高功率半导体整流管芯片散热效率计算仿真

为了保证芯片性能,避免芯片受损,对高功率半导体整流管芯片散热效率进行计算和仿真研究。通过有限体积法进行热计算,利用质量守恒方程、能量守恒方程以及动量守恒方程对热传递问题进行描述,确定高功率半导体整流芯片边界条件,给出散热效率计算公式。在恒温室的防风罩中进行测试,依据模型和边界条件,通过ANSYS参数化编程语言APDL构建高功率半导体整流芯片三维有限元模型,分析芯片散热情况。研究平行排列微通道、正交网络结构、螺旋环绕结构和树枝分形结构微通道下芯片散热效率。向有限元模型整流管芯片主体施加热载荷,获取不同基板材料的温度分布情况,得到不同基板材料下芯片散热效率。结果表明,高功率半导体整流管芯片微通道应选用树型结构,基板材料应选择Cu/Si C复合基板。     

高功率半导体激光器阵列远场光束特性研究

为研究高功率半导体激光器阵列(HLDA)远场光束分布和传输特性,基于亥姆霍兹方程的远场解,提出HLDA的远场分布模型.实验表明:测试数据与理论模型吻合很好,在95%能量分布区域内,HLDA理论模型拟合测量数据的误差小于5%.基于该理论模型,仿真分析了HLDA光束截面光强分布、传输中心轴光强分布、光束束宽等特性.     

散热方式影响半导体制冷效率的实验研究

通过几种散热方式对半导体制冷元件热端散热效果的比较,证明了可通过改善传热条件来提高半导体的制冷效率。     

高功率矩形微波反应器加载圆柱形负载的仿真优化

利用高频电磁仿真软件HFSS 13对加载圆柱形负载的高功率矩形微波反应器进行建模仿真,计算馈口夹角及距离、负载材料、尺寸及位置对微波反应器加热效率的影响,获得各设计参数与反射功率之间的关系,分析得出优化高功率矩形微波反应器加热效率的普适结论.基于优化结论,选取各优化参数重新进行建模仿真.仿真结果显示,加热负载为粉煤灰和玻璃时微波吸收效率最高分别可达98.5%和95.3%.     

用于高功率半导体激光器列阵散热的微通道热沉的研制

理论分析了微通道热沉的热阻的组成,采用微机械加工技术和铜直接粘接技术(DBC)制作了冷却大功率半导体激光器列阵的5层结构的无氧铜微通道热沉;通过测试,用其封装的808 nm线阵二极管激光器准连续输出功率达38.5 W,无氧铜微通道热沉热阻为0.645℃/W,热沉的表面温度均匀性好,能有效散热,满足散热要求.     

华虹NEC联姻宏力半导体：芯片产业结构调整？

在全球半导体产业滑入低谷之际,位于上海浦东的张江高科技园区却“热闹”异常——继上海贝岭入股先进半导体、大唐控股参股中芯国际之后不久,华虹NEC与宏力半导体的“联姻”,成为国内半导体企业“携手过冬”的又一经典案例。     

基于电热模拟法的芯片热管散热器传热研究与仿真

运用电热模拟法对一种热管式芯片散热器的各项传热热阻进行分析,建立了该热管散热器在强制风冷条件下的电网络传热模型,导出了总传热能力的理论计算公式;运用CFD软件ICE-PAK对某一设计计算实例进行仿真,模拟结果与理论值基本吻合,验证了所建电网络模型的基本合理性。     

"半导体集成化芯片系统基础研究"项目申报指南

“半导体集成化芯片系统基础研究”是国家自然科学基金委员会组织实施的重大科学研究计划．其宗旨在于，以超过当前国际微电子生产水平2至3代的芯片系统（SOC：system on chip）需要解决的重要科学问题为研究对象，开展广泛、深入的基础研究．为我国2005年至2010年及其后的微电子科技与IC产业发展提供解决关键问题的科学方法．从而促进我国电子信息工业高速、持续地发展。     

功率半导体器件风冷散热器热阻计算

基于散热器工作过程分析,提出一种新型的计算功率器件用散热器热阻的计算方法。计算过程中,先将散热器的传热过程分为体内传热过程和表面散热两部分,然后详细分析了每一过程,并给出描述每一散热过程的基本公式。最后利用散热器厂家给出的实测热阻曲线进行验证。计算结果表明,这种计算散热器热阻的方法具有简单、快捷、准确的特点。     

基于半导体制冷的动力锂电池包散热优化

为提升动力锂电池包的散热性能和能量密度,基于半导体制冷方案,提出一种多目标优化设计方法,对动力锂电池包的排布间距和半导体制冷量进行优化设计。基于建立的半导体制冷方案的热分析模型,采用拉丁超立方试验及径向基函数(radial basis function, RBF)、响应面法(response surface methodology, RSM)、Kriging代理模型方法建立最高温度、最大温差及间距体积的近似模型。以最大温差和间距体积为目标,最高温度为约束建立电池包散热优化模型,运用多目标遗传算法(multi-objective genetic algorithm, MOGA)进行寻优求解,并通过实验验证优化方案仿真结果的可靠性。优化后仿真结果表明：电池模组间距体积减小了32.42%,最大温差降低了13.64%,最高温度降低了0.53%,该方法显著地提升了电池包的散热性能和能量密度。     

用于高功率半导体激光器列阵 散热的微通道热沉的研制

行政不作为的实质,是懈怠行政职责。它有行为状态和事实状态两种情形。行政不作为的形式,除传统理论归纳的拒绝、迟延、不予答复以外,还应当包括未作为、假作为和弱作为等3种形式。行政不作为的违法性,既可以表现为行为的违法,也可以表现为结果的违法。     

基于半导体制冷的大功率LED温度控制系统

采用半导体制冷技术对大功率LED主动散热,设计并搭建了以微控制器(STC89C52)和半导体制冷器(TEC1-12703)为核心的大功率LED温度控制系统,实现了温度的测量、显示、设置及控制。该温控系统的控制部分输出不同占空比的PWM波,控制半导体制冷片驱动电流的大小,从而达到不同的制冷效果,完成温度控制。实验结果表明,当环境温度为22~25℃时使用该系统对7×3 W的LED模组进行温度控制,可使LED模组的基板温度稳定在40~70℃。LED基板的上、下极限温度分别设置为64℃和65℃时,实际制冷所消耗的功率只有LED工作功率的27%。该系统制冷速度可达14℃/min,温度波动仅为±0.5℃,满足LED散热的需要。     

雷达关节的被动散热方法研究

针对天线雷达系统中大功率关节热量难以导出、散热难的问题,根据被动式散热理念,将传统的风冷与液冷散热相结合,设计出一个被动式散热装置,该装置直接外挂在大功率器件上,可自主将器件的热量导出并散掉,无须外接电源,无噪声、安全可靠。经计算及实验测得,该装置可持续且稳定地散掉250 W/cm²热量,大大简化了设备数量并提高了系统的可靠性。     

非同型热机的非线性响应关系及其最大功率对应的效率?

现有的典型热机模型均表现出同型性:对于循环热机而言,热机的工质与高温热库和低温热库之间的热交换规律具有相同的函数形式;对于自治热机来说,正向速率流和逆向速率流遵从相同的函数形式满足这类条件的热机被称为同型热机.本文提出非同型热机的概念,着重研究非同型循环热机,即热机的工质与高温热库和低温热库之间的热交换规律具有不同的函数形式,并导出这类热机的非线性响应关系:J_m=LA[1+ΛλA-δ(1+λ~2)/2A]+O(A~3),其中J_m和A分别是热机的机械流和亲合力,L和Λ与一阶和二阶昂萨格系数相关,λ和δ分别代表热机的非对称度和非同型度.本文导出非同型循环热机最大功率对应的效率为ηmaxP=ηC/2+η~2/8+2λ(1-Λβξ)+δ(1+λ~2)βξ/16η_C~2+O(η_C~3),其中ηC代表卡诺效率,β是加权逆温度,ξ是流过热机的热流的特征能量.由此可见,最大功率时热机取普适效率(ηC/2+η_C~2/8)的充要条件为2λ(1-Λβξ)+δ(1+λ~2)βξ=0.这表明非同型循环热机不满足现有文献中热机最大功率对应效率存在普适性的充分条件.     

计算机CPU芯片散热技术研究

分析当前计算机CPU芯片散热的主要技术及其特点.结合具体的设计实例,采用温度数值模拟软件对之进行模拟分析,得到CPU芯片散热器性能随着其结构尺寸变化的规律,为提高CPU散热性能研究提供参考.     

The entransy dissipation minimization principle under given heat duty and heat transfer area conditions

Under given heat duty and heat transfer area conditions, the equipartition of the entransy dissipation (EoED) principle, the equipartition of the temperature difference (EoTD) principle, and the equipartition of the heat flux (EoHF) principle are applied to the optimization design of a heat exchanger with a variable heat transfer coefficient. The results show that the difference between the results obtained using the EoED and EoTD principles is very small, far smaller than that between the results obtained using the EoED and EoHF principles. The correct entransy dissipation minimization principle is chosen to optimize the parameters in the hot and cold fluids in a two-fluid heat exchanger, under given heat duty and heat transfer area conditions. The results indicate that the proper choice of the two alternative fluids has an important role in the successful application of the entransy dissipation minimization principle. The fluid that could improve the total heat transfer coefficient should be chosen, or the fluid that makes the temperature profiles of the hot and cold fluids parallel and decreases the temperature difference between the hot and cold fluids after optimization simultaneously, could be the proper one.     

滑坡极限分析与塑性耗散功率

基于塑性力学和极限分析理论，研究了岩土体的体积塑性耗散功率和面积塑性耗散功率，并以平动性滑坡为例，给出了滑坡体塑性耗散功率和安全因子的计算方法．