，机械研究与应用·2016年第2期（第29卷，总第142期） doi;10. 16576/j. cnki. 10074414.2016.02.042
双基板散热器换热性能的实验研究及数值模拟
许佩佩，王飞，张浏俊，李佳德（上海新时达电气股份有限公司，上海201801）
应用与试验
摘要：实验测试及仿真计算对比研究单、双基板散热器的换热性能。结果表明，实验测试及仿真计算结采吻合较好，相对误差不超过5%；双基板散热器的换热性能优于单基板散热器，且加热功率P越大，优越性越明显，P为600W 时，双基板散热器上的温度监测点T，比单基板散热器低6°；双基板散热器上加热块的两种布置方式，换热效果相差
不大，主要区别在于基板上的温度分布，可综合考虑结构布局、安装方便等因素选择相应的布置方式。关键调：实验测试；仿真计算；双基板散热器；换热性能
中图分类号：TN312.8
文献标志码：A
文亨编号：10074414(2016)02012303
Experimental Research and Numerical Simulation on Thermal
Performance of a Double-sided Heat Sink
XU Pei-pei, WANG Fei, ZHANG Liu-jun, LI Jia-de(Shanghai Step Electric Co. ,Lid, Shanghai 201801, China)
Abstract : In this paper, experimental research and numerical simulation are conducted to investigate the thermal performance difference of a single side and a doublesided heat sink. The results show that experimental research and numerical simulation results are in good agreement, the relative error is less than 5% . The thermal performance of a doublesided heat sink is bet-ter than the single one. What's more, the superiority is greater with increasing heating power ( P). When heating power is 600 W, the temperature ( 7, ) of a doublesided heat sink is 6° lower than the single one. The thermal performance difference is not much between two installation ways of heat blocks on the doublesided heat sink. The main difference is the temperature distribution, so it is more suitable with comprehensive consideration of structure, easy installation and so on when choosing in stallation ways.
Key words : experiment; numerical simulation; doublesided heat sink; thermal performance
0引言
随着社会经济的高速发展，变频器在电梯、起重、煤矿冶金和空调等行业1的应用日益增多。由IGBT 晶体管、整流器组成的功率模块是变频器内的核心元件，同样也是系统内的主要热损耗源，并且伴随产品逐渐向高频、大功率和高集成化方向发展，设备单位面积的热流密度越来越大[}]。如果热量不能及时散出，将会严重影响功率模块的使用性能和系统可靠性，因此必须采用合理的散热方式，将功率模块产生的热量及时、有效地散至外部环境中，
目前IGBT等功率模块常用的散热方式包括风冷、热管和液冷散热等。热管散热具有导热性好、温差小等优点，但加工困难、成本高[3]：液冷散热效率高、模块化强，但需要增设复杂的循环系统，且存在冷却介质泄露的风险[4]；风冷散热相对散热能力弱，噪音大，但其具有实现简单且成本低的优点，因此在实际工程中具有广泛的应用[3]。
强制对流风冷是风冷散热中最普遍的散热方式，股是将功率模块与散热器紧密接触，将热量传导至
*收稿日期：2016-03-07
散热器，再依靠风扇转动形成强制对流，将散热器上的热量传导至周围环境中达到散热目的。白敏丽等人利用STAR-CD软件探究了散热器翅片厚度、间距以及气流速度对流动及传热特性的影响，并实验测试了气流速度2.75m/s的工况；陆正裕等人研究了整体平直翅片与分段式平直翅片两种散热器在不同加热功率、不同流速下的换热系数，结果表明在其他条件相同的情况下，分段式平直翅片散热器的换热系数更大[7]；程鹏等人利用ANSYS软件模拟了树权型新型肋片散热器的换热效果，结果表明较传统型散热器换热效果有一定的改善，但加工困难、成本高" 目前诸多研究都是基于增大散热器翅片的换热面积展开的，但此种新型散热器一般都结构复杂、加工困难、成本高。
提出一种双基板散热器，其加工简单、成本低，并
可双面安装功率模块，可减少安装空间，达到结构紧凑、节约成本的目的。采用实验测试和仿真计算的方法，研究不同加热功率条件下，单、双基板散热器的换
作著简介：许佩佩(1989-），女，江苏镇江人，工程师，主要从事电气设备的热设计方面的工作，
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