【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于翅片式散热器，具体涉及一种翅片散热器的设计方法。
技术介绍
1、随着电力电子器件特征尺寸不断减小、频率不断提高和电子设备集成度的提高，特别是第三代半导体应用越来越广泛，追求高效高功率密度已成为趋势，这必然导致电力电子器件及装置体积功率密度或面积功率密度越来越大，元器件的热失效和热退化现象更为突出。因此，需要尽可能提升电力电子设备功率模块的散热性能以提高其在高温、高热通量特性下运行的可靠性。
2、现有的翅片散热器参数设计方法仅以降低散热器的热阻为优化目标，这是以增大散热系统压降和重量为代价的，违背了散热器小型化、轻量化的要求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在解决现有的翅片散热器参数设计方法难以兼顾散热器小型化、轻量化要求的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种翅片散热器的设计方法，包括如下步骤：
4、获取翅片散热器的待设计参数；
5、获取翅片散热器设计的约束条件；
6、将待设计参数作为优化变量，以翅片散热器的总热阻和重量作为优化目标，采用遗传算法在约束条件下进行迭代计算，得到满足设定条件的最优个体，总热阻和重量均基于待设计参数进行确定；
7、基于最优个体确定待设计参数的值。
8、进一步的，总热阻的计算式，具体如下：
9、
10、式中，rtotal为散热器的总热阻，l1为散热器上基板厚度，l2为下基板厚度，h
11、进一步的，当翅片散热器应用于风机时，风速由风机的风机特性曲线与风道阻力曲线确定，其中，风机特性曲线与风道阻力曲线的交点为风机工作点，由风机工作点确定体积流量，再由体积流量确定风速的值。
12、进一步的，采用遗传算法确定最优个体的流程，具体包括：
13、生成初始群体并解码为十进制优化参数；
14、根据优化参数计算风道阻力曲线，并将计算出的风道阻力曲线与给定的风机特性曲线结合确定风速；
15、基于风速计算出翅片散热器的总热阻和重量；
16、根据优化目标进行个体评价并记录最优个体；
17、通过复制、交叉、变异计算得到下一代群体，解码后重复上述操作，直至达到设定条件后得到最优个体。
18、进一步的，优化目标还包括散热器压降，散热器压降的计算式，具体如下：
19、
20、式中，p为散热器压降，λ为摩擦阻力系数，ρ为流体密度，h为散热器的总高度，l1为散热器上基板厚度，l2为下基板厚度，s为肋片间距，l为长度，v为风速。
21、进一步的，翅片散热器的重量的计算式，具体如下：
22、we＝[lwh-n(h-l1-l2)ls]ρh
23、式中，we为散热器的重量，l为长度，w为宽度，h为总高度，n为冷却通道数目，l1为散热器上基板厚度，l2为下基板厚度，s为肋片间距，ρh为散热器材料的密度。
24、进一步的，获取翅片散热器的待设计参数，还包括：
25、设定翅片散热器中除待设计参数以外的尺寸参数和结构参数。
26、进一步的，待设计参数，具体包括：
27、散热器的肋片间距、肋片厚度、散热通道数目和散热器高度。
28、进一步的，约束条件，具体包括：
29、由翅片散热器的安装空间所确定的散热器总高度约束、由翅片散热器的加工工艺所确定的散热通道数目约束、肋片厚度约束和宽度约束。
30、进一步的，宽度约束，具体为：
31、通道宽度和肋片厚度的宽度总和等于散热器宽度。
32、综上，本专利技术提供了一种翅片散热器的设计方法，包括获取翅片散热器的待设计参数；获取翅片散热器设计的约束条件；将待设计参数作为优化变量，以翅片散热器的总热阻和重量作为优化目标，采用遗传算法在约束条件下进行迭代计算，得到满足设定条件的最优个体，总热阻和重量均基于待设计参数进行确定；基于最优个体确定待设计参数的值。本专利技术提出的设计方法以降低热阻与减轻重量为优化目标，在增强散热系统散热性能的同时兼顾了小型化与轻量化的要求。
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1.一种翅片散热器的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的翅片散热器的设计方法，其特征在于，所述总热阻的计算式，具体如下：
3.根据权利要求2所述的翅片散热器的设计方法，其特征在于，当所述翅片散热器应用于风机时，所述风速由风机的风机特性曲线与风道阻力曲线确定，其中，所述风机特性曲线与风道阻力曲线的交点为风机工作点，由所述风机工作点确定体积流量，再由所述体积流量确定所述风速的值。
4.根据权利要求3所述的翅片散热器的设计方法，其特征在于，采用遗传算法确定最优个体的流程，具体包括：
5.根据权利要求1所述的翅片散热器的设计方法，其特征在于，所述优化目标还包括散热器压降，所述散热器压降的计算式，具体如下：
6.根据权利要求1所述的翅片散热器的设计方法，其特征在于，所述翅片散热器的重量的计算式，具体如下：
7.根据权利要求1所述的翅片散热器的设计方法，其特征在于，获取翅片散热器的待设计参数，还包括：
8.根据权利要求1或7所述的翅片散热器的设计方法，其特征在于，所述待设计参数，具体
9.根据权利要求1所述的翅片散热器的设计方法，其特征在于，所述约束条件，具体包括：
10.根据权利要求9所述的翅片散热器的设计方法，其特征在于，所述宽度约束，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种翅片散热器的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的翅片散热器的设计方法，其特征在于，所述总热阻的计算式，具体如下：
3.根据权利要求2所述的翅片散热器的设计方法，其特征在于，当所述翅片散热器应用于风机时，所述风速由风机的风机特性曲线与风道阻力曲线确定，其中，所述风机特性曲线与风道阻力曲线的交点为风机工作点，由所述风机工作点确定体积流量，再由所述体积流量确定所述风速的值。
4.根据权利要求3所述的翅片散热器的设计方法，其特征在于，采用遗传算法确定最优个体的流程，具体包括：
5.根据权利要求1所述的翅片散热器的设计...
【专利技术属性】
技术研发人员：何智鹏，陈材，周月宾，袁智勇，朱双喜，李巍巍，张恒，康勇，吴越，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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