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新型的相位电子散热器都有什么特别的地方


发布时间:2018/3/16 9:03:59    来源:www.jnsrq.com    浏览次数:

摘要:着现代武器电子学的发展,出现了一系列具有超高热流密度、短时和间歇性工作的大功率组件,如战略武器的控制系统、引信等,这类系统工作时间短、体积小、重量轻、工作环境恶劣
上一篇我们就计算机上面使用的电子散热器都需要注意什么做了详细介绍和说明。 本篇文章我们简单的对新型的相位电子散热器都有什么特别的地方进行描述,作为专业的电子散热器,插片散热器,型材散热器生产制造厂家镇江市佳诺电气有限公司,将尽心整理发布各种相关知识,竭诚为您服务。

 着现代武器电子学的发展,出现了一系列具有超高热流密度、短时和间歇性工作的大功率组件,如战略武器的控制系统、引信等,这类系统工作时间短、体积小、重量轻、工作环境恶劣,而热流密度却很高,周围环境又接近真空,无法进行空气对流散热,如果不能有效解决散热问题,则会大大降低系统可靠性。  固-液相变散热器具有良好的恒温性以及较大的相变潜热,能有效解决短时、周期性工作的大功率电子器件的散热问题,在国内外航空航天领域得到越来越广泛应用。  相变散热器是利用材料从固态转换为液态时需要吸收大量热量的原理,使在常温下为固态的材料,例如石蜡,经过吸收发热的电子设备的热量而发生相变,并且在此过程中相变材料的温度基本保持不变,从而起到给电子设备散热的目的,并且具有较好的恒温性。相变散热器的设计要求  相变散热器设计为直径为130mm的圆盘形,质量不超过300g,尽量小,能保证电路板工作15分钟,芯片外表面温度不超过80℃。  2 相变散热器的强化传热措施分析  常用的相变材料普遍具有导热率较低的缺点,难以满足电子设备的高热流密度要求。例如常用的石蜡导热系数为0.1~0.4W/(m·K),而铝合金的导热系数为107W(m·K),铜的导热系数更高。  为了改善相变散热器的导热性能,使相变材料能相对均匀的发生相变,通常在其中添加金属翅片、金属网格、金属粉末和石墨粉末等填充材料。在相变材料中添加金属粉末或石墨粉末可以强化相变材料内部的传热性能,但对于相变材料与外部封装之间的接触热阻改善不大,对于电路板散热的工程实用性较小。添加金属网格可以改善相变材料与外部封装之间的接触热阻,并且可以强化相变材料内部传热性能,但对于本次设计的用于电路板散热的小型散热器工艺实现难度较大。所以,本次设计的小型相变散热器采用添加金属翅片的形式强化相变材料的传热性能。  据以上分析,结合相变散热器的工况和加工工艺性,设计散热器为圆盘状,圆盘内部加工出与轴向平行的翅片,热传导方向与翅片方向一致,传热能力得到很大提高。由于散热器主要用于给电路板上的三个芯片散热,散热器与芯片接触的部分会先受热使相变材料熔化,相变材料沿散热器径向传热能力很差,散热器的整体传热特性得不到提高。为了解决该问题,我们把翅片在平面上设计为螺旋形,如图2所示,由于螺旋形状是有一根连通的曲线组成,可以增强相变材料和翅片的横向传热能力,可以大大提高相变才的均温性。

片间距的确定  翅片间距对相变过程的影响非常大,翅片间距越小对散热器的整体传热性能的强化作用越明显,但是,翅片间距减小意味着相变材料填充量的减小和散热器重量的增加,对散热器的最大散热功效不利。所以,必须确定一个合理的翅片间距。  确定翅片间距的原则是保证相变材料在工作时间内能完全熔化,并在此基础上使相变散热器的温差较小。  把翅片与相变材料简化为如图3所示的“三明治”结构,假设翅片间距为2δ,翅片与相变材料的温差为5℃,工作时间内,该温差保持不变,则根据导热公式,翅片上面积为△A的的柱形体积内,整个工作过程中,相变材料吸收的热量为中讨论了相变材料中串联和并联两种翅片填充的传热模型,并对两种模型的传热性能进行了分析,分析结果表明当热量传递方向与翅片相垂直即翅片与相变材料构成串联布置时,翅片之间的相变材料层构成了主要的热阻,有效导热系数受到极大限制,基本和相变材料的导热系数相当;当热量传递方向与翅片方向一致即翅片与相变材料构成并联布置时,传热能力得到很大的提高;在相变散热器中,填充翅片能有效提高沿翅片方向的导热能力,但热量横向扩散能力很差,在相变材料吸收热量的过程中相变材料熔化速度得不到有效改善,不利于相变储热散热器整体传热性能的提高。散热器的结构设计  根据以上分析,设计了如图4所示的散热器,该散热器底部有三个凸台与电路板上的发热芯片接触,为了减小接触热阻和匹配凸台和芯片的高度,在凸台与芯片之间垫一层界面导热材料,界面导热材料为弹性材料,并施加一定的压力。散热器内部的螺旋形翅片与外腔体采用一体化加工,上部盖板采用焊接方式密封。

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