本发明专利技术公开了一种点阵式热源模拟装置，主要用以模拟电子元器件的发热状况，从而低成本地实现对特定目标散热器散热性能的评价。该装置由若干阵列小单元组成，每个单元为独立的热源模拟装置，由外壳、陶瓷保护壳、隔热材料、导热铜块(接地处理)、加热棒、耐高温隔热无机胶、热电偶、功率控制模块等部分组成，每个单元可独立或嵌入不锈钢收纳格栅形成阵列组合式工作。本发明专利技术可根据需要模拟发热元器件顶部发热面形状与热功率特点，由功率控制电源对点阵式热源模拟装置进行单独或并联加热，导热铜块内部嵌入的热电偶实时采集铜块温度，并闭环反馈至功率控制模块，实现对目标散热器性能指标的高效率、低成本检测。低成本检测。低成本检测。
【技术实现步骤摘要】
一种点阵式热源模拟装置
[0001]本专利技术公开了一种模拟热源发热并藉此评估散热器散热性能的点阵式热源模拟装置，属于热源模拟及散热器性能评估
技术介绍
[0002]随着科技的迅速发展，在电子高性能芯片、大型雷达、高端服务器等领域，电子元器件的功率密度逐渐增长，但随之而来的器件温度升高和热量堆积对各类设备的性能稳定和使用寿命产生了很大的负面影响，因此，如何在有限空间内实现高效的散热成为制约高性能、高集成电子设备发展的瓶颈。
[0003]高功率电子设备工作时，其释放的热量主要通过热传导从封装体内部传递到外部，之后通过外置散热器装置进行风冷或者液冷处理。这个过程中如何对散热器散热性能评估成为了重中之重的问题。目前，对于散热器散热性能评估主要采用模拟热源的方式，主要原因有三：1)直接采用价格贵重的功率器件在超载情况下容易发生损坏，成本高；2)采用实际功率器件作为发热源所需的测试线路较为复杂，实现难度高；3)功率器件的真实发热量比较难以确定。
[0004]在现有技术中，通常采用电阻式加热器作为功率器件的热源模拟装置，这种方法具有发热功率可控，供电电路简单、使用寿命长和成本低等优点；常见的电阻式加热器是以金属为载体并在金属内部嵌入加热电阻而组成，但其为立体热源，除了与散热器接触的工作面外，金属其它的侧面也会产生不容忽视的热散失，这往往难以评价由加热器传至散热器的真实热量。同时，该类热源模拟装置加热器体积较大，使得加热器发热分布不均匀，产生的效果与实际功率器件的发热分布差距较大，导致测量精度的不准确，从而影响散热器散热性能评估结果的准确性。此外，现有其它热源模拟系统自成一体，不可调节使用形状及其功率，不能满足多种热源模拟需求，适用性较差。
[0005]专利CN211406307U公开了一种高温模拟热源，其发热体位于密闭空腔的内部且紧贴导热体上顶面，隔热体包覆导热体侧壁和发热体，并减少了模块的体积，明显改善其热源热量分布不均匀的问题，但是该系统没有装配热电偶，没有考虑到高温模拟热源在实际工作中的温度反馈情况以及可控性；专利CN212321493U公开了一种模拟热源，其导热体开设有导热孔，加热体设置于导热孔内且形状与导热孔适配，导热孔包括圆孔和与圆孔底面贯通连接的扩热孔，同时也配备了模拟过程中的控制以及信息采集系统，但是该方法整体自成一体，不可实现区域化、局部化使用，不能满足复杂离散发热面应用场景需求，待进一步完善。
技术实现思路
[0006]专利技术要解决的技术问题
[0007]为解决现有技术中模拟热源发热分布不均，发热面形状单一、缺乏离散化模拟实际热源的条件、发热功率测量精度低等问题，本专利技术提供一种用于散热器性能评价的点阵
式热源模拟装置。
[0008]技术方案
[0009]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0010]一种点阵式热源模拟装置，由加热单元、收纳格栅以及功率控制模块组成，加热单元为多个并呈点阵分布，位于收纳格栅中；加热单元包括加热棒、导热铜块、热电偶、地线、陶瓷保护壳、外壳，导热铜块底部开孔，加热棒无缝隙的插入到位于导热铜块底部开孔内，热电偶与地线固定于导热铜块底部孔内，导热铜块顶部暴露，外部四个侧面涂覆有耐高温隔热材料，底部出线面封装有耐高温隔热无机胶；陶瓷保护壳包裹于导热铜块所涂覆的隔热材料外侧，外壳包裹于陶瓷保护壳外部；功率控制模块与各个加热单元的加热棒以及热电偶连接。
[0011]进一步地，装置导线使用耐高温材料镀银铜线加聚四氟乙烯保护；导热铜块外部涂覆的耐高温隔热材料为无极单组分涂料，由硅酸盐溶液，硅酸铝纤维，热反射物质和空心玻璃微珠精加工而成；导热铜块底部耐高温隔热无机胶材料为双组分陶瓷，外壳材质为不锈钢。
[0012]进一步地，收纳格栅由收纳盒、万向轮脚以及若干万向轮组成，收纳盒设有多个呈阵列分布的栅格，万向轮通过万向轮脚固定于收纳盒底部。
[0013]有益效果
[0014]采用本专利技术的技术方案，能够产生以下有益效果：
[0015]本专利技术模拟装置热量均匀地集中在加热单元的顶部工作面，采用点阵式离散热源实现离散数字化加热方式，提高了热源分布的均匀性并可满足形状和功率的多元性；
[0016]本专利技术模拟装置输入电压、电流可调，可以模拟不同功率的热源，满足不同功率下的实验要求，通过功率补偿的方法保证了模拟阶段工作面有效发热功率的精准度。
附图说明
[0017]图1为本专利技术点阵式热源模拟装置的整体结构示意图；
[0018]图2、图3为本专利技术加热单元的侧剖面图；
[0019]图4为本专利技术加热单元的横剖面图；
[0020]图5为本专利技术收纳格栅的结构示意图；
[0021]图6为本专利技术热源模拟装置的系统控制逻辑图；
[0022]图中的标号说明：1
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加热单元；2
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收纳格栅；3
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功率控制模块；11
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不锈钢外壳、12
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陶瓷保护壳、13
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隔热材料、14
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导热铜块、15
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加热棒、16
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耐高温隔热无机胶、17
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热电偶、18
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地线、19
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紧固螺钉；21
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不锈钢点阵收纳盒、22
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万向轮轮脚、23
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万向轮。
具体实施方式
[0023]为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和具体实施方式对本专利技术作详细描述。
[0024]如图1所示，本专利技术点阵式热源模拟装置包括若干呈阵列分布的加热单元1、收纳格栅2以及功率控制模块3，每个加热单元1为独立的热源模拟装置，可单独使用或嵌入不锈钢收纳格栅2形成阵列组合式工作，功率控制模块3与各加热单元连接并向其发送相关控制指令。
[0025]如图2
‑
图4所示，在加热单元中，加热棒15无缝隙地插入到导热铜块14底端的孔中，导热铜块14四个侧面涂覆耐高温的隔热材料13，顶端工作面和底端出线面不需要涂覆，导热铜块14底部插入用于测温的热电偶17以及起漏电保护作用的地线18，热电偶17与地线18在侧面使用紧固螺钉19固定，隔热处理后的导热铜块14套入陶瓷保护壳12中，并使导热铜块顶面暴露，陶瓷保护壳12包覆隔热材料13，陶瓷保护壳与顶部作业面和底部走线区域不形成干涉；不锈钢外壳11包位于加热单元最外层，包覆陶瓷保护壳12，加热单元底部封装有耐高温隔热无机胶16。
[0026]在本实施例中，加热棒15功率为0～880W，热电偶17覆盖的测温范围为
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60～300℃，导热铜块顶面作为模拟发热装置中加热单元1的作业面，表面粗糙度Ra≤0.4μm，热源模拟装置加热棒组件，地线18以及热电偶17的导线均采用耐高温的材料，在本实施例中采用镀银铜线加聚四氟乙烯保护；隔热材料13采用高温隔热涂料，本实施例中采本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种点阵式热源模拟装置，其特征在于，由加热单元、收纳格栅以及功率控制模块组成，所述加热单元为多个并呈点阵分布，位于所述收纳格栅中；所述加热单元包括加热棒、导热铜块、隔热材料、热电偶、地线、陶瓷保护壳、外壳，所述导热铜块底部开孔，所述加热棒无缝隙地插入导热铜块底部开孔内，所述热电偶与地线固定于所述导热铜块底部孔内；所述隔热材料涂覆于所述导热铜块外部四个侧面，所述导热铜块顶部暴露，底部出线面封装有耐高温隔热无机胶；所述陶瓷保护壳包裹于所述导热铜块隔热材料外部，所述外壳包裹于所述陶瓷保护壳外部；所述功率控制模块与各个加热...
【专利技术属性】
技术研发人员：姬科举，戴振东，吴文涛，赵春霞，甘培赟，
申请(专利权)人：南京溧航仿生产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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