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热管散热器在电力电子器件中的应用
Application of the Heat Pipe Radiator for the Electronic Devices
樊小朝1 史瑞静2 1.华北电力大学河北保定071003；2.保定科技职业学院河北保定071000
【摘要】传统散热器在散热能力上已很难满足电力电子元件工作频率和集成度不断提高其散热量急剧增加的要求，这将严重影响设备运行的稳定性，本文根据热管的工作原理，建立了热管应用于散热器的传热模型，分析了热管散热器的散热能力和安装、布置、运行等方面上的优势，新型热管散热器具有很好的应用前景。
【关键词】热管散热器电子器件传热模型
【中图分类号】TK172.4
0 引言
电力电子元器件工作参数和集成度不断提高，其单位发热量急剧增加。目前二极管的额定值电压为2500 伏，电流为1600 安，而晶闸管参数已发展到超过2500 伏和1000 安，其热流密度也就是所要求的散热量常常会达到50W ／ cm2，有时甚至会高达
200w ／ cm2［1-2］。由于传统的采用单相流体强制风冷的散热器在散热量、体积、重量等诸多方面已不能满足要求，而采用热管技术的热管式散热器对各种电力电子设备或装置则具有很强的适应性，其散热能力强，最高散热功率已经达到200W/cm2，且在结构形状和尺寸设计上更加灵活，相对于传统散热器具有很大优势［3-4］。
1 热管技术工作原理
热管技术从1963 年出现以来逐渐在工业、农业、交通运输等方面得到了广泛的应用。不同的热管在结构上有很大的差异， 但一般情况下都由管壳、吸收芯和工质三部分组成（如图1）。热管在工作时，一端为蒸发端，另外一端为冷凝端。当热管一端受热时，毛细管中的液体会迅速蒸发，在微小的压力差下蒸汽会流向另外一端， 并且释放出热量，重新凝结成液体。液体再沿多孔材料，并且利用热毛细力的作用流回蒸发段，如此连续循环下去。应用这种方式可以用极快的速度将热量从热管的底部传到热管的顶部， 避免了热量在发热部位堆积，将热量均匀散发到各翅片上，从而使得电子元器件能够正常工作，其使用寿命得到延长。 |
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