車(chē)用電控設備（50w）散熱器的設計與測試

　?。?）鰭片厚度?？刂破鞴ぷ髟谄饎?dòng)狀態(tài)時(shí)，功率管的瞬態(tài)電流較大，因此控制器有較大的瞬態(tài)熱沖擊，要求散熱底板鰭片有足夠的厚度。當鰭片的形狀固定，厚度及高度的平衡變得很重要，特別是鰭片過(guò)厚而高度不夠時(shí)，會(huì )造成前端傳熱的困難，使得散熱片即使體積增加也無(wú)法增加效率。散熱片過(guò)薄而高度變短時(shí)，增加了表面積但會(huì )使散熱片的體積減小而造成散熱能力下降。根據參考值，鰭片厚度設計為4mm，拔模角為3

　?。?）由于功率管在控制器散熱底板上不是完全均布，為保證有效散熱，在功率管較為集中的地方盡量多分布散熱鰭片。

　?。?）根據對流換熱的基本公式知，盡可能增加散熱底板的散熱表面積，可以有效增加散熱底板的散熱能力，可以通過(guò)在鰭片表面增加波紋齒的情況下有效增加散熱底板的散熱表面積。但考慮到熱傳導和風(fēng)阻的影響，波紋齒的深度不超過(guò)0.5mm為宜。

　　綜合考慮以上情況并結合PCB驅動(dòng)板及控制器整體形狀，散熱底板設計如圖3所示。

　　3 散熱器熱仿真與試驗分析

　　3.1 仿真結果

　　對設計的散熱器，按如下條件進(jìn)行CAE建模仿真：

　　按總熱耗功率80W，將熱耗功率平均分布在散熱器上進(jìn)行仿真，每次仿真熱監控點(diǎn)：2個(gè)（PCB板。散熱器中心位置各一個(gè)），當散熱器中心位置的溫度變化在30min不超多l℃時(shí)，認為散熱器達到熱平衡，仿真結束。通過(guò)仿真結果如表2：

　　3.2 試驗結果

　　通過(guò)實(shí)驗測得在80W，55W，30W的功率下，散熱器中心平衡溫度的溫升分別約為73℃.54℃.27℃，PCB板中心溫度的溫升分別約為72℃.55℃.37℃如圖4.

　　4 結論

　　通過(guò)比較仿真與測試實(shí)驗的溫升數據比較，它們的溫升差異不大，且在無(wú)風(fēng)的狀態(tài)下溫升不超過(guò)90℃。同時(shí)，考慮到控制器的安裝位置。環(huán)境溫度。工況因素等，可知散熱器中心溫度達到110℃左右屬于很正常的情況，而此時(shí)功率管外殼溫度起碼有120℃，離它的工作極限溫度160℃（此時(shí)漏極電流會(huì )顯著(zhù)減?。┻€有一定適當距離，因此散熱器設計是比較合理的。