一种风冷功率单元散热器的热仿真分析

一、技术参数：

铝型材散热器外形尺寸为289.5×300×114.8，此散热器运用于风电变流器行业，截面外形尺寸如图：

在散热器基板表面分布有2个发热器件IGBT ，功耗各为1250W。

环境温度45℃，散热器基板最高温度不超过110℃。温升≤65℃。

二、热仿真过程：

1、在Ansys icepak软件中，设置自然散热计算域。直接使用Ansys Workbench软件打开对应的热模型，按照自然对流的空间设置，扩大Cabinet的空间尺寸，并设置其6个面为opening。具体坐标尺寸如下图3。

2、-Y方向为重力方向，底部施加 Y方向6m/s的风速。这样强化了自然散热，相当于强迫风冷。笔者之前做过热管散热器风冷试验与仿真结果进行了对比，这样设置应该不存在问题。

1. 划分网格用Mesher-HD，最终面对齐率为0.84。小于0.05代表不好的网格。

1. 点击Basic parameters，选择辐射换热Do，选择湍流流态，勾选自然冷却计算，设置重力方向，保持默认Defaults下的环境温度，设始化数值Z速度为0.15m/s，点击Accept。拖动模型树下Q1至Points，设置温度监控点。

5、迭代计算100步，达到收敛，残差曲线图。

三、仿真结果：

结论：

（1）散热器基板表面温升约为91.37-45=46.37℃。

（2）散热器出口风速约4m/s。