摘要：阐述利用热阻网络对高性能半导体贴装设备温控系统进行应用分析,通过热阻网络的构建能够快速评估出温控台隔热性能、降温速率等性能,给出有效的设计指导建议。通过仿真验证,显示优化后的温控台散热性能均达到设计指标要求,且与热阻网络分析结果接近。利用热阻网络分析方法可快速收敛设计方案。

摘要：提出了一种基于热阻网络的叠层芯片结温预测模型,该模型根据芯片内各组件的尺寸和热导率计算出对应的热阻,同时考虑了接触热阻和热量耦合效应,从而得到每层芯片在不同功耗情况下的结温预测值。在一个三芯片堆叠结构中,使用提出的方法对芯片结温进行预测,并与ANSYS仿真软件结果作比较,发现结温预测值的相对误差均小于4.5%。因此,该模型仅需根据芯片结构和材料参数,便可快速精确地估算出芯片在不同工作环境下的结温值。

摘要：设计了一种新型的微量进给机构,以"螺母旋转式滚珠丝杠副"为主要传动部件,丝杠和螺母分别由两个电机驱动并同向旋转,其运动合成微量进给,研究在不同电机速度组合下该新型微量进给机构的温度场及丝杠热伸长变化情况。基于传热学理论以双驱动进给系统为研究对象,利用热网络法建立该系统的热平衡方程组,获得温度场分布模型,结合机械热变形理论,用所建立的温度场模型预测双驱动滚珠丝杠的轴向热误差。得到双驱动微量进给机构随螺母、丝杠速度变化的温度场及丝杠热伸长模型,并通过实验验证了所建立模型的准确性。

摘要：热阻网络是在扩展传统内热阻定义的基础上,将计算机模拟的全模型采用优化方法简化而得到的。该方法继承了全模型可预测在各种工作环境下的芯片结温的优点。在分析半导体器件内热阻的基础上,提出了一种新的独立于边界条件的热阻网络模型,并运用表面响应法,建立VCM(Valid Chip Model)的热阻网络模型。通过验证,该模型具有很高的精确度,适用于复杂的系统级热设计。

摘要：热管堆用高温热管的设计是存在约束的多目标优化问题,本文旨在实现高温热管的快速多目标设计优化。针对高温热管,考虑干道、槽道、丝网、烧结等吸液芯,基于改进热阻网络法,采用非支配遗传算法Ⅱ对热阻和毛细质量流量进行优化。结果表明,热管性能与工质和吸液芯有关,圆形和矩形干道采用工质钾更佳,三角槽和烧结纤维采用工质钠更佳;钠热管中热阻性能优劣依次为环形干道、丝网、矩形槽、烧结颗粒、烧结纤维、三角槽、圆形干道、矩形干道,流量性能优劣依次为环形干道、丝网、烧结颗粒、矩形槽、矩形干道、圆形干道、三角槽、烧结纤维;在800~950 K范围内,工作温度提升导致除环形干道外热阻减小89.9%以上,流量增加320.8%以上,环形干道中热阻减小93.5%,但流量减小8.8%。本研究可为核反应堆高温热管设计优化提供参考,提升高温热管性能。

摘要：利用热电发电器(TEG)进行温差发电是LNG冷能利用的方式之一,而目前低温下热电材料塞贝克系数研究的缺失给低温TEG的设计带来了障碍。因此,本文提出一种通过TEG模块的实验得到低温下该模块所用热电材料(α)的测量方法,并测试了热电材料Bi_(2)Te_(3)在90~180 K温度范围内的α。结果表明:Bi_(2)Te_(3)在低温下的α随温度的降低而减小,温度从180 K降至90 K,α从124.6μV/K降至49.3μV/K,且与温度成二次函数关系。

摘要：以75kVA三电平背靠背变流器为对象,先对包括功率母线在内的热源进行分析计算,而后给出了系统的等效热阻网络,并根据热阻网络为变流器设计了基于强迫风冷的散热系统。接着在建立该变流器三维几何模型的基础上用计算流体动力学有限元软件对其进行模拟仿真,分析了母线功耗、器件功耗和风机风量对变流器内热分布的影响规律,并提出了通过配置进风口开孔率和活动挡风板改进散热的措施。最后结合变流器实验装置,利用红外测温仪对带载稳定运行的变流器测试,进行实验验证。实验结果和仿真结果的对比表明,所设计的散热系统可以满足变流器的散热要求,同时各半导体器件散热均匀。所提出的散热设计方法和优化措施,对其他变流器的散热设计有一定的借鉴意义。

摘要：为解决控制器功率器件过温失效问题,需要对IGBT的PN结温度进行实时精确估计。设计全阶状态观测器对IGBT的结温进行实时估计,并综合考虑电、热参数的相互影响,采用闭环控制实现结温的估计修正;根据双脉冲测试原理搭建IGBT动态特性离线测试平台,研究导通电流、母线电压、结温对IGBT损耗的影响,采用线性插值法推导IGBT损耗的数学模型;根据热-电比拟理论建立热网络模型,搭建热阻测试平台获得温度与瞬态热阻变化曲线;基于IGBT热网络模型推导各温度节点的状态方程,针对开环估计方法估计精度差的问题,设计全阶状态观测器,利用观测器输出壳温和实测的壳温之间的误差对结温估计值进行实时修正。搭建基于Matlab\Simulink的仿真平台,验证了IGBT结温估计的有效性和准确性;搭建结温预测实验平台,采用热敏参数法对结温状态观测器进行验证。仿真和实验结果表明,估计的结温能够很好地跟踪实际值,验证了提出方法的准确性。

摘要：为了实现热管冷却核反应堆系统(简称热管堆)的自动运行控制,对反应堆功率自动控制方法进行研究。以MegaPower热管堆为例,采用集总参数思想进行研究。首先,对热管堆堆芯进行等效处理,并对热管换热器主要参数进行设计、计算。然后,应用点堆模型和热阻网络法建立热管堆系统的动态模型,从而进行反应性扰动和超临界CO_(2)(SCO_(2))流量扰动下热管堆的动态特性仿真与分析。从快速满足负荷需求并保持SCO_(2)布雷顿循环安全、稳定运行的要求出发,以负荷跟踪和保持换热器出口SCO_(2)温度恒定为控制目标,设计了以需求功率计算为核心的控制算法。分别对不同扰动作用下负荷跟踪的控制效果进行了仿真试验。试验结果表明,采用所设计的反应堆功率自动控制算法可以显著改善系统的动态性能。

摘要：热电能量转换系统可实现热能和电能的直接转换。在一个完整的热电系统中,热电器件与冷热端换热器组成热阻网络,该热阻网络与冷热源之间的换热对系统性能具有决定性影响。该文从网络节点间的耦合传热关系出发,分析了外部换热对系统内部温度分布的影响,得到了实际热环境中热电系统输出性能的近似理论表达式。在此基础上,该文建立了外部换热条件与系统峰值输出功率的直接关系,并提出一套热电能量转换系统设计策略,可用于热电发电系统的快速设计。