高热流密度SiC功率模块传热优化设计研究

针对新一代高压封装SiC器件功率模块功率密度更大、芯片尺寸更小的问题,文章基于一种新型复合相变散热技术,应用数值仿真和试验测试的研究方法进行传热优化设计研究。将优化设计所得的结果与外形尺寸一致的常规型材翅片散热方案进行性能对比,对比结果表明：在功率3×630 W的工况下,新型复合相变散热器相对型材翅片散热器,在相同风速条件下,温升可减小23.9～32.5 K,降幅为39.7%～61.6%;在相同风冷系统条件下,温升降幅可达到52%,并且对于相同的散热器设计温升,单个IGBT应用功率可增大约860 W,增幅约1倍,对于大功率、高热流密度散热应用发展前景广阔。     

可靠性极高的可控硅散热器

可靠性极高的可控硅散热器ＫａｎａｅＩｓｈｉｄａ日本埃克乔尼克公司采用一种新型热管研制成功性能好、可靠性高的散热器，可用于电源功率元件可控硅的冷却散热，并决定以ＣＨＰ命名，将此毛细热管功率散热器开始投放市场，该公司还能按照每位客户的要求设计定做符合生产...     

基于Fluent的6英寸晶闸管水冷散热器设计及优化

概述了6英寸晶闸管的水冷散热系统及模型,利用Fluent软件,采用有限元分析方法和标准k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程和三维温度场模型模拟了散热器的散热过程。仿真分析了散热器台面的温度分布、流场与流动阻力、功率和流量变化时对热阻和流阻的影响。提出了散热器的优化设计方案,进行了流动与传热模拟。通过与前期试验的对比分析可知,采用Fluent仿真软件能较真实地反映水冷散热器的散热过程及内部流体的复杂流动过程,可为散热器的设计及改进提供理论依据。     

3D复合相变散热器在轨道交通中的热管理应用研究

针对轨道交通领域日趋恶劣的热管理条件,文章对一种散热效率更高效的3D复合相变散热器进行了研究。应用数值仿真和试验测试的研究方法,将3D复合相变散热器与相同体积的双面热管散热器和水冷散热器进行对比,结果表明:与双面热管散热器相比,3D复合相变散热器在相同风速和功率工况下,热阻降低7.8%～10.5%,压降降低57.5%～63.6%,均温效果提升约52%;对于相同风机的冷却系统,单个IGBT最大许用功率可增大670 W,增幅约26.8%;额定工况的热性能与水冷散热接近。     

地铁车辆牵引变流器的热管散热器的数值模拟

变流器采用"热管散热器+走行风冷"方式可简化柜体结构。为分析热管散热器的散热性能,利用Fluent软件分析了其流速和温度的分布特点,结果表明热管散热器在较低的车辆运行速度下仍具有较好的散热效果。实际的现场应用情况验证了仿真结果的准确性。     

大型养路机械用水冷柴油机散热器设计

阐述了大型养路机械用水冷柴油机冷却系统中散热器的设计、匹配技术要求及其对整机性能的影响;论述了基于提高系统散热能力、减少消耗功率的冷却系统及散热器计算方法.     

对DJF1型电动车组的几点改进建议

1 存在问题 (1) 正常运用过程中主变压器的散热问题.因Tp车上的主变压器散热功率有限,且下部采用强迫循环风冷,使得散热器很容易积灰,散热效率降低,致使油温升高超过90 ℃,主断路器跳开,影响了电动车组的正常行驶.     

基于FloTHERM的车载电气设备风冷散热器参数优化设计

应用散热仿真软件FLoTHERM对风冷散热器散热性能进行了仿真计算,并结合试验数据进行了对比分析,研究了冷却风速、齿片密度和高度等参数对风冷散热器散热性能的影响。     

基于全碳化硅器件的辅助变流器设计及试验验证

辅助变流器是导轨电车上的重要电源设备,为全车提供380 V交流电和24 V直流电源。目前辅助变流器普遍采用基于IGBT(绝缘栅双极型晶体管)功率模块进行设计,其体积大、开关频率低、功率密度小,无法满足当前导轨电车辅助变流器小型化、轻量化的设计需求。采用新型SiC(碳化硅)MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)功率器件代替IGBT进行系统设计,以提高系统开关频率,优化设计外围无源器件,同时利用新型箝位电路抑制了高开关频率带来的尖峰电压。通过计算及试验,验证了基于SiC设计的新型导轨电车辅助变流器在体积和性能方面的优势,对SiC MOSFET器件的应用具有积极意义。     

功率模块风冷散热器性能计算方法研究

针对研制的30 t大轴重货运机车辅助变流柜中,风冷大功率模块的功率器件IGBT在开关过程中产生大量的热量,采用合适的冷却系统将产生的热量有效散发出去,保证产品和系统可靠、稳定地工作。通过理论计算,采用Fluent软件对功率模块散热器全域温度场分析相结合的方式,对散热器性能加以验证和调整,使散热效果达到最佳,满足系统要求,同时大大缩短开发周期,并能有效降低研发成本。     

混合动力/电动汽车用IGBT功率模块的最新封装技术

随着对功率密度和可靠性要求的不断提高,以及其苛刻的应用条件,混合动力/电动汽车使用的IGBT功率模块需要采用新的封装技术。文章介绍了互连、芯片贴装、散热、模块结构等方面的最新技术,总结了功率模块未来的发展趋势,为国内同行了解并跟踪国际最新技术提供了参考材料。     

一种改进的二电平IGBT变频器损耗计算方法

功率器件的导通和开关特性对温度较为敏感,计算损耗时应综合考虑结温和散热条件因素。文章通过Matlab循环调用功率器件损耗计算程序和ANSYS温度场计算程序,以实现二电平变频器损耗的精确计算。该方法可为功率器件损耗的准确计算和散热器的优化设计提供依据。     

电力机车走行风相变散热器风洞试验研究

文章基于电力机车走行风相变散热器的结构模型,建立了其等效热阻网络,分析其传热特性,推导了风速影响下散热量的修正系数关系式;通过风洞试验,研究了散热器在不同风速、不同水流量下散热量和热阻的变化特性,以及散热器在不同风速下的热启动性能及阻力特性。结果表明:散热器散热量随风速及水流量的增大而不断增大,而散热器热阻则刚好相反;散热器静态启动时间和散热启动时间均小于4 min;单个散热器产生阻力仅为机车牵引力的0.17‰,对整车阻力影响很小。     

热管散热器的特点及其在国内外应用情况

阐述了热管散热器的原理和特点，将热管散热器与其他散热系统作了比较，介绍了热管散热器在国内外的应用情况     

热水供暖系统的管道散热对散热器计算的影响

通过典型实例的分析、计算，对比了热水供暖系统中考虑和不考虑热水沿管道散热两种情况下散热器的用量，得出了在热水供暖系统的散热器计算中，热水沿管道的散热不可忽略不计的结论，并进一步分析了影响管道散热的因素，推导出了计算管道散热量的公式以及常用管道的Kf值。     

电动汽车逆变器用散热器的优化设计

利用ICEPAK软件，全面地对逆变器的各种散热情况进行了分析，得出最佳散热方案，为散热器的设计提供了依据，改进的散热器现G应用于多款电动汽车。     

防止机车空调运行过载的方法探讨

夏天,机车空调制冷运行常出现过载停机,也常因过载出现故障,原因主要是铁路线上的高温环境造成了空调冷凝器的工作温度和工作压力过高,加之空调冷凝器沾染灰尘影响散热,更促成了过载情况的发生。变频空调通过改变运转速率很容易解决运行过载的问题,但我国多数型号的机车装配的空调均未采用电源变频方式运行,因此,其运行功率不能像变频空调一样调控。研究表明,采用能够根据空调运行功率自动调节空调系统制冷剂充注量的方法,对于控制空调制冷运行不出现过载在理论上和实践上都是可行的。     

DF7型内燃机车散热器单节流动传热的三维数值仿真

利用FLUENT软件对DF7内燃机车散热单节的单元区域散热过程进行了三维数值分析与仿真研究,分析了空气入口质量流量对传热系数的影响,通过研究获得了计算域的温度图、速度图、传热系数和相关计算结果。论文对FLUENT软件在国产散热器设计中的应用进行了探索与实践,研究表明FLUENT软件是散热器设计计算的有用工具。     

冷却趋势:电力电子系统将依赖于散热技术

电力电子系统和器件的发展依赖于散热技术的进步.文章介绍了有关的散热器件,如散热器、热间隙垫片、热管、热扩散器、冷却板、插件集热器,以及解决散热问题的设计软件.     

现代有轨电车超级电容储能电源柜的散热仿真与设计优化

储能式现代有轨电车可以无接触网运行,超级电容储能电源作为现代有轨电车的牵引动力源,其快速大电流充放电会导致发热、升温,并影响超级电容的寿命和可靠性。通过对利用车厢空调的废排空气冷却储能电源的散热柜体进行散热仿真计算,得出废排风口的大小及位置、电源柜内的流道设计都是影响超级电容储能电源散热的重要因素。经过优化设计后的电源柜,柜内温度分布比较均匀,且控制在储能电源可靠运行的温度范围内,证明采用车厢空调的废排空气冷却储能电源的散热方式是可行的。