电子元器件布局紧凑;功放模块工作时常产生过温现象,易导致内部绝缘栅双极型晶体管(IGBT)以及电感等器件工作异常,降低了系统工作可靠性,严重时导致系统中断。此处对现有功放模块散热系统进行分析,计算主要热源的热功耗,设计风道优化原结构,使用有限元仿真软件Icepak对两种散热系统的内流场和温度场进行数值仿真,并对优化后功放模块散热系统进行试验验证,结果表明优化后箱体内部温度降低幅度达12.6%,温度最大值点降低约9.3℃,试验期间运行稳定,说明该散热系统有效地提升了功放模块的可靠性与安全性。     

电动飞机电机控制器风冷散热结构的计算与改进

根据电动飞机的飞行剖面,建立了电机控制器的系统损耗及IGBT模块的热阻网络模型,对电机控制器IGBT模块的温度进行计算。以轻量小型化为目标,对电机控制器的散热结构进行了改进。MATLAB/Simulink系统仿真试验和地面台架样机试验结果表明:改进的风冷散热器能够满足电动飞机电机控制器的散热需求,且重量降低5%。     

储能变流器功率模组的优化设计及散热仿真分析

功率模组作为储能变流器的核心单元,其散热问题引起了广泛的关注.以某500kW 储能变流器的功率模组为研究对象,从物理模型、风机选型、散热器设计、热仿真分析等方面详细介绍了功率模组的散热系统.建立了仿真模型,通过仿真计算优化了散热器的结构参数,并分析了功率模组的散热特性,最后通过试验数据和仿真计算对比, 验证了基于数值仿真的可靠性.该研究有效提升了选型的精确度,缩短了散热器设计周期,对后续的功率模组热仿真分析和优化具有重要的指导意义.     

基于fluent软件的散热器参数优化及其应用方案

变频空调的驱动板散热能力,直接影响到运行稳定性、高温制冷能力和产品竞争力.针对空调散热器结构参数和散热特点,以某款变频空调为研究对象,采用fluent软件模拟散热仿真,确定散热器的关键影响参数并进行优化.同时提出经济、易实现的辅助散热应用方案,为后续空调的散热设计提供理论指导.     

基于Fluent的LED路灯模组散热仿真设计

通过改善散热结构设计来降低LED结温已经成为LED路灯模组大规模应用的关键技术之一。考虑充分利用空气自然对流来提高散热效果,本文基于Fluent流体仿真方法研究了空气流动速率和流动方向对五种不同的LED路灯模组散热器散热效果的影响。研究结果表明:①在限定散热器质量和高度条件下,圆管型散热器具有较好的散热效果,这是由于它既具有较大的空气接触面积,又会在尾迹区形成漩涡状的紊流,这可以降低热边界层厚度,减小导热热阻,提高散热效率;②在考虑不同空气流动方向的情况下,空气流向与LED模组平面成45°夹角方向时散热器的散热效果最佳;③最后,模拟空气流动实验验证了本文提出的LED路灯模组散热仿真设计方法的可行性。     

全串联高功率密度紫外LED结构和散热研究

提高紫外LED光源模块的功率密度和辐照度已成为光固化应用的迫切需求。本文设计制作了一种6颗芯片串联的高功率密度UV-LED光源模块,加装了循环水冷散热器对其进行有效散热。通过仿真和实验对该模块的各项参数进行测试,证实仿真模型的预测能力。实验结果表明,全串联光源模块输入功率最高可以达到325.8 W,功率密度达到646.5 W/cm 2,此时芯片结温能够维持在130℃左右。     

基于CFD的储能变流器功率单元结构和散热研究

针对储能变流器功率单元体积小、功率密度高、运行环境条件差的特点,对该功率单元结构和散热参数进行设计和优化。采用SolidWorks进行3D建模,采用计算流体力学(CFD)有限元分析软件进行散热仿真,求得该单元在设置的结构参数和环境条件下散热器的表面温度,并将其与测试结果进行了验证,以翅片数、散热器进出风口面积、散热器材料、风机流量压力、发热功率、热管数量作为设计变量。研究结果表明:散热器翅片数量和间隙设计、风机的合理选型设计、热管的使用使功率单元的散热效率提升,体积减小,成本降低,该功率单元散热完全可满足使用要求。     

大功率LED灯具散热的优化设计

对大功率LED灯具的散热进行研究。从大功率灯具的散热器材料选择、散热器结构的优化设计、散热器表面处理工艺、有效散热面积、对流条件等几个因素进行分析与散热性能的关系,对各种不同的散热技术进行整合优化。结果表明：改善LED灯具的对流环境、对散热器表面进行工艺处理、合理选择散热器的材料和优化散热器的结构设计均能提高大功率LED灯具的散热效果。     

脉冲电源水冷散热设计及有限元分析

针对大功率脉冲电源中IGBT模块瞬时发热量大的问题,提出了一套水冷散热解决方案。给出了IGBT模块损耗的快捷估算方法,详细分析了IGBT的散热途径。推导出了IGBT的热阻模型和水冷条件下散热器的热阻折算方案。利用仿真软件ANSYS建立了热分析模型,通过模拟脉冲电源工作时的热场状况对散热系统进行了优化。最后,在此通过搭建100 kW脉冲电源样机验证了该优化方案的实用性和有效性。     

基于Icepak的直流充电机水冷散热研究

直流充电机设计过程中IGBT功率模块的散热设计非常关键,介绍了一种适合直流充电机工程应用的IGBT功率模块损耗计算公式。通过Icepak软件建立直流充电机水冷散热模型,仿真分析不同入水口流速、不同冷却介质、不同入水口水温对散热器散热效果的影响,得到的散热数据和规律曲线可为直流充电机产品水冷散热优化设计提供理论依据。     

LED太阳花散热器正交试验模拟优化设计

利用仿真软件ICEPAK对一款大功率LED太阳花散热器进行了热仿真模拟。实验数据曲线和模拟结果曲线的相似度分析结果表明利用ICEPAK进行太阳花散热器热仿真模拟的可行性。为了提高太阳花散热器的散热效率以及控制散热器重量,使用正交试验法对太阳花散热器进行模拟优化设计,从散热器圆柱半径、热沉高度、翅片厚度、翅片数量、翅片长度等5个方面考察了太阳花散热器的尺寸参数对散热器重量与LED最高温度的影响。得到了一个散热效率最优化结果,优化后LED的最高温度较优化前下降了11℃,重量基本不变。