大功率晶闸管高效自冷热管散热器的散热性能视频插座高要直键开关家电IC弹性垫圈

大功率晶闸管高效自冷热管散热器的散热性能试验

摘要：新型热管散热器与传统热管散热器相比较。其性能试验表明这种散热器的热阻为0.064℃/W，主要性能指标优于国内外同类热管散热器，使自冷散热能力已达到较高的水平，对该技术在我国的推广应用有很大的促进作用。

关键字：水平放置；间距增大；压浪；自冷；

前言

晶闸管自冷热管散热器是近几十年才发展起来，在电力电子设备中应用的一种先进的高效散热器件。众多学者为了推进这一先进技术的实际应用，设计研制出各种结构的自冷热管散热器，在工程中也广泛应用，通电800A以下的晶闸管采用自冷热管散热器已有十几年之久，所用热管散热器的热阻较高，无法应用在800A以上的晶闸管散热当中。传统的热管散热器重量较大，再加上该散热器采用的是价格较昂贵的铜材和铝材，使得散热器的成本较高。随着电力电子设备不断向轻巧、便捷方向发展，要求设备重量轻、体积小。欲以这种自冷散热器取代原有形式的散热器，从而降低了成本。因此，改善现有热管散热器的结构，研制出一种高性能热管散热器具有重要的意义。

1、新型热管散热器的结构

1.1、晶闸管用自冷热管散热器的设计条件

额定电流为1000A，晶闸管管芯最高允许温度120℃，最高环境温度Ta=40℃，散热器台面温度为Tr=85℃，散热器与晶闸管压接面直径为63㎜。

散热器的散热功率P=700W。

散热器热阻Rx按下式计算：

Rx=（Tr-Ta）/P=0.064℃/W。

1.2、热管散热器的结构

1.2.1增大散热片间距

将散热片间距增大到16㎜，增大空气流通，以降低热管散热器的热阻。

1.2.2散热片水平放置

强化传热要从热阻大的环节入手的原则，将散热器水平放置，空气能够竖直流通。

1.2.3散热片压浪

为了提高空气与散热片的接触面积，在散热片上压浪（如图1所示），从而提高了散热能力，降低热管散热器的热阻。

根据上述条件，设计并研制出了这种高性能的自冷热管散热器。

图1：新型热管散热器散热片

2 自冷热管散热器的性能试验

为检验所设计研制的散热器的性能，对散热器进行了性能测试。

另外还制作了一个外形尺寸基本相同倾斜5.75°放置、散热片没压浪、散热片间距为8㎜的热管散热器即传统散热器，以便进行比较。单侧散热器是由9支φ16㎜热管排布而成。散热器外形如图2所示。

图2：新型热管散热器测试图

采用晶闸管给散热器加热。加热系统由稳压器、调压器和晶闸管组成。测试仪器由测温表、电流表和电压表组成，测温表的热电偶是由直径为0.26㎜的铜丝制成。

散热器测温参考点的位置：

位置1：前面第二片散热片的中间，距电子吊秤离散热片上檐2㎝处。

位置2：后面第二片散热片的中间，距离散热片上檐2㎝处。

位置3：晶闸管阴极管壳。

测试时间：通电40分钟。

测试装置：导电排、隔板、塑料支架等。

环境温度：17℃。

测试电流：1000A。

安装方式：双面。

冷却形式：自冷。

3 测试结果对比

在测试条件完全相同的情况下对二种散PC/ABS合金塑料丰富汽车行业内饰材料热器进行测试。

试验机

测试点

电磁散热器测试点1测试点2测试点3温升新型热管散热器39.8℃43.4℃55.4℃38.4℃传统热管散热器38.1℃41.9℃60.3℃43.3℃注:以通电40分钟,晶闸管阴极管壳温升≤40℃为合格

4 节约材料

共同打造铝基新材料航母现如今能源、矿产极为短缺，节约材料成为当今头等大事。新型热管散热器比传统热管散热器节约铝板约40％。其效果还优于传灯饰墙艺统的热管散热器。

参考文献：

[1] 刘鉴民在和奇瑞汽车的合作中编著.传热传质原理及其在电力科技中的应用分析：第一版.北京.中国电力出版社。

[2] 庄俊、张红编著.热管技术及其工程应用：第一版.北京.化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心。

[3]（日）池田义雄等编著，商改宋，李鹏龄译.实用热管技术：第一版.北京.化学工业出版社。

[4] (苏) 伊凡诺夫斯基( Ivanovskii,M. N.) 等编著.热管的物理原理：第一版.北京.中国石化出版社。

[5] (美) 纪(Chi,S.W.)编著.热管理论与实用：第一版.北京.科学出版社。

作者简介：

隋 松（1982－），男，辽宁鞍山人，本科学历，主要从事热管散热器的设计与研发（E-mail:ss820318@）。(end)

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