机载电子设备冷却散热技术的发展

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1、第42卷第4期2012年7月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．42No．4Jtd．2012机载电子设备冷却散热技术的发展张娅妮1，陈菲尔2，田沣1(1．中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068；2．北京航空航天大学电子信息工程。北京100191)摘要：机栽电子设备高性能、高可靠、低成本的发展趋势对冷却散热技术不断提出更高的要求。详细介绍了用于机载电子设备的风冷、液冷以及其他新型冷却散热技术，阐述了各种散热技术的原理和特点，探讨了未来机载电子设备冷却散热技术的发展方向。研究结果表明：液冷必将取代

2、风冷成为机载电子设备的主要冷却散热方式。未来机载电子设备还将采用混合冷却的设计方案，最大限度地发挥电子设备的热性能，提高机载电子设备综合化设计能力。关键词：风冷；液冷；新型冷却；混合冷却中图分类号：TP305文献标识码：A文章编号：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引言随着微电子技术高频化、集成化、高功率的飞速发展，机载电子设备也呈现出高性能、小型化的发展趋势，作为电子设备核心的芯片，工作的主频越来越快，消耗的功率越来越大，发出的热量也越来越多¨1。众所周知，器件的可靠性对温度十分敏感，在70℃～80℃水平上，温度每增加1℃，器件可靠性下降5％旧o，因此，冷却散热技术的发展是机载电子设备高可靠、高性能、低成本发展趋势中至关重要的一个环节。1风冷技术风冷是目前机载电子设备普遍使用的冷却散热方式，风冷系统也是飞机上最基本最常用的冷却系统。风冷系统是一个开环系统，来自发动机或机体的高

7、温、高压引气在蜗轮冷却器中冷却后经除湿、过滤装置进入电子设备，冷却空气在电子设备中进行热交换后直接排出。风冷系统结构简单，技术成熟"J。传统的风冷技术分为直接风冷和间接风冷两种形式，如图1所示。直接风冷是冷却空气直接吹向发热芯片表面带走芯片的热量，传热路径短、热阻小，但是芯片散热面积较小，导致其换热效率较低。随着外场可更换模块的发展，间接风冷取代直接风冷成为主要的风冷散热方式。间接风冷采用风冷散热器增大芯片散热面积，芯片产生的热量通过填充介质传导到散热，器上，通过冷却空气的对流进行散热。随着电子设备收稿日期：2012—05—08基金项目：航空科学基金

8、项目资助(20100231)作者简介：张娅妮(1983一)，女，陕西延安人，工程师，硕士，主要研究方向为电子