【摘要】：近年來,電子器件朝著高功率、微型化方向發(fā)展,其散熱問題成為制約尖端電子科技行業(yè)發(fā)展的瓶頸。在眾多熱控技術(shù)中,環(huán)路液冷熱控技術(shù),具有高效穩(wěn)定的優(yōu)點,在電子器件的熱控中發(fā)揮著重要的作用。然而,該熱控技術(shù)在應(yīng)用中受到系統(tǒng)部件多、空間占用大、驅(qū)動部件復(fù)雜等缺點的限制,系統(tǒng)微型化尤為重要。本文基于環(huán)路液冷系統(tǒng)微型化的目的,設(shè)計制造了集成壓電微泵一體式熱沉,測試優(yōu)化了驅(qū)動性能和熱控性能,并在大功率LED熱控中應(yīng)用。本文主要工作及結(jié)論如下:(1)提出微型熱沉和壓電微泵共用腔體的概念,根據(jù)兩者的結(jié)構(gòu)特點,設(shè)計制造了集成壓電微泵一體式熱沉,建立了驅(qū)動性能計算公式,設(shè)置了不同彈性元件壓縮量和腔體換熱結(jié)構(gòu)。(2)設(shè)計搭建一體式熱沉的驅(qū)動性能測試平臺,實驗研究了驅(qū)動參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對一體式熱沉空載流量和輸出泵壓的影響,驅(qū)動參數(shù)包括驅(qū)動頻率和驅(qū)動電壓,結(jié)構(gòu)參數(shù)包括彈性元件壓縮量和腔體換熱結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,一體式熱沉的空載流量均在15Hz、45Hz分別達到最大值和第二大值,頻率段10~20Hz和40~50Hz為最優(yōu)驅(qū)動頻率段;一體式熱沉的空載流量和輸出泵壓均隨驅(qū)動電壓線性增大,在驅(qū)動電壓最大允許值300V_(pp)時,流量和泵壓均達到最大。一體式熱沉在彈性元件厚度壓縮至1.8mm時,具有最佳的驅(qū)動性能;腔體強化換熱結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致流量和泵壓下降,腔體內(nèi)無強化換熱結(jié)構(gòu)的基本型一體式熱沉具有最佳的驅(qū)動性能。(3)設(shè)計搭建一體式熱沉的熱控性能測試系統(tǒng),對一體式熱沉的熱控性能進行研究,測試優(yōu)化驅(qū)動參數(shù)、入口溫度、腔體換熱結(jié)構(gòu)等因素。結(jié)果表明,一體式熱沉在驅(qū)動電壓為300V_(pp)、驅(qū)動頻率為10Hz時具有最佳的熱控性能;入口溫度會影響一體式熱沉的壁面溫度,對壁面溫升量和熱控性能沒有影響;翅片高度較大有利于提高熱控性能,側(cè)壁內(nèi)凹翅片易引起流量大幅下降,不利于提高熱控性能。翅片高度為5mm的直翅片一體式熱沉在300V_(pp)、10Hz時可獲得最佳的熱控性能。(4)設(shè)計搭建LED熱控測試系統(tǒng),將優(yōu)化后一體式熱沉在大功率LED器件的熱控中應(yīng)用,并設(shè)置熱管翅片熱沉對照組。結(jié)果表明,一體式熱沉具有小體積優(yōu)勢,在穩(wěn)態(tài)熱控時,可降低LED溫度1.7~3.9℃,提高LED照度2.59%~9.52%,在多周期間斷工作瞬態(tài)熱控時,一體式熱沉具備更快的瞬態(tài)響應(yīng)速度,可40秒內(nèi)快速達到溫度穩(wěn)態(tài),且不易于形成熱積累。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH38
【圖文】：

第一章 緒論,14]、平板熱管[15,16]和脈動熱管[17,18]，但其工作原理均基本一致。熱管散熱理如圖 1-1 所示。熱管分為蒸發(fā)段、絕熱段、冷凝段，熱源裝配于蒸發(fā)段內(nèi)處于真空狀態(tài)下，沸點極低，工質(zhì)在蒸發(fā)段蒸發(fā)吸熱，蒸汽工質(zhì)交熱量并在冷凝段冷凝，釋放熱量。而后冷凝后的工質(zhì)，在毛細力的作用下回流成一個工質(zhì)循環(huán)，周而復(fù)始將大量熱量從蒸發(fā)段帶到冷凝段。由于熱管以式進行熱量傳導(dǎo)，所以熱管的傳熱系數(shù)可到常用固態(tài)材料的幾百倍甚至純銅的傳熱系數(shù)為 401W/(m·℃)，而熱管的傳熱系數(shù)可達到 105W/(m·℃)

圖 1-2 基于熱管的多翅片風(fēng)冷熱沉冷散熱技術(shù)熱技術(shù)是基于半導(dǎo)體器件的帕爾貼效應(yīng)提出來的。體制冷片的兩端分別實現(xiàn)放熱和吸熱，在熱控系統(tǒng)熱量傳輸，從而實現(xiàn)熱控作用，原理如圖 1-3 所示ED 車燈的半導(dǎo)體制冷裝置，并實驗探究了不同強。研究結(jié)果表明，在該裝置的作用下，LED 芯片的動電流，甚至可以將 LED 芯片的溫度控制在低于冷設(shè)計的熱控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊，依靠電能的消耗可應(yīng)用也存在一些不足，目前半導(dǎo)體制冷技術(shù)的電統(tǒng)的能耗較大，限制了其應(yīng)用的場景。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王淑云;闞君武;沈黃橋;傅駿翔;溫建明;程光明;;五腔串聯(lián)壓電泵的設(shè)計制作與試驗[J];納米技術(shù)與精密工程;2012年05期

本文編號：2717362