[發(fā)明專利]一種瓦片式TR組件熱管式風冷散熱器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210414183.6
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114679896A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉繼鵬;南文濤;趙曉東;康穎;胡凱博
• 申請（專利權）人: 西安電子工程研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

本發(fā)明涉及一種瓦片式TR組件熱管式風冷散熱器，涉及機械、雷達技術領域。在安裝多個高熱耗功率管的殼體的下部焊接了多個均溫熱管、均溫銅板、多根傳導熱管和散熱翅片。其中均溫熱管根據(jù)多個功率管分布的位置，將多個功率管的大功率熱耗傳導到均溫銅板上。而傳導熱管將均溫熱板的熱耗通過多根傳導熱管傳導到高達90mm的散熱翅片上。以此獲得高效對流換熱效能來滿足風冷散熱要求，從而解決了多個分離功率器件高熱流密度散熱和均溫的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及機械、雷達技術領域，具體為一種瓦片式TR組件熱管式風冷散熱器，用于大型有源相控陣雷達中局部熱密度集中的瓦片式TR組件散熱。

背景技術

當今雷達發(fā)展的一個重要方向是增大雷達作用距離，提高雷達測量精度，有效對抗各種雜波及低可觀測目標。其中TR組件是有源相控陣雷達的核心設備，而溫度對TR組件性能影響較大，同時相控陣雷達在使用中要求所有TR組件在工作時基本處于一致的溫度范圍內(nèi)，組件中多個功率器件溫差要盡可能小，這些高熱流密度TR組件散熱好壞是實現(xiàn)和保證雷達整機性能的關鍵所在。

其中瓦片式有源TR組件的結構為多層結構，其TR組件基板和芯片平行于天線陣面組裝，信號傳輸采用層間垂直互聯(lián)，層間采用三維互連技術(如毛紐扣連接器)，如圖1所示。由于瓦片式結構可以實現(xiàn)二維面陣TR組件集成和封裝，利于自動化組裝，因此集成密度較高。在現(xiàn)在的相控陣雷達得到了大量應用。

由于瓦片式TR組件中的16個功率器件按半波長分布，最大單個功率器件熱耗高達40W，同時功率器件尺寸小(25mm×18mm)，單個功率器件熱流密度達到8.9W/cm²，同時由于功率管多列錯位分布，而且后部空間為TR組件的安裝面，TR組件在天線上的空間布局造成有5個大熱量的功率器件的上部沒有散熱翅片，該處位置為天線框架橫梁位置，見圖2。由于TR組件中在使用時，要求功率管溫升不能超過30℃，16個功率管之間的最大溫差小于8℃。同時由于瓦片式TR組件組陣后，散熱面只能為后部一個面，造成陣面散熱集中在后部。一般的風冷散熱器難以解決多個高熱流密度的熱源的散熱和均溫問題。

現(xiàn)有風冷散熱器由于沒有熱管輔助散熱，均溫效能較低，往往造成組件內(nèi)部局部溫升高、功率器件之間溫差大等問題，溫差大會造成個別功率器件的使用壽命嚴重下降，同時相位差過大難以調(diào)整，難以滿足雷達使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術問題

本發(fā)明針對瓦片式TR組件內(nèi)部多個分散高熱流密度功率器件的散熱問題，提出了一種瓦片式TR組件熱管式風冷散熱器裝置，該裝置可有效解決瓦片式TR組件內(nèi)部電子器件的散熱問題。

技術方案

一種瓦片式TR組件熱管式風冷散熱器，其特征在于包括殼體、均溫熱管、均溫銅板、傳導熱管和散熱翅片，均溫熱管嵌入殼體內(nèi)，均溫銅板固定在殼體上，傳導熱管嵌入在散熱翅片內(nèi)，散熱翅片緊鄰散熱翅片，各個散熱結構件之間通過一次性焊接成型。

所述的殼體為異性結構，其形狀與天線框架匹配。

所述的均溫熱管依次為2根并排、2根并排、3根并排、2根并排的分布，放置于異性結構的殼體內(nèi)。

所述的均溫銅板的形狀與殼體相匹配。

所述的傳導熱管為回形結構。

所述的散熱翅片高為90mm，內(nèi)部設有與傳導熱管相嵌的孔。

有益效果

本發(fā)明提出的一種瓦片式TR組件熱管式風冷散熱器，設計了均溫熱管將瓦片式TR組件中熱密度大的功率器件熱量傳導到均溫銅板上降低了多個熱源之間的溫差以滿足均溫要求，再利用傳導熱管將熱量傳導到高達90mm的散熱翅表面上，以此獲得高效對流換熱效能來滿足風冷散熱要求，從而解決了多個分離功率器件高熱流密度散熱和均溫的問題。該發(fā)明可解決對散熱要求較高的軍用和民用產(chǎn)品領域中的瓦片式TR組件中多個功率器件均溫和散熱問題。