一种航天周期性工作热源的控温装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种航天周期性工作热源的低功耗高精度控温装置，属于航天领域周期性工作热源的温度控制技术领域，尤其适用于周期性工作热源工作时间短、不工作时间长的情况。由热电制冷器、相变热管、散热板、温度传感器、控制电路组成。热电制冷器的冷面与热源连接，热面与相变热管的一端连接，相变热管的另一端与散热板连接。热电制冷器、控制电路与粘贴在热源上的温度传感器组成的主动控温回路根据热源温度决定热电制冷器正向工作制冷或反向工作制热。本发明专利技术具有功耗低，散热面积小的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种航天周期性工作热源的低功耗高精度控温装置，属于航天领域周期性工作热源的温度控制
，尤其适用于周期性工作热源工作时间短、不工作时间长的情况。
技术介绍
周期性工作热源的特点是每个周期仅工作一段时间，其余时间为不工作。航天领域的很多周期性工作热源等对温度稳定性要求非常严格，如相机的CCD器件，其发热密度大，热容小，不控温的情况下其工作和不工作时的温度波动可达几十度，而CCD器件工作时温度波动过大会增大暗电流和热噪声从而降低光电转换的能力，导致信噪比降低，影响图像质量，因此需要对周期性工作的热源进行高精度的控温。现有航天周期性工作热源的高精度控温技术主要有以下两种：最常见的方案为热管+加热回路+散热板方案，其一般原理如下：采用普通槽道热管将热源与散热板连接起来，当热源工作时，热源热量通过热管传递至散热板上，散热板通过辐射换热将热量排散到热沉中，从而实现对热源的被动制冷。当热源不工作时，通过布置在热管上的控温回路进行补偿控温，给散热通道提供相当于热源工作时的热量，从而确保热源的温度恒定。这种技术在热源不工作时需补偿大量的功耗以维持热源的温度水平，使系统周期平均热控功耗大，对某些一个周期内工作时间远小于与不工作时间的热源尤其如此。热电制冷器控温方案：采用热电制冷器对热源进行制冷控温，制冷器热面通过热传导或热辐射将热量传递至热沉。由于热电制冷器热面对散热要求苛刻，单纯采用热电制冷器极易出现冷、热面温差较大，制冷系数很低的情况，使得散热面积大，热源不工作补偿功耗也较大，因而系统周期平均热控功耗大。由以上分析知现有的航天周期性工作热源的高精度控制技术主要存在周期平均热控功耗高，散热面积大的缺点。对于在轨主要靠蓄电池来调节能量供应的卫星而言，周期平均功耗是衡量设备在轨能耗大小的一个主要指标，周期平均功耗越大，意味着卫星有效载荷的越少。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种周期平均热控功耗低、散热面积小的航天周期性工作热源的高精度控温装置。本专利技术的技术解决方案是：一种航天周期性工作热源的控温装置，该装置包括控制电路、热电制冷器、相变热管、温度传感器和散热板；热电制冷器的冷面与热源贴合，热电制冷器的热面与相变热管的一端贴合，相变热管的另一端与散热板贴合；上述的贴合处均形成贴合面，贴合面上均填充有导热填料，以减少接触热阻；温度传感器与控制电路之间通过导线或电缆连接，热电制冷器与控制电路之间通过导线或电缆连接；所述的导热填料为导热硅脂、导热硅胶或导热绝缘垫；温度传感器采用硅橡胶粘结在热源上；所述的热电制冷器中的热电材料为优值系数较高的材料，优选碲化铋材料；所述的相变热管采用相变特性较好的材料，相变热管采用石蜡类相变材料，优选正十二烷、正十四烷、正十六烷或正十八烷；所述的散热板均采用导热性能良好的材料制成，散热板铝合金材料制成，优选铝合金6063，对面积较大的散热板可采用在其上布置正交铝氨槽道热管的方式增强其均温性能；散热板的散热面上涂敷有散热涂层，所述的散热涂层为OSR片或白漆。工作过程：周期性工作热源工作时，热源温度开始上升，当控制电路检测到温度传感器的温度高于设定值时，控制电路会发指令让热电制冷器正向加电工作，将热量从热电制冷器的冷面传递到热电制冷器的热面，从而实现对热源的制冷控温，同时热量经热电制冷器的热面传递到相变热管内，相变热管将一部分热量通过固液相变贮存起来，将另一部分热量传递至散热板上；周期性工作热源不工作时，热源温度开始下降，当控制电路检测到温度传感器的温度低于设定值时，控制电路会发指令让热电制冷器反向加电工作，将热量从热电制冷器的热面传递到热电制冷器的冷面，实现对热源的制热控温；所述的从热电制冷器的热面传递到热电制冷器的冷面的热量包括相变热管发生相变时释放的能量和给热电制冷器输入的电能。一种航天周期性工作热源的控温装置，该装置包括控制电路、热电制冷器、相变热管、温度传感器、散热板和微型热管；热电制冷器的冷面与热源贴合，热电制冷器的热面与微型热管的一端贴合，微型热管的另一端与相变热管的一端贴合，相变热管的另一端与散热板贴合；上述的贴合处均形成贴合面，贴合面上均填充有导热填料，以减少接触热阻；温度传感器与控制电路之间通过导线或电缆连接，热电制冷器与控制电路之间通过导线或电缆连接；所述的导热填料为导热硅脂、导热硅胶或导热绝缘垫；温度传感器采用硅橡胶粘结在热源上；所述的热电制冷器中的热电材料为优值系数较高的材料，优选碲化铋材料；所述的相变热管采用相变特性较好的材料，相变热管采用石蜡类相变材料，优选正十二烷、正十四烷、正十六烷或正十八烷；所述的散热板均采用导热性能良好的材料制成，散热板铝合金材料制成，优选铝合金6063，对面积较大的散热板可采用在其上布置正交铝氨槽道热管的方式增强其均温性能；散热板的散热面上涂敷有散热涂层，所述的散热涂层为OSR片或白漆；所述的微型热管采用外形小而传热性能良好的热管，微型热管采用铝氨槽道热管，优选5mm×3.4mm工字形铝氨槽道热管或5mm×4mm矩形铝氨槽道热管；工作过程：周期性工作热源工作时，热源温度开始上升，当控制电路检测到温度传感器的温度高于设定值时，控制电路会发指令让热电制冷器正向加电工作，将热量从热电制冷器的冷面传递到热电制冷器的热面，从而实现对热源的制冷控温，同时热量经热电制冷器的热面传递到微型热管，热量再通过微型热管传递到相变热管内，相变热管将一部分热量通过固液相变贮存起来，将另一部分热量传递至散热板上；周期性工作热源不工作时，热源温度开始下降，当控制电路检测到温度传感器的温度低于设定值时，控制电路会发指令让热电制冷器反向加电工作，将热量从热电制冷器的热面传递到热电制冷器的冷面，实现对热源的制热控温；所述的从热电制冷器的热面传递到热电制冷器的冷面的热量包括经过微型热管传输的相变热管发生相变时释放的能量和给热电制冷器输入的电能。一种航天周期性工作热源的控温装置，该装置包括控制电路、热电制冷器、相变热管、温度传感器、散热板和微型热管；热电制冷器的冷面与微型热管的一端贴合，微型热管的另一端与热源贴合，热电制冷器的热面与相变热管的一端贴合，相变热管的另一端与散热板贴合；上述的贴合处均形成贴合面，贴合面上均填充有导热填料，以减少接触热阻；温度传感器与控制电路之间通过导线或电缆连接，热电制冷器与控制电路之间通过导线或电缆连接；所述的导热填料为导热硅脂、导热硅胶或导热绝缘垫；温度传感器采用硅橡胶粘结在微型热管上；所述的热电制冷器中的热电材料为优值系数较高的材料，优选碲化铋材料；所述的相变热管采用相变特性较好的材料，相变热管采用石蜡类相变材料，优选正十二烷、正十四烷、正十六烷或正十八烷；所述的散热板均采用导热性能良好的材料制成，散热板铝合金材料制成，优选铝合金6063，对面积较大的散热板可采用在其上布置正交铝氨槽道热管的方式增强其均温性能；散热板的散热面上涂敷有散热涂层，所述的散热涂层为OSR片或白漆；所述的微型热管采用外形小而传热性能良好的热管，微型热管采用铝氨槽道热管，优选5mm×3.4mm工字形铝氨槽道热管或5mm×4mm矩形铝氨槽道热管；工作过程：周期性工作热源工作时，热源温度开始上升并带动微型热管的温度上升，当控制电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航天周期性工作热源的控温装置，其特征在于：该装置包括控制电路(1)、热电制冷器(2)、相变热管(3)、温度传感器(4)和散热板(5)；热电制冷器(2)的冷面与热源(6)贴合，热电制冷器(2)的热面与相变热管(3)的一端贴合，相变热管(3)的另一端与散热板(5)贴合；温度传感器(4)与控制电路(1)之间通过导线或电缆连接，热电制冷器(2)与控制电路(1)之间通过导线或电缆连接，温度传感器(4)采用硅橡胶粘结在热源(6)上。

【技术特征摘要】
1.一种航天周期性工作热源的控温装置，其特征在于：该装置包括控制电路(1)、热电制冷器(2)、相变热管(3)、温度传感器(4)和散热板(5)；热电制冷器(2)的冷面与热源(6)贴合，热电制冷器(2)的热面与相变热管(3)的一端贴合，相变热管(3)的另一端与散热板(5)贴合；温度传感器(4)与控制电路(1)之间通过导线或电缆连接，热电制冷器(2)与控制电路(1)之间通过导线或电缆连接，温度传感器(4)采用硅橡胶粘结在热源(6)上。2.根据权利要求1所述的一种航天周期性工作热源的控温装置，其特征在于：在热电制冷器(2)的冷面与热源(6)的贴合处、热电制冷器(2)的热面与相变热管(3)的一端贴合处、相变热管(3)的另一端与散热板(5)的贴合处均填充有导热填料。3.根据权利要求2所述的一种航天周期性工作热源的控温装置，其特征在于：所述的导热填料为导热硅脂、导热硅胶或导热绝缘垫。4.根据权利要求1所述的一种航天周期性工作热源的控温装置，其特征在于：所述的热电制冷器(2)中的热电材料为碲化铋材料，所述的相变热管(3)采用石蜡类相变材料，所述的散热板(5)为铝合金材料制成。5.根据权利要求4所述的一种航天周期性工作热源的控温装置，其特征在于：所述的石蜡类相变材料为正十二烷、正十四烷、正十六烷或正十八烷。6.根据权利要求1所述的一种航天周期性工作热源的控温装置，其特征在于：所述的散热板(5)上还布置有正交的铝氨槽道热管，散热板(5)的散热面上涂敷有散热涂层，所述的散热涂层为OS...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳明，李春林，高长春，连新昊，杨鹏，王云彬，孟庆亮，王阳，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11