基于平板热管技术的电子器件热管理研究进展

随着电子器件不断趋于小型化和高度集成化发展,电子器件功率过高引发的散热问题亟待解决。平板热管由于具有均温性好、散热效率高等优势已为许多大功率电子元器件的散热问题提供了有效的热管理解决方案。但面对如今越来越多元化的散热需求,开发适应新型电子设备散热需求的高效平板热管仍是当前研究的热点。基于此,在对平板热管工作原理及结构特点进行阐述的基础上,对平板热管的传热性能、影响传热性能的因素(毛细芯结构、腔体厚度、工质、充液率、倾角和热源)、强化平板热管传热性能的措施(不同润湿性表面和支撑柱结构等)及其在小型化电子设备、IGBT晶体管、LED和电池组等电子器件散热应用等方面进行了系统性综述,指出研究不同毛细芯结构与腔体厚度下平板热管内部流动传热特性、散热性能强化的机制和综合优化方法,以及如何在不同电子器件热管理需求下设计出空间适应性强而散热性能高效的平板热管等仍是当前平板热管有待进一步突破的关键技术,将为平板热管在电子器件散热领域的进一步深入研究与优化提供一定参考。

高热流密度电子元件中热管散热技术的进展

散热器的散热性能是影响电子元件使用寿命与安全性的重要因素,热管以其空间尺寸小、冷却能力高、无需消耗动力等优点在高热流密度元件的散热技术领域得到广泛应用。文中总结了热管散热器整体结构设计的创新尤其是热管的不同排布和组合,研究了热管元件性能的提高包括热管内部吸液芯的改进、复杂结构吸液芯的制造,分析了纳米流体工质的引入对换热效果的强化,介绍了散热器热性能分析和参数优化的相关方法。通过分析总结国内外研究成果,提出了新概念热管散热器的结构设计、纳米流体理论模型及复合吸液芯的加工制造等方面的发展趋势与展望。

重力对微槽平板热管传热性能的影响

系统地研究了重力对微槽平板热管传热性能的影响 ,分析了工作温度、冷却方式和倾角等影响因素。通过对比实验发现重力对热管的轴向液膜分布影响非常明显 ,在周向只在大充液率时有明显的影响 ,从而使得倾角较大地影响了热管的传热能力。研究表明深槽平板热管具有优良的传热性能 。

多芯片平板热管散热器性能的实验研究

设计了一种新型多芯片平板热管散热器,通过测试模拟芯片的表面温度,对散热器在不同空气流速、芯片数目及位置和加热功率下的散热性能进行了实验研究。测试结果表明:在环境温度为20℃、芯片表面温度控制在80℃的条件下,散热器水平使用时,单芯片、双芯片和三芯片的最大散热能力分别为310W,390W和500W;散热器竖直使用时,其最大散热能力分别为275W,408W,500W。由此得出,多芯片平板热管散热器的散热性能较单芯片散热器具有更大优势。实验结论与平板热管的热扩散效果吻合良好,而且符合现代电子器件散热的要求。

电子器件冷却用热管散热器的试验研究

针对现代电子设备所面临的散热问题,设计制造了一种电子器件冷却用热管散热器.并试验分析了该热管散热器的散热性能以及风速对于热管散热器传热特性的影响.试验结果表明:热管散热器在40 W到160 W的发热流量范围内都拥有良好的散热性能;风速对散热效果的改善作用随着风速的提高会逐渐减弱;在保证电子器件散热表面不超过75℃的条件下,只需配置小功率风扇产生1.7 m/s左右的风速就可以满足160 W的散热需求.

平板型MLHP温度波动研究

环路热管（Loop Heat Pipe，LHP）是一种靠蒸发器的毛细芯产生毛细力驱动回路运行，利用工质相变来传递热量的高效传热装置。研制了一套平板式蒸发器、风冷式冷凝器的小型环路热管（MLHP），MLHP的毛细芯为500目不锈钢丝网，工质为丙酮，蒸发器、冷凝器以及所有管路均由紫铜制成。主要研究了平板型MLHP在不同热负荷条件下的温度波动特性，并重点研究了倾角以及充灌量等对MLHP系统温度波动的影响，且给出相应的合理解释。实验结果表明，平板式MLHP在2-3W／cm^2热流密度区间范围内容易发生温度波动。

脉动热管启动及运行问题研究进展

闭式循环型脉动热管作为一种高效、微型换热元件,被广泛应用于高热流密度电子器件的冷却.论文首先对近年来脉动热管启动问题的研究成果做了全面总结,并分析了影响脉动热管启动运行的一些因素;然后结合热流型脉动理论对启动运行时的脉动现象进行了分析;最后指出现有研究中存在的一些不足并给出了建议.

电子器件用复合热管散热器的试验研究

结合间接热虹吸管和扁平热管的特点，研制出一种新型电子器件用复合热管散热器，并试验分析了该散热器分别使用甲醇、乙醇、丙酮、水和R123等工质的散热性能以及充灌率和风速等设计因素对其散热性能的影响。试验结果表明：该复合型散热器在较宽广的热流量范围内和较大热流量的情况下均具有良好的性能，小符热流姑突变还足稳定，该复合型热管散热器都可以使电子器件表面温度保持平稳，小出现大幅度波动；工质为R123时的散热效果最好，当热流量为200W时，可以保证电子元件表面温度低于70℃。电子器件常用的热流量范围即在100～140W内，散热器适宜的充灌率约为80％。

热管式密闭电子设备元件散热实验研究

热管换热器是一高效热回收装置,由于其具有传热效率高、传递温降小、结构简单、易控制和本身不耗能等特点,在电子设备系统中的研究得到很大的发展.本文建立实验台来测试热管式密闭电子设备散热性能,将模拟结果与试验测量数据进行对比论证.深入分析利用热管技术来改善电子产业的散热问题。

临近空间大功率电子设备的热设计

大功率电子设备发热量大,直接工作在恶劣的空间热环境,其热设计十分复杂。针对临近空间热环境特点,结合大功率电子设备工作模式及热控要求,采用热隔离、热控涂层、低热阻途径、提高换热效率等方法对其进行热设计。在此基础上用Icepak软件进行了热仿真,给出了合理优化的设计方案。临近空间环境模拟试验验证了热设计的正确性,对临近空间电子设备的热设计有一定的指导和借鉴作用。

电子设备的散热问题与新型冷却技术的应用

针对现代电子设备所面临的散热问题,综合分析了各种常用的和潜在的电子冷却方法,并着重阐明了新型热管技术在电子冷却中的应用前景。

电子装备热控新技术综述(上)

随着微电子技术特别是军用电子和微波器件的飞速发展,以及军用高功率密度器件和微波器件的使用,电子设备功率密度越来越大。因此对冷却技术的要求就越来越高。文中综述了当前电子设备冷却技术的发展现状,该综述分两部分,这部分内容主要包括热传导技术和界面材料、热扩展技术、热管及衍生物以及一些高导热性能材料的研究现状。文章分析了现有冷却技术的优缺点,同时也指出了未来冷却技术的发展方向。

电子器件用热管散热器及其性能分析

随着电子元件工作频率和集成度不断提高,其散热量也在急剧增加,传统散热器在散热能力上已很难满足要求,这将严重影响设备运行的稳定性。本文通过分析热管的工作原理,建立了将热管应用于散热器的传热模型,分析了热管散热器与传统散热器在散热能力和安装、布置、运行等方面上的优势,认为新型热管散热器具有很好的应用前景。

热管散热器在电力电子器件中的应用

传统散热器在散热能力上已很难满足电力电子元件工作频率和集成度不断提高其散热量急剧增加的要求,这将严重影响设备运行的稳定性,本文根据热管的工作原理,建立了热管应用于散热器的传热模型,分析了热管散热器的散热能力和安装、布置、运行等方面上的优势,新型热管散热器具有很好的应用前景。

粉末冶金在3C产业热管理中的应用

在3C产业中,由于新电子器件的电流密度与功率都越来越高,散热成了一面临的严重问题。电子线路的冷却系统可分为两类,一为钝态的,一为活性的。钝态模式使用外部能源散热,诸如电风扇。相反地,活性模式诸如散热器是不用外部能源散热的,本文介绍了一些散热器材料和用粉末冶金工艺制造的热管与蒸发室。

一种芯片散热型热管的强化传热研究

用CFD软件分析电子元件散热问题的求解模型,并给出了相应模型的求解结果。介绍了一种芯片散热型热管——集成热管散热器。通过改变风速、工质工作温度、翅片节距等因素来测试散热器压阻和总散热量的变化,并与相关实验结果进行了比较。仿真结果与实验结果相当吻合。分析结果表明:集成热管散热器具有良好的散热性能,在风扇风量为0.0115m3/s时,就完全可以把功率在140W以上的CPU表面温度降至45℃以下,可满足高热流密度电子器件的冷却要求。

新型焊接热管散热器的机器人设计及运动分析

针对热管散热器加工过程中存在人工焊接效率低、劳动强度大等问题,提出一种利用感应焊机高效焊接热管散热器的方法,但缺乏与之相对应的运动控制装置,于是设计了二自由度运动控制装置。对装置总体结构进行设计并三维实体建模;运用D-H法建立运动学模型,对装置末端位姿进行理论分析,利用ADAMS对末端机构进行运动学仿真。所设计的2关节装置末端运动位移、速度和加速度曲线变化平稳,验证了结构设计的合理性,为运动控制装置控制系统的设计提供了理论依据。

低温脉动热管的发展现状及展望

脉动热管是一种性能优良的传热元件,在电子设备散热、超导冷却、能量收集等方面具有广阔的发展前景。根据低温脉动热管的原理和特点,分析了中高温脉动热管和低温脉动热管的不同。总结了低温脉动热管理论和实验的研究现状和发展趋势,指出目前低温脉动热管研究存在的问题,提出了未来的研究和发展方向。

脉动流强化翅片散热器数值模拟研究

采用数值模拟的方法,研究脉动流作用下翅片散热器的散热效果,分析脉动振幅和脉动频率对散热性能的影响。结果表明:脉动流能增强翅片散热器的散热效果;随着脉动振幅增大,瞬时换热性能和瞬时阻力性能波动越来越强,平均换热性能和平均阻力性能增加;存在最佳振幅使综合换热性能最高;随着脉动频率增大,瞬时换热性能变化不大,平均换热性能逐渐减小;瞬时阻力性能波动剧烈且波动幅值增大,平均阻力性能减小;存在最佳频率使综合换热性能最高。

SS7E型电力机车大功率元件热管散热整流装置设计

介绍了SS7E型交-直电力机车用大功率元件热管散热整流装置的基本设计方法,描述了该整流装置的结构特征及其所用热管散热器的特点。5″元件的使用,实现了主整流装置一臂一元件结构,解决了以往车型整流装置多元件并联所导致的不均流问题,提高了系统可靠性。