機(jī)載電子設(shè)備冷卻散熱技術(shù)的發(fā)展

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1、第42卷第4期2012年7月航空計(jì)算技術(shù)AeronauticalComputingTechniqueV01．42No．4Jtd．2012機(jī)載電子設(shè)備冷卻散熱技術(shù)的發(fā)展張婭妮1，陳菲爾2，田灃1(1．中航工業(yè)西安航空計(jì)算技術(shù)研究所，陜西西安710068；2．北京航空航天大學(xué)電子信息工程。北京100191)摘要：機(jī)栽電子設(shè)備高性能、高可靠、低成本的發(fā)展趨勢對冷卻散熱技術(shù)不斷提出更高的要求。詳細(xì)介紹了用于機(jī)載電子設(shè)備的風(fēng)冷、液冷以及其他新型冷卻散熱技術(shù)，闡述了各種散熱技術(shù)的原理和特點(diǎn)，探討了未來機(jī)載電子設(shè)備冷卻散熱技術(shù)的發(fā)展方向。研究結(jié)果表明：液冷必將取代

2、風(fēng)冷成為機(jī)載電子設(shè)備的主要冷卻散熱方式。未來機(jī)載電子設(shè)備還將采用混合冷卻的設(shè)計(jì)方案，最大限度地發(fā)揮電子設(shè)備的熱性能，提高機(jī)載電子設(shè)備綜合化設(shè)計(jì)能力。關(guān)鍵詞：風(fēng)冷；液冷；新型冷卻；混合冷卻中圖分類號：TP305文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671-654X(2012)04一叭13—04DevelopmentonHeatDissipationTechniqueofAirborneElectronicEquipmentZHANGYa—nil，CHENFei—er2，TIANFen91(1．Xi’anAeronauticsComputingTechniqueRe

3、searchInstitute，AVIC，Xi’an710068，China；2．ElectronicandInformationEngineeringInstitute，BeihangUniversity，Beijing100191，China)Abstract：FurtherRequirementsofheatdissipationtechniquewillbepresentedcontinuouslybecauseofhighperformance，highreliabilityandlowcostdevelopmentofAirborneEl

4、ectronicEquipment．Aircool—ing，liquidcoolingandothernew—typecoolingtechniqueswereintroduceddetailedinthispaper．Theprinciplesandcharacteristicsofabove—mentionedtechniquewereformulated．Thetechnicaldevelopmentorientationoffutureairborneelectronic—equipmentwasdiscussed．Theresultssho

5、wedthataircoolingwillbereplacedcertainlybyliquidcooling．Mixingcoolingwillbeadoptedinfutureairborneelectronicequip-mefltwhichdisplaythethermalperformancefurthestandadvancetheintegrativeprojectedcapacityofair-borneelectronicequipment．Keywords：aircooling；liquidcooling；new—typecool

6、ing；mixingcooling引言隨著微電子技術(shù)高頻化、集成化、高功率的飛速發(fā)展，機(jī)載電子設(shè)備也呈現(xiàn)出高性能、小型化的發(fā)展趨勢，作為電子設(shè)備核心的芯片，工作的主頻越來越快，消耗的功率越來越大，發(fā)出的熱量也越來越多¨1。眾所周知，器件的可靠性對溫度十分敏感，在70℃～80℃水平上，溫度每增加1℃，器件可靠性下降5％舊o，因此，冷卻散熱技術(shù)的發(fā)展是機(jī)載電子設(shè)備高可靠、高性能、低成本發(fā)展趨勢中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。1風(fēng)冷技術(shù)風(fēng)冷是目前機(jī)載電子設(shè)備普遍使用的冷卻散熱方式，風(fēng)冷系統(tǒng)也是飛機(jī)上最基本最常用的冷卻系統(tǒng)。風(fēng)冷系統(tǒng)是一個(gè)開環(huán)系統(tǒng)，來自發(fā)動機(jī)或機(jī)體的高

7、溫、高壓引氣在蝸輪冷卻器中冷卻后經(jīng)除濕、過濾裝置進(jìn)入電子設(shè)備，冷卻空氣在電子設(shè)備中進(jìn)行熱交換后直接排出。風(fēng)冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)成熟"J。傳統(tǒng)的風(fēng)冷技術(shù)分為直接風(fēng)冷和間接風(fēng)冷兩種形式，如圖1所示。直接風(fēng)冷是冷卻空氣直接吹向發(fā)熱芯片表面帶走芯片的熱量，傳熱路徑短、熱阻小，但是芯片散熱面積較小，導(dǎo)致其換熱效率較低。隨著外場可更換模塊的發(fā)展，間接風(fēng)冷取代直接風(fēng)冷成為主要的風(fēng)冷散熱方式。間接風(fēng)冷采用風(fēng)冷散熱器增大芯片散熱面積，芯片產(chǎn)生的熱量通過填充介質(zhì)傳導(dǎo)到散熱，器上，通過冷卻空氣的對流進(jìn)行散熱。隨著電子設(shè)備收稿日期：2012—05—08基金項(xiàng)目：航空科學(xué)基金

8、項(xiàng)目資助(20100231)作者簡介：張婭妮(1983一)，女，陜西延安人，工程師，碩士，主要研究方向?yàn)殡娮?/p>