熱管式大功率電子模塊散熱器的研究與開發(fā).pdf

1、熱管是一種高效傳熱元件,特別適用于小溫差高熱流密度條件下的散熱.隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,電子元件的熱流密度亦愈來(lái)愈高,將熱管技術(shù)應(yīng)用于大功率電子元器件中的散熱,已成為當(dāng)前一個(gè)十分重要的課題.作為典型的大功率電子模塊IGBT,具有與其它大功率電子元器件相似的熱設(shè)計(jì)要求,該文針對(duì)IGBT,在查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用理論分析和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,系統(tǒng)地研究了此散熱器中的傳熱核心元件——熱虹吸管的性能,并開發(fā)研制熱管式IGBT散熱器.該

2、文的主要研究結(jié)果為:(1)熱虹吸管啟動(dòng)性能的研究:通過(guò)對(duì)從不同充液量、啟動(dòng)前狀態(tài)、內(nèi)部汽化核心狀態(tài)對(duì)啟動(dòng)的影響所進(jìn)行的試驗(yàn)研究,認(rèn)為大長(zhǎng)徑比的銅—水熱虹吸管管內(nèi)相變不僅僅為沸騰,而是以蒸發(fā)為主,伴有薄液膜的沸騰.該文從理論的角度,定性地分析了受蒸發(fā)面積控制的蒸汽生成量對(duì)熱虹吸管啟動(dòng)性能的影響.通過(guò)管壁上某一特征熱電偶的溫度變化過(guò)程,分析說(shuō)明了熱虹吸管在啟動(dòng)整個(gè)過(guò)程內(nèi)部的蒸汽壓、蒸汽流量、相變面積以及蒸汽生成量的一些半定量的關(guān)系;(2)最

3、佳充液量的研究:熱虹吸管的傳熱性能與其充液量有著密切的關(guān)系,該文采用理論分析與試驗(yàn)研究相結(jié)合方法,對(duì)熱虹吸管內(nèi)部的充液量進(jìn)行研究,給出了較為簡(jiǎn)單且可靠的計(jì)算方法;(3)熱虹吸管在傾斜狀態(tài)下的傳熱性能:該文討論了熱虹吸管在傾斜狀態(tài)下的傳熱機(jī)理及性能,研究了正常工作情況下傾斜熱虹吸管的傳熱性能,為熱虹吸管在電子模塊散熱器中的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ);(4)開發(fā)研制了熱管式IGBT散熱器:經(jīng)過(guò)理論分析、模擬計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證,證明所開發(fā)的熱管式IGB