电力电子器件及其装置的散热结构优化研究共3篇

SVG功率器件散热结构设计摘要：随着现代电力电子设备等非线性负荷大量接入电网，使电网供电质量受到严重影响。

其中，各种电力电子开关器件的大量应用和负载的频繁波动是最主要的干扰源，导致了一系列不良影响。

无功功率的存在，使得电力输电系统和重工业应用领域面临着各种各样的问题和挑战。

电力输配电面临电压波动、低功率因数以及电压失稳等问题；重工业应用，特别是快速、冲击性负载，可能导致供电网的电压不平衡、电压波动和闪变等问题。

关键词：散热结构设计svgabstract: with the modern power electronic equipment nonlinear load power grid of access, make the power supply quality have been affected. among them, the of all kinds of power electronic switching device application and load of the frequent volatility is the most main interference sources, led to a series of adverse effects. reactive power and allows for the existence of electric power transmission system and heavy industry application fields faced all kinds of problems and challenges. electricity transmission and distribution face voltage fluctuation, low power factor and the voltage stability; heavy industry application, especially fast, impact load, can lead to gongdianwang voltage unbalance, voltage fluctuations and flicker.keywords: heat dissipation structure design svg中图分类号：tu318文献标识码：a文章编号：引言：svg是当今最先进的无功补偿装置，能对动态无功负荷的功率因数校正；改善电压调整；提高电力系统的静态和动态稳定性，阻尼功率振荡；降低过电压；减少电压闪烁；减少电压和电流的不平衡。

电路连接装置的散热性能分析与优化研究摘要：本文针对电路连接装置的散热性能进行了深入研究和分析，旨在通过优化设计来提高电路连接装置的散热效果。

通过对电路连接装置中散热问题的分析，本文探讨了不同散热材料、散热结构和散热方式对散热性能的影响，并提出了一种通过优化设计来改善散热性能的方法。

该方法会在电路连接装置的设计阶段考虑散热性能，并通过合理选择散热材料和优化结构来提高散热效果。

1.引言电路连接装置的散热性能是保证电子设备正常运行及提高其可靠性的重要因素之一。

随着电子设备的功能越来越强大、体积越来越小，其内部的电路板密度也越来越高，导致散热问题变得越来越突出。

散热不良会导致电子元器件温度过高，从而降低其寿命、稳定性和性能。

因此，对电路连接装置的散热性能进行分析和优化具有重要意义。

2. 散热问题分析电路连接装置中的散热问题主要源于电子元器件的功耗产生的热量。

当功耗过高或者散热条件不佳时，热量无法及时排出，导致元器件温度升高，进而影响设备的工作效果和寿命。

因此，分析散热问题的原因和特点对于解决问题至关重要。

3. 散热材料的选择散热材料是影响散热性能的重要因素之一。

常用的散热材料包括铝、铜和石墨等。

不同的散热材料具有不同的导热系数和散热性能。

合理选择散热材料可以提高散热效果。

本文以LED照明电路连接装置为例，通过对比分析不同散热材料的散热性能，得出了最优的散热材料。

4. 散热结构的设计散热结构也是影响散热性能的关键因素之一。

设计合理的散热结构可以增加散热面积和散热通道，提高热量的排出效果。

本文通过改变散热结构的参数，如散热片的数量、尺寸和间距等，来优化散热性能。

通过数值模拟和实验验证，找到了最佳的散热结构参数。

5. 散热方式的优化散热方式也是影响散热性能的重要因素之一。

常见的散热方式包括自然对流散热、强制对流散热和导热散热等。

本文通过对比分析不同散热方式的散热效果，探讨了不同散热方式的适用范围和优化方案。

结合实际应用，选择了最适合的散热方式，以优化电路连接装置的散热性能。

电子设备散热设计研究报告摘要：本研究报告旨在探讨电子设备散热设计的重要性以及相关的设计原则和方法。

通过分析电子设备散热问题的根源和机制，我们提出了一些有效的散热设计策略，并对其进行了实验验证。

本研究报告的结果对于提高电子设备的性能和可靠性具有重要意义。

1. 引言随着电子设备的不断发展，其功耗和集成度不断提高，导致散热问题日益突出。

电子设备的散热设计对于保证设备的正常工作和延长设备寿命至关重要。

因此，深入研究电子设备散热问题，并提出有效的散热设计策略具有重要意义。

2. 散热问题的根源和机制电子设备散热问题的根源主要包括功耗损耗和热阻。

功耗损耗是指电子设备在工作过程中产生的热量，而热阻则是指热量在设备内部传递和散发的阻碍。

了解散热问题的根源和机制对于制定合理的散热设计策略至关重要。

3. 散热设计原则基于对散热问题的深入分析，我们提出了以下散热设计原则：- 提高散热效率：通过优化散热器的设计，增加散热面积和散热介质的流动速度，提高散热效率。

- 降低热阻：通过减少散热路径的长度和增加散热介质的导热性能，降低散热系统的总热阻。

- 合理布局：合理布局电子元器件和散热器，避免热量聚集和局部过热现象。

- 辅助散热手段：结合风扇、散热片等辅助散热手段，提高散热效果。

4. 散热设计方法为了实现有效的散热设计，我们提出了以下方法：- 热仿真分析：通过使用热仿真软件，模拟电子设备的散热性能，评估不同散热设计方案的效果。

- 材料选择：选择导热性能良好的材料，如铜、铝等，作为散热器的材料，提高散热效果。

- 系统优化：通过对电子设备整体系统的优化，减少功耗损耗，降低散热需求。

5. 实验验证为了验证我们提出的散热设计策略的有效性，我们设计了一系列实验。

通过测量不同散热设计方案下的温度分布和功耗损耗，我们得出了以下结论：- 优化散热器设计可以显著提高散热效率，降低设备温度。

- 合理布局和辅助散热手段可以有效避免设备局部过热现象。

浅析电子设备中功率器件的热设计与散热设计0 引言电子设备（产品）在工作过程中，随着温度达到或超过规定的温度值时，就会引起或增大电子设备的失效率，也就是过热失效。

过热失效的原因主要来自电子设备中功率器件的过热。

因此，做好电子设备中功率器件的热设计与散热设计是提高电子设备（产品）质量与可靠性的关键环节。

本文就电子设备中功率器件的热性能、功率器件热设计、散热器设计、散热技术的发展等，做进一步的研究和探讨[1]。

1 功率器件的热性能功率器件在受到来自器件本身工作时（内部）产生的热或受到器件壳体（外部）接触到的热源影响，又得不到及时地散热，就会导致功率器件内部芯片（有源区）的温度（结温）升高，使器件的可靠性降低无法正常工作。

功率器件的热性能：结温和热阻[2]。

1.1 结温。

功率器件的内部芯片有源区（如晶体管的pn结区、场效应器件的沟道区、集成电路的扩散电阻或薄膜电阻等）的温度称为结温。

当功率器件的结温温度（tj）超过其环境温度（ta）时，由温差变化形成的热扩散流，把器件芯片上的热量传递到管壳并向外散发热能，并随着器件结温与环境温差(tj-ta)的变化增大而使传热量增大。

1.2 热阻。

功率器件传递热量能力的大小称为热阻（rt），热阻（rt）的值增大时，功率器件的散热能力就减小。

热阻分为内、外热阻：①内热阻是功率器件本身的热阻，并与功率器件的芯片、外壳材料的导热率、厚度和截面积等有关。

②外热阻是功率器件外部的热阻，并与功率器件外部（管壳）的封装形式（如金属管壳的外热阻<塑封管壳）有关，而且管壳面积越大，外热阻越小。

2 功率器件的热设计功率器件热设计的目的是为了防止器件工作时所产生的温度过高，致使器件（过热引起热失效）无法正常工作。

在功率器件热设计过程中，不仅要作好器件内部芯片、封装形式和管壳的热设计，还要加装合适的散热器进行有效散热，保证器件在安全结温之内正常可靠的工作[3]。

2.1 器件的性能参数和环境参数。

电热器件中的散热结构设计与优化随着科学技术的不断发展，电热器件在各个领域中的应用越来越广泛。

然而，随之而来的问题是电热器件在工作过程中会产生大量的热量，如果不能正确地进行散热，会导致电子元件温度升高，从而影响设备的性能和寿命。

因此，电热器件中的散热结构设计与优化成为解决这一问题的重要方向。

首先，对于电热器件的散热结构设计，需要考虑散热结构的形式和材料的选择。

散热结构的形式可以包括散热片、散热管、散热风扇等。

散热片是最常见的散热结构之一，其通过增大散热表面积来提高散热效果。

而散热管是一种通过导热原理将热量从热源传导到散热片上的装置，可以用于长距离传导热量的场景。

散热风扇则通过循环空气，加速热量的传递和散发，是一种常用的主动散热方式。

其次，材料的选择也是影响散热效果的重要因素。

散热结构通常选择具有良好热导性的材料，如铝合金、铜等。

这些材料具有优异的导热性能，可以快速将热量从热源传递到散热结构上，提高散热效果。

此外，散热材料的表面也应具有较大的散热表面积，以增加热量的散发面积，进一步提高散热效率。

在散热结构的优化过程中，需要考虑的因素还包括结构的尺寸、散热面积和热阻等。

首先，结构的尺寸应该与电热器件的尺寸相匹配，既要保证散热结构能够完全覆盖热源，又要尽量减小结构的体积，以满足电热器件的紧凑设计。

其次，散热面积应尽可能地增大，可以通过增加散热片的数量或增加散热管的长度来实现。

较大的散热面积可以提高热量的散发效率，从而降低瞬时温度升高的风险。

最后，热阻也是需要进行优化的因素之一。

通过选择合适的材料和设计散热结构，可以减小热阻，提高热量的传导速度，从而达到更好的散热效果。

另外，为了进一步提高电热器件的散热性能，可以考虑采用辅助散热手段，如风冷、水冷等。

风冷是利用风扇来增加空气流动，加速热量的散热；水冷则是通过水冷板将热量传递到水冷系统中，实现低温冷却。

这些辅助散热手段可以有效地降低器件温度，提高设备的稳定性和可靠性。

电子电器设备中高效热管散热技术的研究现状及发展1. 引言1.1 背景介绍随着科技的不断发展，高效热管散热技术也在不断进步和完善。

研究人员不断探索新的材料和结构，以提高热管的散热性能。

将高效热管散热技术应用于电子电器设备中，能够有效提高设备的散热效率，延长设备的使用寿命，保证设备的高效运行。

对高效热管散热技术的研究具有重要的意义。

本文将对高效热管散热技术的原理及特点、现有分类、应用案例、研究进展以及未来发展方向进行深入探讨，以期为电子电器设备的散热提供新的思路和方法。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨电子电器设备中高效热管散热技术的研究现状及发展，了解其在提高设备散热效率、延长设备寿命、提升设备性能等方面的作用和意义。

通过对高效热管散热技术的原理和特点进行分析，总结和分类现有的应用案例，探讨该技术在电子电器设备中的实际应用情况。

通过研究该技术的研究进展和未来发展方向，为电子电器设备的散热设计提供新的思路和方法，推动该领域技术的不断创新和发展。

最终，通过对研究现状的总结和未来研究方向的展望，评价电子电器设备热管散热技术的应用价值，为相关领域的研究和实践提供参考和指导。

1.3 研究意义：高效热管散热技术在电子电器设备中具有重要的应用意义。

随着电子电器设备的智能化和功能的不断提升，设备内部的热量也在不断增加。

而过高的温度会导致设备性能下降甚至损坏，严重影响设备的稳定性和可靠性。

因此，研究高效热管散热技术，对提高电子电器设备的散热效率、延长设备寿命、提升设备性能具有重要的意义。

高效热管散热技术的研究不仅可以帮助电子电器设备厂商解决散热难题，提高产品竞争力，还可以推动技术的创新和发展。

通过不断优化散热技术，可以实现设备体积的缩小、功耗的降低，从而满足用户对设备轻薄短小、高性能、低功耗的需求。

同时，高效热管散热技术的研究还可以推动新材料、新工艺的应用和发展，促进整个电子电器行业的技术进步和产业升级。

因此，研究高效热管散热技术对提高电子电器设备的整体竞争力和推动产业发展具有重要的意义。

电力电子器件的温度保护设计要点电力电子器件作为电力系统中的重要组成部分，在高负载运行和恶劣工作环境下，容易产生过热现象，从而影响其稳定性和寿命。

因此，对电力电子器件进行合理的温度保护设计显得尤为重要。

本文将探讨电力电子器件的温度保护设计的要点，旨在提供一些设计思路和方法。

一、合理选择散热方式散热是电力电子器件温度保护设计中的关键环节。

合理选择散热方式可以有效提高器件的散热效果，从而降低器件温度。

1. 自然冷却：适用于低功率电子器件，通过器件表面与周围环境的热交换实现散热，如散热片、散热鳍片等。

2. 强制风冷：适用于高功率电子器件，通过强制空气对电子器件进行散热，如风扇、风道等。

3. 强制水冷：适用于特定的高功率电子器件，通过水冷系统对电子器件进行散热，如水冷片、水冷塔等。

二、优化散热结构设计电力电子器件的散热结构设计直接影响到散热效果。

在设计过程中需注意以下几个要点：1. 器件布局合理：合理安排电力电子器件的布局，降低热电耦合效应，避免热点集中。

2. 散热结构优化：设计合适尺寸和形状的散热结构，如散热鳍片的尺寸和间距等，以增加散热表面积，提高散热效果。

3. 优化热传导路径：通过合理选择散热材料和降低热接触热阻，优化热传导路径，提高散热效率。

三、温度监测与控制温度监测与控制是电力电子器件温度保护设计中的关键环节，可采取以下措施：1. 温度传感器：安装温度传感器，实时监测电力电子器件的温度，如热敏电阻、热敏电容等。

2. 温度控制器：根据温度变化，通过温度控制器实现对电力电子器件的温度控制，如风扇控制器、水泵控制器等。

3. 温度保护策略：当电力电子器件温度超过预设阈值时，启动温度保护策略，如降低负载电流、降低开关频率等，以保护器件不受过热损坏。

四、改善环境条件除了以上温度保护设计要点，改善环境条件也是降低电力电子器件温度的有效方法。

1. 优化安装位置：合理选择电力电子器件的安装位置，避免暴露于高温或高湿环境中。

电力电子器件散热的基本原理(1)——热传导中的“热阻”概念散热的基本原理一个工作中的电力电子器件由于种种原因本身要发热。

如何驱散掉这些热呢?人们发明了“散热器”，实际上它是一种热交换器。

把器件的发热面与散热器平面紧贴一起，热就从器件传到温度较低的散热器上，然后通过流动的空气、水或其他介质吸收散热器上的热并把它带走。

此时，我们可以看到存在着一条热流通道，它是从热源——发热的器件芯片开始到带走热的介质为止。

如果在这条热流通道中固体部分用的是高导热系数材料、流体部分又是热容高的材料，那么热就散的快，也就是热流遇到的阻力小。

这里提出了一个“热阻”概念。

如用R表示：热阻： R= (Td - Ta)/PTd是发热点d点温度、Ta是周围流动介质a点温度、P是发热点的发热功率。

在此，热流是由d点向a点流动，Td > Ta ，此时R即为d点到a点热阻。

在电力电子器件中，设芯片温度为：Tj、流动介质温度为Ta热阻： Rja = (Tj - Ta)/P当Ta为一定，发热功率P恒定时,热阻Rja 越小，芯片温度Tj也越小。

Rj-a 由三部分热阻叠加。

ⅰ，芯片到器件外壳，热阻为Rjc;ⅱ，由器件外壳到散热器，热阻为Rcs;ⅲ，散热器到周围介质，热阻为RsaRja = Rjc + Rcs + Rsa第一项由器件制造者设计决定，第二项很小，装置设计者要考虑的就是第三项：Rsa为叙述方便，先从强迫空气冷却(风冷)说起。

在风冷条件下Rsa 由以下几个因素决定：ⅰ，散热器材质的热导率越大越好;ⅱ，散热器与空气接触面面积越大越好;ⅲ，风速大比小好;但要注意的是：风机吹出的风是流体，同样遵循流体运动原理。

即前方阻力小风速就大，流量增大;前方阻力大，风速就小，流量减小，有如并联电路的欧姆定律。

所以不能用减小散热片的间距多加翅片，来单纯达到加大散热器的表面积的效果。

因为间距一小，空气阻力增加，风在间隙处很难进去。

此时，如在散热器周边没有阻挡物，大量的风就从周边通过。

电子芯片散热技术的研究现状及发展前景一、本文概述随着电子科技的飞速发展，电子芯片作为现代电子设备的核心部件，其性能不断提升，集成度日益增高，导致芯片在工作过程中产生的热量也大幅增加。

因此，电子芯片散热技术的研究与应用显得尤为重要。

本文旨在全面综述电子芯片散热技术的当前研究现状，并探讨其未来的发展前景。

文章首先回顾了电子芯片散热技术的发展历程，介绍了传统的散热技术以及近年来新兴的散热技术，如液冷散热、热管散热、散热片等。

随后，文章重点分析了当前散热技术在应用中存在的挑战和问题，如散热效率、成本、可靠性等方面的不足。

在此基础上，文章探讨了散热技术的创新方向，包括新材料、新工艺、新结构等方面的研究与应用。

文章展望了电子芯片散热技术的发展前景，认为随着科技的不断进步，未来的散热技术将更加高效、环保、智能。

随着5G、物联网等新技术的不断涌现，电子芯片散热技术将面临更多的挑战和机遇。

因此，深入研究和发展电子芯片散热技术，对于推动电子科技的持续进步具有重要意义。

二、电子芯片散热技术现状分析随着电子科技的飞速发展，电子芯片的性能不断提升，其集成度越来越高，工作频率越来越快，这直接导致了芯片内部产生的热量日益增加。

因此，电子芯片散热技术的研究与应用变得尤为重要。

当前，电子芯片散热技术主要面临两大挑战：一是如何在有限的空间内实现高效散热，二是如何降低散热系统自身的能耗。

目前，常见的电子芯片散热技术主要包括自然散热、风冷散热、液冷散热以及相变散热等。

自然散热主要依赖芯片自身材料的热传导性能，适用于低功耗、低发热量的芯片。

然而，对于高性能芯片来说，自然散热往往难以满足散热需求。

风冷散热是通过风扇强制对流来降低芯片温度，其结构简单、成本较低，但散热效率有限，且在高负荷运行时噪音较大。

液冷散热则利用液体的高导热性能，通过循环流动将热量带走，散热效率较高，但系统复杂度较高，成本也相对较高。

相变散热则利用物质在相变过程中吸收或释放大量热量的特性，实现高效散热，但其技术难度较大，成本也较高。

0引言近些年对于超级计算中心的建设与发展，已经成为作为贯彻落实“中国制造2025”战略规划精神的一项重要举措[1-3]，超级计算中心不断扩大计算集群的规模，计算机芯片功耗已经达到160W ，热流密度高达100W/cm 2，可见研制高效冷却系统，获得电子芯片更大冷却能力问题已经迫在眉睫[4-5]。

目前针对高速计算机和服务器核心器件CPU 的冷却研究主要是空气冷却、半导体冷却、热管冷却等方式[6]，随着计算机中心运行速度以及运行负荷的不断增加，电路板发热功率也在逐步增大，目前几乎所有的微型功率电路板的冷却均采用强制对流散热方式[7-8]。

但这种散热方式对于超级计算中心计算集群而言，根本没有从实质上充分降低电路元器件的工作温度，保证超级计算中心的正常运行。

本文从具体应用和未来超级计算中心发展角度出发，为本质上提高超级计算中心电子元器件的散热效果，在风冷强制散热的基础上，首次提出一种新型的空水一体散热方式，分析方案具体的可行性，同时施加多个大功率热源进行方案的换热特性的数值模拟，通过温度场等比较验证了空水一体散热方式的显著优越性，进一步研究水流速度、底板厚度对散热方案的影响规律，对散热器设计进行优化[9]。

1理论依据1.1流体力学能量守恒方程流体力学能量守恒方程在实质上就是能量守恒定律，也就是热力学第一定律.以总热量为变量的能量守恒方程不便于使用，因此，我们这里建立的能量守恒方程以温度T 为变量，表示如下：（1）将上式展开表示如下：（2）式中，T-温度；k-流体传热系数；c p -比热容；S T -流体内热源和机械能转换为热能之和。

1.2湍流流动方程描述湍流流动的方程目前有很多，本文在对湍流流动进行数值模拟时，采用标准k-ε模型，该模型是Reynolds 平均法中涡粘模型的两方程模型，表示如下：（3）式中，μt -湍流粘度；k-湍动能，ε-湍动能耗散率，当流动不可压缩并且无自定义源项时，输运方程可表示如下：（4）（5）式中，C 1ε、C 2ε、C μ、σk 、σε-模型的常数通过实验的验证，C 1ε、C 2ε、C μ、σk 、σε的取值分别为：C 1ε=1.44、C 2ε=1.92、C μ=0.09、σk =1.0、σε=1.3。

高功率电力电子器件的散热设计与优化引言：高功率电力电子器件在现代工业中扮演着举足轻重的角色。

然而，由于其工作时会产生大量热量，不良的散热设计可能会导致设备过热、性能下降甚至损坏。

因此，优化散热设计对于保证设备的稳定运行至关重要。

本文将探讨高功率电力电子器件的散热设计与优化方法，以帮助工程师们更好地理解和应对散热问题。

一、散热设计的重要性散热设计在高功率电力电子器件中尤为关键。

高功率电力电子器件通常需要承受大电流和高温度，而温度过高将会对器件的性能稳定性和寿命产生不良影响。

因此，良好的散热设计能够有效地降低温度，提高设备的可靠性和性能。

二、散热设计的原则1. 散热方式的选择在散热设计中，首先需要选择合适的散热方式。

常见的散热方式包括自然对流、强制对流和导热。

自然对流适用于小功率设备，强制对流适用于中等功率设备，而导热则适用于高功率设备。

在选择散热方式时，需要考虑设备的功率、尺寸和可行性等因素。

2. 散热材料的选择在高功率电力电子器件的散热设计中，散热材料的选择非常重要。

优良的散热材料应具备高导热性、低热阻和耐高温的特点。

常见的散热材料包括铜、铝、钢和硅胶等。

对于大功率电力电子器件，通常选择导热性能高、热阻低的铜材作为散热材料。

3. 散热结构的设计散热结构的设计是高功率电力电子器件散热设计的关键。

合理的散热结构能够提高散热效率，降低温度。

常见的散热结构设计包括散热片、散热鳍片和散热风扇等。

通过增加散热片和散热鳍片的数量和厚度，可以扩大散热表面积，提高散热效果。

三、散热设计的优化方法1. 流场模拟在散热设计过程中，通过流场模拟可以确定合适的风扇位置和散热结构设计。

流场模拟可以模拟散热风扇的风速和风向，以及流体在散热片和散热鳍片上的流动情况。

通过流场模拟，可以分析并优化散热结构，提高散热效率。

2. 热传导模拟热传导模拟是散热设计的另一种优化方法。

通过热传导模拟，可以模拟散热材料的导热性能和热阻情况。

通过分析热传导模拟结果，可以选择合适的散热材料，提高散热效果。

电力电子器件及其装置的散热结构优化研究发表时间：2019-03-14T14:17:08.297Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：叶静锋钱海峰[导读] 摘要：随着信息化时代的到来，现代信息数据中心的建设对电源的要求不断提高，高可靠性、高效率的电源技术成为了备受瞩目的关键技术。

（杭州中恒电气股份有限公司浙江杭州 310000）摘要：随着信息化时代的到来，现代信息数据中心的建设对电源的要求不断提高，高可靠性、高效率的电源技术成为了备受瞩目的关键技术。

作为电源系统的核心器件—电力电子器件及装置，必须向小型化和轻量化发展。

而电源系统的特殊工作环境和对体积、重量及寿命的更高要求使得散热问题更加严峻，这都使得电力电子器件的热结构设计问题俞显突出。

因此，电子设备散热结构的优化研究成为关键技术中的核心技术。

关键词：电力电子器件；装置；散热；结构优化一、引言电力电子设备应用范围的扩大、功能的多样化以及高温、潮湿和灰尘等严酷的工作环境，给电力电子设备的可靠性设计和下一代电子系统的热管理提出了许多新的挑战。

当处于高温环境时，电子设备的散热问题成为其关键技术。

电源系统中的电力电子器件热耗作为主要内热源，其复杂的工作模式也要求必须对其合理热设计才可保证电子产品长寿命、高可靠及稳定运行。

同时机柜对装载部件的重量、体积和寿命也有更严格的要求，因此电力电子器件和电子设备整体的热设计是影响电子设备整机可靠性的一个重要因素。

电力电子器件特征尺寸不断减小、频率不断提高和电子设备集成度的提高，必然导致电力电子器件及装置体积功率密度或面积功率密度越来越大，元器件的热失效和热退化现象更为突出。

如果电力电子器件内部的热量无法通过有效热路径散发出去，器件结温就会急剧（持续）升高，当器件实际工作结温超出了其最大允许结温时，器件性能就会降低甚至失效损坏。

电力电子器件性能的降低或损坏将会导致电路中参数变动或各种各样干扰，如电源纹波变大、电路自激振荡、电压变动、热电势变化、集成电路的传输延迟时间变化等等。

第28卷 第4期2005年12月电 子 器 件C hi nese Journal of E l ect ronD evi cesV ol.28N o.4D ec.2005S tatus o f Techniq ues o n Heat D issipatio n in Electro nic C o m po nentsL I Qin g-yo u1,W ang W e n1,ZHOU G e n-ming21.I nstitute o f Re f rigeratio n and C ryo ge nics Engine erin g,Shanghai Jiao To ng Unive rsity,Shanghai200030,China;2.Scho o l o f Me chanical and Powe r Enginee ring,Jiangs u Unive rsity o f Sc ienc e and Te chno log y,Jiangsu Zhenjiang212003,C hinaAbstrac t:W i th t h e rapi d devel opm ent of hi gh f requency,hi gh i nt egrati on of el ectroni c com ponents and the i n t egrated ci rcui t techni que,and t h e great i m provem ent of M E M S,t hei r pow er densi ty ar e si gni f i cantl y i n-creased,w hi ch l eads to hi gher t em perature envi ronm ent af f ecti ng t he perf orm ance of t hem sel ves.M ore ef-f ecti ve heat control i s requi red.T her ef ore,i t i s t he key t ech ni que i n the packi ng and f abri cati ng process that eff ect i vel y sol vi ng the probl em of heat di ssi pat i on i n el ect roni c com ponents.T h e paper su m m ed up the pri nci pl es and vari ous cool i ng m et hods t o el i m i nat i n g tem perat ure ef f ect s i n t he actual appl i cat i on.Ke y w o rds:t herm al m anagem ent;cool i ng;el ect roni c com ponentsEEAC C:0170J电子元器件散热方法研究李庆友1,王 文1,周根明2(1.上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200030;2.江苏科技大学机械与动力工程学院,江苏镇江212003)摘要:随着电子器件的高频、高速以及集成电路技术的迅速发展和M E M S(M i cro E l ectro-M echani cal System)技术的进步,电子元器件的总功率密度大幅度增长而物理尺寸却越来越小,热流密度也随之增加,所以高温的温度环境势必会影响电子元器件的性能,这就要求对其进行更加高效的热控制。

关于电力电子器件的散热分析与方案设计摘要：针对电力电子器件，在简单介绍其热路、热阻的基础上，对其散热器设计、瞬态热路与瞬态热阻进行深入分析，并提出可供参考的散热方案，为实际的设计工作提供参考借鉴。

关键词：电力电子器件；器件散热器件在通电以后，会在电力变换时消耗一定功率，进而转化成热量，使器件发热，导致器件结温变高。

对此，应重视器件散热，避免因温度升高造成失稳和失效。

1热路与热阻如果两点之间存在温度差，则热能会由高温点向低温点流动。

一般器件发热部位是半导体的内部，热量通过其外壳与散热器进入自然环境。

如果芯片单位时间内功耗放出的热和散热相等，则温度可以保持稳定，结温将保持不变。

以器件中热量发生传导的规律为依据，可以画出热量传导示意图，以及等效热回路示意图。

对于热回路图，它和电路图类似，均可借助电学模拟对热量的传输进行描述。

即可将温差视作电压，将单位时间产生的功耗视作电流，将热阻视作电阻，此时，功耗、温差、热阻三者的关系将符合欧姆定律，可表示为：（1）小功率运用条件下，通常不采用散热器，此时热阻由两部分组成，即芯片到壳体的热阻和壳体向外界的散热。

内热阻和器件所用材料、结构与工艺有直接关系，降低内热阻是设计的关键所在。

而外热阻是壳体和散热器接触热阻，由封装、界面是否平整、垫片及密封程度等决定，提高密封程度能降低接触热阻。

无论是自然冷却还是经黑化处理后的散热器，在竖直放置后，都能起到降低热阻的作用。

而强迫风冷则是减小散热器热阻常用方式，其热阻主要和空气的流动形式及风速等因素有关。

如果将液体作为主要散热介质，即液冷，则能更好的降低热阻，其散热器总体积很小，该散热方式在大功率条件下尤其适用。

2散热器设计对于散热设计，其主要任务在于以总功耗为依据，设计一个满足要求的散热装置或方式，保证芯片温度始终低于要求的额定结温。

基于此，应将器件工作特性及额定参数作为依据，对典型工况进行计算，确定避免结温超出要求的散热器及接触热阻，为选择合适的散热器提供参考借鉴。