CPU芯片热电冷却系统传热过程仿真与优化

本文针对热电制冷机理及其用于电子元器件热管理，从实验研究和数值模拟两个方面着手，对目前热电制冷技术用于芯片冷却的国内外研究进展进行了详细的报道，并对今后电子元器件应用热电制冷技术进行散热提出了一些建议。在本文中模拟了一种风冷式热电制冷器，分析出稳态下，电流参数的改变，对CPU的表面温度以及TEC的制冷系数的影响，目的是优化热电制冷器的运行和结构参数。     

冷藏柜用半导体制冷器的改型试验研究

在理论分析的基础上，就冷藏柜用半导体制冷器的热管散热器、吸热器的结构形式进行了改型设计，研制出了多片组合式半导体制冷器。通过对改型前后的测试发现：多片组合式制冷器的性能明显优于原制冷器，从而为半导体冷藏柜用制冷器的改进设计提供了有益的参考。     

基于无源综合控制的独立光伏发电系统

针对独立光伏发电系统含有的单向Boost和双向Buck-Boost DC/DC变换器具有本质的非线性,对该DC/DC变 换器采用无源控制非线性控制,结合PI控制的综合控制方法。为了实现对蓄电池采用限流充电和恒压充电两阶段充电 方式,兼顾对直流母线电压进行有效控制,对两类DC/DC变换器分别采取两种模式的控制方式,并对Boost变换器进行 无源电流控制设计和对Buck变换器进行无源电压设计。最后,仿真验证证明了所提控制策略对独立光伏发电系统能量 管理的有效性。     

半导体冷藏柜的设计要点及组装工艺

在实验的基础上，就小型半导体冷藏柜的设计要点及组装工艺进行了分析，制冷负荷及运行工况的确定、半导体制冷器件及元件的选型、散热、吸热方式的选择、以及组装工艺等环节，是提高制冷系数的关键技术。还就热管用于半导体制冷器件热端散热的优势进行了分析，给出了提高制冷系数应采取的几项具体措施。     

基于柴油货运车辆的尾气余热发电机参数化研究

研究了商用柴油发动机车辆利用尾气余热回收能量的热电发电机(TEG)的相关参数对其回收效率的影响并提出了优化方案。考虑配置了两种不同内部结构热交换器(平直板翅式和锯齿形翅片式)的TEG安装在轻型商用车(3. 5 t)和重型车辆(40 t)的排气管中。废气用作热源,冷却水用作冷源。分析了TEG的宽度和长度固定时翅片的高度,长度和翅片间距对电功率和净功率的影响。还研究了TEG的长度和宽度以及热电偶支柱的高度对电功率和净功率的影响。根据本研究中使用的结果,平直板翅式是最佳选择,轻型车辆(3. 5 t)的最大电功率为176 W,重型车辆(40 t)的最大功率为877 W。特别对于轻型商用车而言,最大回收效率仅为约2%,热电材料平均转化效率为约4. 4%。因此,其热电模块和系统设计有进一步改进和优化的巨大空间。     

热电冷三联产系统能效特性的实验研究

对热电冷三联产系统的能效特性及在部分负荷和较小负荷运行时的能效率进行实验研究．从实验数据分析得出，当负荷变小时系统的总能效率会明显地下降，系统的经济性变差．这一变化规律可为今后热电冷三联产系统的设计和设备配置提供依据。     

锂离子电池硅/石墨/蔗糖碳复合负极材料的制备和电化学性能

以纳米硅(Si)、天然石墨(NG)和蔗糖为前驱体通过球磨和裂解制备了具有壳核结构的碳硅复合材料(Si/NG/DC).用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征了复合材料的组成和形貌结构.恒电流充放电测试表明,Si/NG/DC复合材料表现出较好的电化学性能,它的最高可逆容量达730 mA·h·g-1,在测试的45个循环中,从第二个循环开始,容量没有出现明显衰退.交流阻抗(EIS)测试表明,Si/NG/DC导电性的提高和电极结构在循环过程中的稳定性是其电化学性能改善的因为.     

LLC谐振技术在动车组单相逆变器中的应用研究

在传统的电力动车组车载隔离型单相逆变器中,为逆变电路提供直流输入的隔离型升压DC/DC变换器采用的是脉冲宽度调制(PWM)的移相全桥变换器,存在开关损耗大、转换效率低的缺点。针对上述问题,提出了在车载单相逆变器DC/DC升压电源中采用全桥LLC谐振软开关技术的方法。首先,对全桥LLC变换器进行建模,分析其工作原理和参数设计方法;其次,通过Matlab/Simuink仿真验证了理论参数的可行性;最后,按照设计参数制作了1台2.5 kW的采用脉冲频率调制(PFM)的全桥LLC谐振变换器的实验样机。实验结果表明,样机额定输入电压为DC110 V,LLC谐振变换器的输出电压可恒定保持在DC400 V,可以为后级的逆变电路提供稳定的直流输入,开关管在全负载范围内实现了零电压导通(ZVS),有效提高了隔离型升压电源的效率。     

基于UC3854功率因数校正器的电源设计

利用高功率因数控制芯片UC3854,设计了250 W功率因数校正器(APFC)。为了减小输出整流二极管反向恢复过程中产生冲击电流对整流二极管及功率开关管MOS的损坏,主电路中的升压电感采用带中心抽头的三点式结构和二极管两端并联RC缓冲电路;以保证APFC工作在电流连续模式下为依据,具体设计了升压电感值;分析了重载下输出电压下跌的原因,通过设计UC3854控制器内乘法器输入端的电路参数,实现重载下输出电压稳定。最后,通过电路仿真和实验结果表明:该系统的性能可靠,功率因数约1。     

基于改进型滑模观测器的变频洗衣机用PMSM无位置传感器控制

针对永磁同步电机( PMSM)位置传感器成本高、维护难等问题,设计了一套用于变频洗衣机的PMSM无位置传 感器控制方案。采用改进型滑模观测器(SMO)实现电机转子位置与转速的估算,通过三电阻采样方式来检测三相电流, 有效地降低了系统成本。系统采用矢量控制模式,针对洗衣机负载波动大、运行速度高的特点,在电流内环设计中增加 了电压前馈补偿解耦控制环节,与传统PI调节器相比,该方案能够改善电流跟踪效果,提高控制性能。最后,在洗衣机 样机平台上进行了实验验证,实验结果证明该控制方案运行可靠,控制效果良好,能够满足洗衣机的工作要求。     

车载单相正弦脉宽调制IGBT逆变器的设计

介绍了车载单相正弦脉宽调制(SPWM)IGBT逆变器的基本结构方案,以车用24V直流电源为逆变器输入,变换得到50 Hz/220 V交流电.该方案采用中间直流环节的高频变压器式逆变电源系统结构,它由高频逆变、高频变压器隔离升压、整流滤波、高频SPWM逆变和输出滤波组成.对逆变器的控制及保护电路也在作了详细的介绍,并给出试验结果.     

体制冷器工艺设计对制冷性能的影响

为了分析半导体制冷器工艺设计方法与制冷效率的关系,探讨其工作寿命的影响因素,文章通过改进半导体制 冷器基板材料,采用新型胶黏剂,并通过实验来对比分析半导体电偶间不同的铜片排布方式对制冷器制冷性能、寿命的 影响。实验结果表明,连接铜片排布回路形式对制冷性能影响不大,但对产品的使用寿命有一定的影响。铜线排列走向 简单,电阻变化率低,使用寿命相对较长。     

一种基于Multisim 2001的互补对称功率放大电路仿真分析方法

介绍了一种EDA仿真软件Multisim2001的主要功能及特点,并用该软件对互补对称功率放大电路进行了直流工作点分析、参数扫描分析和输出电压与总谐波失真系数TotalHarmonicDistortion(THD)的测试.     

200K/40W自由活塞斯特林制冷机的实验研究

针对温度为200 K低温冰箱,研制了一台大冷量自由活塞斯特林制冷机.实验测试了充气压力和制冷温度对压缩机共振频率的影响;研究了膨胀机固有频率和运行频率对位移相位差的影响关系;采用多点热负荷静态复温法测试了制冷机的静态冷损,证明了氦气和丝网导热对静态冷损影响极小.该样机在200 K时最大制冷量可达40 W(250 W输入).     

半导体制冷保温容器制冷性能的实验研究

研制一种主要用于血液保存的半导体制冷保温容器的制冷系统.通过对其不同工作电压、环境温度及外部散热等条件制冷性能的研究,找出了影响半导体制冷性能的主要因素.确定了该制冷保温容器在不同环境温度下的最佳工作电压为12 V、最佳工作电流为4.5~4.8 A.并认定存在最佳热端散热强度等.另外,通过实验得出了在不同环境温度下,工作在最佳工作参数条件时制冷器内部所能达到的最低温度.     

低温热驱动两级吸收式制冷系统中间压力的研究

对溴化锂两级吸收式制冷系统中间压力Pm(即低压发生器压力）的取值进行了理论计算和分析，得出了中间压力的取值范围及计算公式，可供两级吸收式制冷系统设计时参考。     

基于Poisson分布需求的两级零售系统最优订货策略

考虑由一个分销中心和N个零售商组成的两级分销库存系统．假设两级库存补充均采取周期订货策略，在每个零售商处的客户需求是随机的，且服从Poisson分布．当给定的某一货物缺货时，顾客愿意等待特别订货的概率是一确定的常数，在满足给定的客户服务水平的条件下，寻求该供应链总费用的最小化．对库存费用的计算进行了精确的推导，并且得到了最优的订货策略．最后给出了一个算例，根据所得到的公式由电子表格获得了两级最优库存水平．     

实验用熔炉中同步进行结晶测试

在先前的文献中描述了一种空气冷却的测试管,该测试管拥有一系列的插座和插头(在结晶过程中使用的转换插座),可以安装在实验室箱式熔炉中。该装置的用途是调节物质在坩埚槽中结晶过程的晶面和结晶速率。在本文中我们讨论一种改进型的内部冷却器——锯齿状的空气冷却管(结晶架)。这种改进型的冷却器可以简单地搭建和操作,可以延长和弯曲成为各种形状,可以用于坩埚和熔炉管中。该冷却器可以通过简单的调控对不同结晶参数和物质同步进行结晶测试,利用实验用熔炉就可以达到从一系列新型的具有层状晶体结构的化合物中得到晶体的目的。     

低噪声CMOS电荷敏放大器设计与研制(英文)

提出了一种新的低噪声低功耗电荷敏感放大器设计方案。用EDA软件Cadence进行模拟,得到了满意的仿真结果:直流开环增益为82.9 dB,f-3dB为28 kHz,相位裕度为46.9 ,低频下输出噪声频谱密度为1.5 mV/Hz2。采用标准的3 mm P阱CMOS工艺进行了流片,测试结果与模拟情况相近。     

毫米波第三次谐波振荡器的实现

本文讨论了第三次谐波振荡器的最佳工作状态、器件选择原则以及电路设计,并采用8mm GaAs Gunn二极管实际制作了3mm第三次谐皮振荡器,输出功率达10mW量级。