一种基于点阵热源的散热器性能评估与面积计算平台制造技术

本发明专利技术公开一种基于点阵热源的散热器性能评估与面积计算平台，属于LED散热器设计领域。通过风机、加热管、湿气进口和热湿风传感器来综合平衡控制模拟环境的温度、湿度与空气流速；通过生热模拟系统底部的步进电机绕轴旋转来控制模拟非均匀风向；生热模拟系统由若干阵列小单元组成，每个单元包括热模块与温度传感器，且每个单元包括激活与不激活两种状态；热湿风传感器与温度传感器均发送信号至PC主控平台；PC主控平台实时监控每颗激活热源的温度以及采用翅片覆盖法拟合出热源处温度与待测散热器面积的关系曲线。本发明专利技术基于对流环境准确模拟LED散热过程芯片温度实时监控以及与散热面积的关系曲线拟合。

A performance evaluation and area calculation platform for radiator based on lattice heat source

The invention discloses a radiator performance evaluation and area calculation platform based on dot matrix heat source, which belongs to the design field of LED radiator. The temperature, humidity and air velocity of the simulated environment are balanced by the fan, heating pipe, wet air inlet and heat humidity wind sensor, and the simulated non-uniform wind direction is controlled by the step motor around the bottom of the heat generation simulation system. The heat generation simulation system consists of several small array units, each unit includes the thermal module. And the temperature sensor, and each unit includes two states of activation and inactivation; the heat humidity wind sensor and the temperature sensor all send the signal to the PC main control platform; the PC main control platform monitors the temperature of each activation heat source in real time, and uses the fin cover method to fit the relation curve of the temperature of the heat source and the area of the radiator to be measured. The invention is based on the convection environment accurately simulating the real-time monitoring of the chip temperature in the LED heat dissipation process and fitting the relationship curve with the heat dissipation area.

【技术实现步骤摘要】
一种基于点阵热源的散热器性能评估与面积计算平台
本专利技术属于LED散热器设计领域，尤其是一种基于点阵热源的散热器性能评估与面积计算平台。
技术介绍
LED随着功率的提高，集成密度的加大，对其配套散热系统的挑战也越加严峻。目前，关于LED散热器的设计方法一般是经验估算法，或者仿真模拟法，经验估算法比较依赖设计者的经验与计算能力，存在较大的不确定性主观因素，而仿真模拟法由于模型与实际情况无法避免的存在诸多差异而导致结果存在较大误差(且误差大小并没有明显规律)，因此并不能直接作为设计的最终参考。
技术实现思路
为解决现有技术存在较大的不确定性主观因素和诸多差异的缺陷，本专利技术提供一种基于点阵热源的散热器性能评估与面积计算平台。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种基于点阵热源的散热器性能评估与面积计算平台，它包括风机、加热管、湿气进口、生热模拟系统、待测散热器、热湿风传感器与PC主控平台，生热模拟系统由若干阵列小单元组成，每个单元包括热模块与温度传感器，且每个单元包括激活与不激活两种状态；通过风机、加热管、湿气进口和热湿风传感器来综合平衡控制模拟环境的温度、湿度与空气流速；通过生热模拟系统底部的步进电机绕轴旋转来控制模拟非均匀风向；热湿风传感器与温度传感器均发送信号至PC主控平台；PC主控平台实时监控每颗激活热源的温度以及采用翅片覆盖法拟合出热源处温度与待测散热器面积的关系曲线。采用上述技术方案，利用待测散热器测试并拟合出所需温度，湿度空气条件下热源处温度与待测散热器面积的关系曲线作为散热器设计参考；评估计算已有散热器在指定温度，湿度空气条件下的散热能力(如对流系数)以及实时监测试验中每颗激活热源的温度。进一步地，生热模拟系统底部的步进电机通过集成电机控制单片机与PC总控平台连接，并通过PC总控平台发出的指令来控制包括步进电机的转向和速度。进一步地，根据实际情况，设定好热源功率与排列以及环境条件，PC主控平台通过在待测散热器上采用绝热材料依次覆盖翅片法来测试并获取热源处温度与待测散热器面积的数据点，再根据数据点拟合出曲线方程，并通过给定的温度上限来求得已有散热器的最小散热面。进一步地，PC主控平台结合热湿风传感器综合计算出当前湿度、温度与风速下已有散热器的有效对流系数。有益效果：1.可通过调整湿度，温度，风速准确模拟大部分常规对散热有影响的环境条件。2.阵列式模拟热源支持形状与功率变化。3.通过绝热材料覆盖翅片方式更改散热面，相比插翅方式减少了产生间隙热阻环节。4.模拟热源集成了产热与热电偶双模块。附图说明图1为本专利技术外形部分的结构示意图；图2为本专利技术控制部分的原理图；图3为本专利技术中步进电机控制信号示意图；图4为本专利技术中生热模拟系统示意图；图5为本专利技术采用翅片覆盖法更改散热面的示意图；图6为本专利技术拟合出热源处温度与待测散热器面积的关系曲线图；图7为本专利技术中PC主控平台显示的曲线示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。本专利技术一种基于点阵热源的散热器性能评估与面积计算平台，如图1-2所示，它包括风机1、加热管2、湿气进口3、生热模拟系统4、待测散热器5、热湿风传感器6与PC主控平台7，通过所述风机1、加热管2、湿气进口3和热湿风传感器6来综合平衡控制模拟环境的温度、湿度与空气流速；通过生热模拟系统4底部的步进电机43绕轴旋转来控制模拟非均匀风向(如图2所示，生热模拟系统4底部的步进电机43可以通过集成电机控制单片机8与PC总控平台7连接，并通过PC总控平台7发出的指令来控制步进电机43的转向和速度等)，如图3所示，正向旋转与反向旋转时电机控制信号与持续时间的关系图；如图2所示，热湿风传感器6与温度传感器42均发送信号至PC主控平台7；如图4所示，生热模拟系统4由若干阵列小单元组成，每个单元包括热模块41与温度传感器42，且每个单元包括激活与不激活两种状态；如图4所示，模拟了一种8热源(黑色小方块)的生热情况，长方形区域为与热源接触的待测散热器5。因此在整个平台工作时可实时监控绘制出每颗激活热源的温度随时间变化的曲线。根据实际情况，设定好热源功率与排列以及环境条件，可以通过在待测散热器5上采用绝热材料依次覆盖翅片法如图5所示，来测试并获取热源处温度与待测散热器5面积的数据点(数据点越分散且足够多则结果越准确)，然后根据数据点拟合出如图6所示的曲线方程，并通过给定的温度上限120来求得已有散热器的最小散热面如图7所示，此外还可以结合热湿风传感器6综合计算出当前湿度温度与风速下已有散热器的有效对流系数。对本专利技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本专利技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本专利技术的保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于点阵热源的散热器性能评估与面积计算平台，其特征在于：它包括风机(1)、加热管(2)、湿气进口(3)、生热模拟系统(4)、待测散热器(5)、热湿风传感器(6)与PC主控平台(7)，所述生热模拟系统(4)由若干阵列小单元组成，每个单元包括热模块(41)与温度传感器(42)，且每个单元包括激活与不激活两种状态；通过所述风机(1)、加热管(2)、湿气进口(3)和热湿风传感器(6)来综合平衡控制模拟环境的温度、湿度与空气流速；通过所述生热模拟系统(4)底部的步进电机(43)绕轴旋转来控制模拟非均匀风向；所述热湿风传感器(6)与温度传感器(42)均发送信号至PC主控平台(7)；所述PC主控平台(7)实时监控每颗激活热源的温度以及采用翅片覆盖法拟合出热源处温度与待测散热器(5)面积的关系曲线。

【技术特征摘要】
1.一种基于点阵热源的散热器性能评估与面积计算平台，其特征在于：它包括风机(1)、加热管(2)、湿气进口(3)、生热模拟系统(4)、待测散热器(5)、热湿风传感器(6)与PC主控平台(7)，所述生热模拟系统(4)由若干阵列小单元组成，每个单元包括热模块(41)与温度传感器(42)，且每个单元包括激活与不激活两种状态；通过所述风机(1)、加热管(2)、湿气进口(3)和热湿风传感器(6)来综合平衡控制模拟环境的温度、湿度与空气流速；通过所述生热模拟系统(4)底部的步进电机(43)绕轴旋转来控制模拟非均匀风向；所述热湿风传感器(6)与温度传感器(42)均发送信号至PC主控平台(7)；所述PC主控平台(7)实时监控每颗激活热源的温度以及采用翅片覆盖法拟合出热源处温度与待测散热器(5)面积的关系曲线。2.根据权利要求1所述的基于点阵热...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，钱诚，樊嘉杰，樊学军，张国旗，
申请(专利权)人：常州市武进区半导体照明应用技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32