發(fā)布時(shí)間：2020-12-05 09:13

　　X射線在工業(yè)無(wú)損探測(cè)、科研實(shí)驗(yàn)、醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,X射線高壓電源作為X射線發(fā)生器的核心部件,直接決定了 X射線成像的質(zhì)量及安全性。高頻、高壓、小型化是X射線高壓電源近幾年的發(fā)展方向,其對(duì)應(yīng)的高壓輸出模塊絕緣與散熱特性成為影響X射線高壓電源可靠性的重要因素,本論文來(lái)源于“國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)——X射線高壓電源”,針對(duì)倍壓整流模塊在X射線高壓電源高壓、小體積應(yīng)用需求所面臨的高耐壓絕緣和導(dǎo)熱難以兼顧的問題,對(duì)比研究了固態(tài)封裝材料成分與倍壓整流模塊絕緣導(dǎo)熱特性的關(guān)系,進(jìn)行了材料配比研究、Icepak熱仿真優(yōu)化、模塊測(cè)試等工作,實(shí)現(xiàn)了倍壓整流模塊的高效散熱,提高了電源可靠性,具體所做工作如下:本文采用Saber軟件對(duì)課題選用的雙向?qū)ΨQ式C-W全波倍壓整流電路進(jìn)行了仿真分析,獲得了電容與二極管上的電壓、電流等參數(shù),并計(jì)算得到了器件功耗。確定了以加成型液體硅橡膠為基體,以氮化鋁與氮化硼為填料,實(shí)驗(yàn)制備了導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料并對(duì)其導(dǎo)熱性能和電絕緣性能進(jìn)行了測(cè)試和分析。為減少實(shí)驗(yàn)成本并提高效率,采用正交法分析制備復(fù)合材料的最優(yōu)工藝,結(jié)果表明當(dāng)攪拌時(shí)間150min、固化時(shí)間210... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

倍壓整流電路模型

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文36在加載功率20min至30min時(shí)，溫度變化已經(jīng)非常小，因此認(rèn)為在30min時(shí)該模塊已達(dá)到穩(wěn)態(tài)溫度。4.2.5誤差分析表4-3仿真溫度與實(shí)驗(yàn)測(cè)量溫度對(duì)照Tab.4-3ComparisonofSimulationTemperatureandExperimentalMeasurementTemperature測(cè)量點(diǎn)仿真值（℃）實(shí)測(cè)值（℃）誤差（（仿真值-實(shí)測(cè)值）/實(shí)測(cè)值）169.364.96.78%269.365.85.32%369.365.45.96%469.365.16.45%599.995.34.83%圖4-10仿真溫度與實(shí)驗(yàn)測(cè)量溫度對(duì)照Fig.4-10ComparisonofSimulationTemperatureandExperimentalMeasurementTemperature如表4-3與圖4-10所示，通過仿真值與實(shí)測(cè)溫度值的比較，可以發(fā)現(xiàn)總體誤差在10%以下，所獲得的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分布基本相同，已經(jīng)取得了預(yù)期的效果，可以認(rèn)為仿真的結(jié)果是可信的。兩者間的誤差主要由以下幾個(gè)方面引起：（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)備的測(cè)量誤差。（2）實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度濕度等條件影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（3）損耗計(jì)算誤差：器件損耗采用公式計(jì)算得到，與實(shí)際功耗存在一定誤差。（4）簡(jiǎn)化誤差：為了實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有條件下的計(jì)算機(jī)仿真，本文對(duì)模型做了一系列簡(jiǎn)化。（5）軟件計(jì)算誤差：在進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真過程中，網(wǎng)格劃分、邊界條件等參數(shù)的設(shè)置都會(huì)對(duì)仿真計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生一定影響。4.3倍壓整流模塊熱設(shè)計(jì)電源工作時(shí)，倍壓整流模塊內(nèi)部的熱源器件由于功率的損耗產(chǎn)生熱量，熱量的散發(fā)有

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文46為了進(jìn)一步提高模塊散熱效率，設(shè)計(jì)了一種灌封結(jié)構(gòu)：將整體灌封優(yōu)化為層狀灌封的方式，也就是保證整體體積不變的前提下，先用硅橡膠復(fù)合材料灌封后，再加一層高導(dǎo)熱且絕緣的氮化鋁涂層，最后再灌封一層硅橡膠復(fù)合材料，由于氮化鋁的導(dǎo)熱系數(shù)非常高，這種方法可以有效提高散熱效果，實(shí)現(xiàn)整體灌封介質(zhì)導(dǎo)熱率的提高。整體灌封方式與層狀灌封方式分別如圖4-31與圖4-32所示。導(dǎo)熱絕緣復(fù)合材料pcb板15mm圖4-31整體灌封方式Fig.4-31IntegralFillingandSealingMethod2mm3mm5mm圖4-32層狀灌封方式Fig.4-32LamellarFillingandSealingMethod優(yōu)化后的倍壓整流模塊上表面、下表面和pcb板表面熱場(chǎng)仿真溫度分布云圖如圖4-33所示，可以看出，模塊的最高溫度為55.9℃。圖4-33灌封結(jié)構(gòu)優(yōu)化后熱場(chǎng)仿真云圖Fig.4-33ThermalFieldSimulationCloudImageafterOptimizationofFillingandSealingStructure倍壓整流模塊上表面、下表面和pcb板表面溫度變化三維曲面圖與等溫線如圖4-34所示�？梢钥闯�，模塊表面溫度的變化情況為中間溫度稍高，四周溫度逐漸降低，pcb板表面溫度與器件有關(guān)，二極管所在位置的溫度基本高于電容所在位置的溫度。模塊表面溫

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碩士論文
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