案例：高電壓功率放大器在壓電微泵一體化自閉環(huán)微系統(tǒng)的應(yīng)用

　　實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：壓電微泵一體化自閉環(huán)微系統(tǒng)熱管理技術(shù)研究

　　研究方向：

　　為了增強(qiáng)嵌入式液冷技術(shù)可行性與實(shí)用性，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外一些研究機(jī)構(gòu)提出了一種新型的熱管理技術(shù)方法。該方法主要思路是將散熱系統(tǒng)的泵、閥、換熱器、微流體結(jié)構(gòu)及整個(gè)冷卻工質(zhì)回路等一體化集成，使冷卻工質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)部自閉環(huán)地循環(huán)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)微系統(tǒng)內(nèi)部大功率器件的一體化高效熱管理。此方法有助于拓寬嵌入式微流體液冷技術(shù)的使用范圍，從而解決小型化大功率電子設(shè)備的一體化散熱問(wèn)題。

　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

　　設(shè)計(jì)了一種集成壓電微泵的一體化熱管理樣機(jī)。該樣機(jī)的主體材料使用加工工藝成熟且其熱導(dǎo)率較高的鋁合金（因合金組成成分不同，鋁合金的熱導(dǎo)率在２００Ｗ／（ｍ·Ｋ）左右變化）。金屬儲(chǔ)液箱蓋板上集成了翅片結(jié)構(gòu)的金屬熱沉，可有效增大整個(gè)系統(tǒng)殼體與外界環(huán)境的換熱面積，從而增強(qiáng)換熱性能。該樣機(jī)集成的儲(chǔ)液箱體積相對(duì)較大，目的是使回流的冷卻工質(zhì)有更多的時(shí)間與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換，且較大的儲(chǔ)液箱體積也可增加整個(gè)系統(tǒng)換熱面積。儲(chǔ)液箱中，進(jìn)液口與出液口間采用隔墻設(shè)計(jì)成迂回的通路，防止從入液口流入的冷卻工質(zhì)直接從出液口流出，進(jìn)而降低頂部熱沉對(duì)冷卻工質(zhì)的換熱效果。

　　圖：壓電微泵陣列供液流量的測(cè)試系統(tǒng)

　　測(cè)試系統(tǒng)：

　　上圖為壓電微泵陣列供液流量的測(cè)試系統(tǒng)。由圖可以看出，用導(dǎo)管分別將集成儲(chǔ)液箱入液口連接至外置儲(chǔ)液池，出液口引出至量筒內(nèi)。利用函數(shù)發(fā)生器與高電壓功率放大器ATA-4052對(duì)壓電微泵陣列施加交變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使其正常工作。通過(guò)測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)排出的冷卻液體積計(jì)算出供液流量。經(jīng)實(shí)測(cè)，該壓電微泵陣列在工作頻率１５０Ｈｚ、有效值１０５Ｖ正弦波電壓信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，供液流量達(dá)到最大值（為５７ｍＬ／ｍｉｎ）。

　　結(jié)論：

　　水無(wú)毒、無(wú)污染且比熱容較高，具有良好的儲(chǔ)熱性能，是一種較常用的冷卻液。因此，在高溫和常溫環(huán)境下，熱測(cè)試實(shí)驗(yàn)采用去離子水作為冷卻工質(zhì)，但在低溫環(huán)境下，水將以固體的狀態(tài)存在，無(wú)法作為液體冷卻工質(zhì)使用。而乙醇的熔點(diǎn)為－１１４．１℃，可在低溫環(huán)境下保持液相，因此，在低溫環(huán)境的熱測(cè)試中使用乙醇作為冷卻工質(zhì)。下圖為不同環(huán)境溫度下的樣機(jī)熱測(cè)試結(jié)果。由圖可以看出，常溫下，芯片最高溫度為７９．９℃，而加熱前芯片溫度為２４．４℃，因此，芯片表面的溫升為５５．５℃，此時(shí)芯片熱耗為１４．５Ｗ，由此可計(jì)算出熱流密度為２５０．９Ｗ／ｃｍ２。

　　ATA-4052高壓功率放大器參數(shù)指標(biāo)：

　　西安安泰電子是國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)從事測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高科技企業(yè)，一直專(zhuān)注于功率放大器、線束測(cè)試儀、計(jì)量校準(zhǔn)源等測(cè)試儀器產(chǎn)品的研發(fā)與制造。

　　【專(zhuān)業(yè)技術(shù)，優(yōu)秀人才】

　　安泰人不斷進(jìn)步，不斷打破國(guó)外品牌的壟斷，自主研發(fā)的技術(shù)也在不斷增多，更多的自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)品牌化。

　　【隨意調(diào)節(jié)，無(wú)限兼容】

　　數(shù)控增益系統(tǒng)能夠根據(jù)客戶(hù)的不同需求來(lái)調(diào)節(jié)所需要的電壓，同時(shí)兼容各種主流信號(hào)發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。

　　【測(cè)試多樣，功能升級(jí)】

　　輸出電壓軌三檔可調(diào)，直流偏置三檔可調(diào)，電流監(jiān)測(cè)，參數(shù)自動(dòng)保存。

　　【電阻切換，測(cè)量面廣】

　　安泰自主研發(fā)的功率放大器產(chǎn)品，輸入電阻兩檔可調(diào)，兼容市面所有主流的任意波形函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。

　　本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布，西安安泰電子科技有限公司（Aigtek）是國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)從事測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高科技企業(yè)。公司致力于功率放大器、計(jì)量校準(zhǔn)產(chǎn)品、線束測(cè)試儀等產(chǎn)品為核心的相關(guān)行業(yè)測(cè)試解決方案的研究，為用戶(hù)提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的測(cè)試方案，Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。