CN105277587A - 金属散热器散热性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于金属散热器散热性能的一种测试装置，该装置包括：加热电源、电流检测装置、电压检测装置和温度检测装置，所述加热电源直接与所述被测金属散热器电连接，所述电压检测装置与所述加热电源并联连接，所述电流检测装置串联在所述金属散热器加热回路中，所述温度检测装置安装在所述被测金属散热器上。该装置结构简单，测试操作容易，测试精度高，针对市面上大量金属散热器均可以进行测试，适用面广。
Description
技术领域
本发明涉及散热器性能评估领域，是特别针对金属散热器散热性能的测量装置。
背景技术
随着电子电器技术的不断发展,半导体器件电路集成化程度越来越高,组件的功率更大而物理尺寸越来越小,热流密度也随之增加,高热流密度的形成带来了对电子电器元件更高的热控制要求，同样的由于LED照明产业的发展，其用电能效备受关注，市场上涌现出形形色色金属散热器，但都没有对应的较明确的散热性能参数。因此有效的解决金属散热器散热性能评估问题必定能使当前电子电器设备及LED照明的散热技术更进一步。
现有的散热性能测试方案多利用各种加热器向散热器进行热传递根据其前后温度变化大概判断其散热性能，或在通电状态下对一些散热器上的半导体器件的各参数进行采集计算热阻值，这些方式测试结果都具有一定的局限性，涉及到被测对象热能损失，都没能直接采集到散热器较为准确的散热性能的数据，所以并不能较准确的反应散热器本身的散热能力。为了解决这个问题，经过不断的研究、设计，并经反复实验，采用直接对金属散热器本身通电加热的方式在其平衡温度点采集数据算出其散热功率P和换热系数h，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种金属散热器散热性能测试装置，其包括加热电源、电流检测装置、电压检测装置和温度检测装置，所述加热电源直接与所述被测金属散热器电连接，所述电压检测装置与所述加热电源并联连接，所述电流检测装置串联在所述金属散热器加热回路中，所述温度检测装置安装在所述被测金属散热器上。
所述的金属散热器散热性能测试装置，其特征在于所述电流测试装置可设置一个或多个。
所述的金属散热器散热性能测试装置，其特征在于所述电压测试装置可设置一个或多个。
所述的金属散热器散热性能测试装置，其特征在于所述温度检测装置可设置一个或多个。
所述加热电源对被测金属散热器输入低电压大电流形式的电能，利用金属散热器本身的焦耳热，加热金属散热器。当所述温度检测装置检测到平衡温度T，在达平衡温度时加热功率就等于金属散热器的散热功率，通过所述电流检测装置测得加热电流I，通过所述电压检测装置测得加热电压U，则可算出加热功率P=U*I即金属散热器的散热功率。再通过所述温度检测装置测得的平衡温度T减去室温T0，得到温升ΔT=T-T0，再测量出被测金属散热器的表面积S，据牛顿对流换热公式还可计算出其换热系数h=P/(ΔT*S)。则可根据P和h对该金属散热器散热性能做出有效评估。
由以上技术方案可知,本发明一种金属散热器散热性能测试装置至少具有下列优点：
测试装置结构和操作过程简单；针对市面上大量金属散热器可以进行测试，适用面广；测试装置直接对金属散热器通电进行加热，相对而言受外界影响因素小，得出散热性能数据较精确。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明金属散热器散热性能测试装置结构示意图。
图2是本发明金属散热器散热性能测试装置的实施例电路连接示意图。
图3是本发明金属散热器散热性能测试装置实测温升-功率图。
图4是本发明金属散热器散热性能测试装置实测主要数据表。
1．电流检测装置2.电压检测装置3.温度检测装置4.被测金属散热器5.变压装置6.加热电源7.市电交流电源8.调压装置。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的金属散热器散热性能测试装置具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图2所示，被金属散热器（4）是20目的丝径0.235mm的铜网，调节调压装置（8）是2000瓦的调压器，温度检测装置（3）是Pt100温度传感器，变压装置（5）是原边副边匝比为200的800瓦变压器，故变压装置（5）可使副边电压比原边降低200倍，电流比原边放大200倍，从而变压装置（5）可向被测金属散热器（4）提供低压大电流的能量。
通过调节调压装置（8）可以改变变压装置（5）原边的输入电压，从而改变变压装置（5）副边的输出电压、电流，以得到期望的加热效果，温度检测装置（3）安装在被测金属散热器（4）上，一段时间后待温度检测装置（3）测量温度达稳定值T时，由电流测试装置（1）测得I，电压测试装置（2）测得U,则可算出加热功率P=U*I即金属散热器的自然对流散热功率，再通过所述温度检测装置测得的平衡温度T减去室温T0，得到温升ΔT=T-T0，再测量出被测金属散热器的表面积S，根据对流换热牛顿冷却公式还可计算出其自然对流状态换热系数h=P/(ΔT*S)。
实施例的测试数据统计图表可参见图3、图4，测量条件：室温T0为27.6℃，铜网是20目的丝径为0.235mm，铜网长0.5m，宽0.048m，面积0.024㎡。
从图3可看出温度每上升1度，散热功率增加0.615瓦，因为散热器面积为0.024㎡，故可算出平均热对流系数h=0.615w/0.024㎡/1℃=25.6w/㎡·℃。与其他方法测量的铜网热对流系数很接近。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种金属散热器散热性能测试装置，其特征在于其包括：加热电源、电流检测装置、电压检测装置和温度检测装置，所述加热电源直接与所述被测金属散热器电连接，所述电压检测装置与所述加热电源并联连接，所述电流检测装置串联在所述金属散热器加热回路中，所述温度检测装置安装在所述被测金属散热器上。
2.根据权利要求1所述的金属散热器散热性能测试装置，其特征在于所述电流测试装置可设置一个或多个。
3.根据权利要求1所述的金属散热器散热性能测试装置，其特征在于所述电压测试装置可设置一个或多个。
4.根据权利要求1所述的金属散热器散热性能测试装置，其特征在于所述温度检测装置可设置一个或多个。
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