刘接刘
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| 年 月 | | 凸轮滚子
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版本信息
1、热测试实验台系统框图
图1-1
说明： 表示热流方向
表示水流方向
2、热测试试验台系统图主要包括一下几个部分：
●散热系统
●加热系统
●冷却水循环系统
●压强检测系统
●流量检测系统
通过搭建上述实验台实现对散热器温度的检测、水道入水口，出水口温升的测量、入水口，出水口压差的测量、入水口流量的控制，从而进一步反应散热器的温升和散热性能。
2散热系统
散热系统由散热器与循环冷却水组成，通过散热器的传导散热和冷却水的导热，达到对散
热器降温的目的，最大限度的降低散热器的温度，从而降低IGBT模块的温度。
2.1散热器结构图
图1-2
由图1-2可知，散热器结构由入水口、出水口、针状散热柱、水道、密封圈、密封盖组成。
1、针状散热住的优点：
●增加散热板的散热面积、提高导热率
●布置针状散热柱可以降低水的流速，使水与散热器更充分的接触，以便带走更多的热量
2、密封圈、密封盖的用途：
●增加散热器的密封性
2.2散热器材料特性
散热器由日本的铝合金牌号，又称12号铝料，Al-Si-Cu系合金，是一种压铸铝合金，适合盖子、缸体类等，执行标准为：JIS H 5302-2000《铝合金压铸件》。
ADC12相当于中国国产的合金代号YL113，合金牌号是YZAlSi11Cu3，执行标准GB/T 15115-1994《压铸铝合金》(该标准2002年就列入国家标准修订计划，国标计划项目编号20021029-T-604，但不知为何至今尚未完成)。 美国合金牌号是383，执行标准为：ASTM B 85-03 Standard Specification for Aluminum-Alloy Die Castings （可能还有比ASTM B 85-03更新的版本）。
1、常识
日本的ADC10及ADC12，基本上是用废旧铝再生的，日本还制订出废铝再生压铸铝合金的标准。当前国内广泛应用压铸合金Y112，依据机械工业部的压铸合金标准，比较适宜于用废铝来熔炼，这无疑可缓解铝锭供不应求的矛盾。
2、成分
成分 | 铝（Al） | 铜（Cu） | 硅（Si） | 镁（Mg） | pcti锌（Zn） | 铁（Fe） | 锰（Mn） | 镍（Ni） | 锡（Sn） |
含量 | 余量 | 1.5~3.5 | 9.6~12.0 | 0.3 | 1.0 | 0.9 | 0.5 | adm25870.5 | 0.3 |
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3、ADC12物理性能
牌号 | 机械及物理性能 Mechanical properities |
抗拉试验 | 硬度试验 |
抗拉强度Mpa | 耐力Mpa | 延伸率% | HB | HRB |
平均值 | | ASTM | 平均值 | | ASTM | 平均值 | | ASTM | 平均值 | | ASTM | 平均值 | |
ADC12 | 228 | 14 | 310 | 154 | 14 | 150 | 1.4 | 0.8 | 3.5 | 74.1 | 1.5 | 86 | 40.0 | 1.8 |
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Si影响铸造型；Mn，Mg影响防腐性；Cu，Zn影响强度，按杂质算。各元素对铝合金的影响并不是越多越好，而且各元素之间会有影响，Si提高塑造性的同时会降低强度，Mg，Zn特定条件下可大大提高Al的强度，但Mg是降低Al合金强度的。
4、密度、熔点
铝合金ADC12密度：2.65g/～2.75g/
熔点：660.32
沸点：2519
一般情况下合金的熔点比纯金属的熔点应该低点。
3加热系统
本实验通过可调电热板模拟热源即IGBT大功率器件，热源表面积为：122X129.5 ，散热器板上放上可调电热板，中间涂上导热硅脂。
3.1导热硅脂简介户外防雷器
导热硅脂是一种高导热绝缘有机硅材料，几乎永远不固化，可在-50～23
0的温度下长期保持使用时的脂膏状态。既具有优异的电绝缘性，又有优异的导热性，同时具有低油离度（趋向于零），耐高低温、耐水、臭氧、耐气候老化，。它可广泛涂覆于各种电子产品，电器设备中的发热体 （功率管、可控硅、电热堆等）与散热设施（散热片、散热条、壳体等）之间的接触面，起传热媒介作用和防潮、防尘、防腐蚀、防震等性能，此类硅材料对产生热的电子元件，提供了极佳的导热效果。
在散热与导热应用中，即使是表面非常光洁的两个平面在相互接触时都会有空隙出现，这些空隙中的空气是热的不良导体，会阻碍热量向散热片的传导。而导热硅脂就是一种可以填充这些空隙，使热量的传导更加顺畅迅速的材料。
1、工作温度
一般不超过200，高温可达300，低温一般为-60左右。
2、性能参数
序号 | 项目 | 指标值 |
1 | 外观 | 白膏状物 |
2 | 针入度1/10工作前 | 240260 |
3 | 挥发份20024hr% | 2.0时子环 |
4 | 击穿强度MV/m | 6 |
5 | 导热系数W/M.K | 0.65 |
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3、使用方法
本产品工艺性能比较好，可直接施工，施工方法可采用毛笔涂抹、滚涂或丝网印刷。
3.2电热板简介
1、主要技术参数
参数 | 电源电压 | 加热功率 | 控温范围 | 尺寸范围 |
| 220V 50HZ | 5KW | 室温~400 | 自定 |
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2、产品特点
●外壳采用优质冷轧钢板冲压而成，表面静电喷塑工艺处理
●加热板为不锈钢板或铸铁材料，表面经防腐工艺处理
●全封闭式加热盘、无明火、升温快、安全可靠
●可调节所需要的功率
3、安装
可调电热板通过4个螺钉固定在散热板的上面板，中间涂上导热硅脂。
4温度检测系统
4.1系统框图
图1-3
4.2温度测试点布置
如图1-3所示，温度检测系统需要对散热板、入水口、出水口、温度进行检测，通过采集散热板测温点可以了解IGBT在稳定工作状态1.3KW时，散热板的温度分布和温度最高点，从而对进一步优化散热器结构起到指导作用。同时，测试入水口、出水口的温度，得到水的温升，为计算水所带走的热量提供依据。
1、散热板上表面温度点的布置（待定）
2、入水口、出水口测温点的布置
入水口、出水口测温点分别置于入水口和出水口管口中央，将温度传感器固定于测试点。
4.3温度传感器热电阻
4.3.1温度传感器热电阻应用原理
温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
4.3.2温度传感器热电阻测温原理及材料
温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻。
