热电制冷强化风冷散热模块的工作特性分析

作者：王子成; 蔡兰兰; 高鹏; 付亚宇; 李鹏^*

来源：制冷学报, 2020, 41(02): 48-55.

DOI：10.3969/j.issn.0253-4339.2020.02.048

• 热电制冷器
• 工作特性
• 风冷散热
• 有限元分析

热电制冷器(TEC)可以强化散热器冷却性能,但受热端散热强度、工作电流、工作热负荷等参数影响较大。本文建立了TEC强化风冷散热模块的有限元分析模型,对其温度分布、工作特性进行了系统的理论和实验研究,并提出了确定TEC强化风冷散热模块有效工作电流、有效热负荷和有效制冷系数范围的方法。仿真和实验结果表明:特定的TEC强化风冷散热模块存在一个极限热负荷Qc,max,仅在工作热负荷Qc<Qc,max,且TEC工作电流处在有效范围内时,才可获得比无TEC的风冷散热模块更低的芯片结温,即TEC表现出强化散热器冷却性能的特点;有效工作电流范围会随Qc的增大而减小;增大热端散热强度可以降低芯片结温,但对于提升Qc,max效果较小;制冷系数(COP)在有效范围内存在一个极值点,小于此值时芯片结温会随COP的减小而迅速增大。

• 单位
  武汉理工大学; 中国电子科技集团公司第十八研究所; 机电工程学院