某高热流密度冷板的设计与优化.pdf

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1、第30卷第4期电子机械工程Vo1．30．No．42014年8月Electro-MechanicalEngineeringAug．2014某高热流密度冷板的设计与优化朱斌，沈军，魏涛(南京电子技术研究所，江苏南京210039)摘要：某吸收电阻模块发热功率大且热流密度高，冷却系统的设计既是重点也是难点，冷却系统的好坏直接关系到模块能否正常工作。文中探讨了某高热流密度与大发热功率并存的散热问题，选择强迫液冷作为其冷却方式。通过仿真分析对冷板结构进行不断的优化，通过增加散热齿并改变散热齿结构，使冷板满足器件散热需求。运用ANSYS模拟了冷板盖板不同结构形式的密封性能，通过采用有筋的不锈

2、钢盖板，可取得良好的密封性能，缩短冷板h_r-周期并降低成本。装机后对该冷板的实物测试证明了该冷板的可行性。关键词：热设计；冷板；Icepak；仿真分析中图分类号：TK124文献标识码：A文章编号：1008—5300(2014)04-0015-04DesignandOptimizationofaColdPlatewithHighThermalDensityZHUBin，SHENGJun，WEITao(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology，Nanfing210039，China)Abstract：Theresistance

3、modulehaslargepowerandtooconcentratedheatconsumption．Thedesignofthecoolingsystemforthemoduleisbothimportantanddificult．Thequalityofthecoolingsystemisdirectlyrelat—edtotheworkofthemodule．Themodulewithbothgreatthermaldensityandlargepowerisdiscussedinthispaper．Theforcedliquidcoolingischosenasit

4、scoolingmethod．Thenconstantoptimizationforthedesignofthecoldplateiscarriedoutbysimulation．Byaddingheatdissipationteethandmodifyingtheirstructures，theheatdissipationdemandsofthecoldplatearesatisfied．ANSYSisusedtosimulatethesealingperformanceofthecoldplatewithdifferentstructuresandforms．Byadop

5、tingstainless—steelcoverplatewithstiffeners，goodsealingperformanceisobtainedandthemanufacturingcycleandcostofthecoldplatearereduced．Afterin-stallation，theprototypetestofthecoldplateindicatesitsfeasibility．Keywords：thermaldesign；coldplate；Icepak；simulationanalysis热流密度468W／cm，发热功率375W，总发热功率引言3

6、000W的散热要求。随着电子技术的发展，电子元器件的散热问题愈发1问题描述突出。描述散热问题可以归结为热流密度和发热功率。高热流密度问题可以通过微通道冷板，冲击射流，相某项目在12kW固态前级放大机柜中安装32只变换热等手段解决j，其热流密度可达到500W／cm，全反射吸收电阻，用于吸收全反射条件下12kW射频但这些手段局限于单个器件发热功率不太高的前提条功率，将射频功率全部转化为热量，最终通过水冷冷板件(文献中单个器件最大发热功率150W)。在实际将热量带走。工作中经常遇到高热流密度与大发热功率并存的问根据吸收电阻产品手册说明，当电阻壳温大于100oC题，此时解决单纯高热流密

7、度的措施已不能解决大发时，其吸收功率将会呈直线下降，导致射频功率不能完热功率并存的问题。本文针对某项目实际需要，利用Icepak软件辅助设计水冷冷板，使冷板满足单个器件全被吸收，一部分射频功率会反射到功率管，造成功率收稿日期：2014—03—23·15·