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基于Icepak变频空调主板散热器优化设计
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Optimization design of inverter air conditioner motherboard heat sink
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登记官张园 马海林 赖孝成 江世恒
有关婴儿早教的儿歌ZHANG Yuan MA Hailin LAI Xiaocheng JIANG Shiheng
珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070
Zhuhai Gree Electrical Appliance Co., Ltd. Zhuhai 519070
如果您对本文内容感兴趣请联系作者张园 1 引言
变频空调主板上存在整流桥、IGBT、二极管等功率发热元器件，空调高温制冷时，由于工况恶劣，压缩机负荷较大，且元器件发热功率大，若散热器设计不合理，很容易造成主板烧损。
目前空调主板散热器设计多以经验加实测为主，没有相关的仿真分析方法或者仿真精度较低，对散热器散热效果的关键影响参数认识不足，缺少相关的设计指导规范，在设计时具有一定的盲目性。
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目前国内外关于散热器的研究主要在于航空航天散热领域、笔记本电脑等电子产品散热领域、LED灯具散热领域等，而变频空调主板元器件散热研究得较少。吴俊鸿[1]等人通过实验和理论结合的方法分析变频空调限降频实例，探讨了变频空调外机主板上各控制器元器件温度过高的原因，在此基础上提出了解决变频空调外机主板上各控制器元器件温度过高问题的一系列措施。Teertstra[2]、Sparrow[3,4]、shan和London[5]、Wirtz[6]等人从理论角度出发，通过实验和数值仿真方法，研究了铝制翅片散热器的平均传热系数、努谢尔特数的影响因素以及铝制翅片散热器的传热特性。付桂翠[7]、高一博[8]、谢少英[9]等人以实际应用为背景，通过研究翅片散热器肋片面积对铝挤翅片散热器的影响，设计优化了铝挤翅片散热器。
本文以某变频空调主板散热器为研究对象，对空调主板散热仿真分析方法进行研究，并对散热器翅片长度、翅片间距、基板厚度对散热效果的影响进行研究。sausages
2 变频空调主板散热器仿真研究
对于空调主板散热仿真而言，首要任务是根据散热方式选择合理的计算模型。另外Icepak散热仿真要输入
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摘要
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散热已经成为空调主板设计的瓶颈问题，散热不合理造成主板烧损的现象时有发生。目前散热器设计多以经验加实测验证为主，对散热器的关键影响参数认识不足，设计时具有一定的盲目性。以某款变频空调为研究对象，采用Ansys-Icepak建立散热仿真方法，通过实测进行验证，并对散热器基板厚度、翅片高度、翅片间距等关键参数对散热效果的影响进行深入研究。
结果表明：该仿真分析方法与实测趋势一致，可以指导设计，提高设计效率。翅片间距、基板厚度均不能过大和过小，由于成本、空间限制，翅片长度不能过长，当翅片间距4～6mm、基板厚度5～7mm、翅片长度50～70mm时，为最优散热器。
关键词
变频空调；散热器；Ansys Icepak；优化设计
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Heat dissipation has become a bottleneck problem in the design of air conditioning motherboards and unreasonable heat dissipation caus the motherboard to burn out. At prent, the design of the radiator is mainly bad on experience and actual measurement, the key influence parameters of th
e radiator are insufficiently understood, and the design is blind.
Takes an inverter air conditioner as the rearch object, and us Ansys-Icepak to establish the heat dissipation simulation method. Through the actual measurement, the influence of the heat sink substrate thickness, fin height, fin spacing and other key parameters on the heat dissipation effect is deeply studied. The results show that the simulation analysis method is consistent with the measured trend, which can guide the design and improve the design efficiency. Fin spacing and substrate thickness should not be too large or too small, due to cost and space constraints, the fin length cannot be too long. When the fin pitch is 4～6mm, the substrate thickness is 5～7mm, and the fin length is 50～70mm, it is an optimal heat sink.
Keywords
Inverter air conditioner; Heat sink; Ansys Icepak; Optimized design
中图分类号：TM2
DOI:10.19784/jki.issn1672-0172.2020.01.005
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