2018年电子器件与机械工程国际学术会议ICEDME2018
第三届机械、控制与计算机工程国际学术会议(ICMCCE 2018)
1273–1287.HUI J, BAKHSHAI A. A new adaptive control algorithm for maximum power point tracking for wind energy con-version systems[C]//2008 PESC Proceedings of the Power Electronics Specialist Conference. Rhodes, Greece, 2008: 4003–4007.[14]DAHBI A, NAIT-SAID N, NAIT-SAID M-S. A novel combined MPPT-pitch angle control for wide range vari-able speed wind turbine based on neural network[J]. Inter-national journal of hydrogen energy, 2016, 41(22): 9427–9442.[15]ZHANG Xinfang, XU Daping. Adaptive fuzzy control for variable speed variable pitch wind turbines[J]. IFAC power plants and power systems control, 2003, 36(20): 1031–1036.[16]BAGHERI P, Sun Qiao. Adaptive robust control of a class of non-affine variable-speed variable-pitch wind tur-bines with unmodeled dynamics[J]. ISA transactions, 2016, 63: 233–241.[17]唐酿, 肖湘宁, 陈众. 基于Sugeno模糊推理的静止无功[18]补偿器多模态切换方法[J]. 电网技术, 2011, 35(8):140–143.TANG Niang, XIAO Xiangning, CHEN Zhong. A meth-od of multi-mode switching for SVC based on sugenofuzzy inference[J]. Power system technology, 2011,35(8): 140–143.作者简介：侯涛，男，1975年生，教授，博士，主要研究方向为智能信息处理与智能控制。
自动化专业《电力电子技术》课程目标达成度评价
办公自动化杂志0概述工程教育在国家工业体系的形成和发展中发挥了不可替代的作用，是我国高等教育的重要组成部分。
2016年我国成为《华盛顿协议》的正式会员标志着我国工程教育步入一个新阶段。
自此，中国工程教育全面引入、深化、落实“学生中心、成果导向和持续改进”三大理念。
在践行三大理念、顺应国际工程教育发展新趋势的同时，我国工程教育参照国际工程教育的理念和认证标准框架要求，不断完善工程教育认证标准、卓越工程师教育标准及行业标准、工科专业类教育质量国家标准，CDIO 能力大纲等，逐步形成了与《华盛顿协议》体系和欧洲工程教育专业认证体系要求实质等效的中国工程教育质量标准体系，并积极推进专业认证输出中国模式和中国经验[1]。
工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础[2]。
它以提升工科专业学生能力为最终目的，通过实施工科专业课程体系设置、师资队伍建设、办学条件配置等措施，努力提高工科毕业生的能力达成度，以保证工科专业教育教学质量。
2020年，中国工程教育专业认证协会将接受认证专业采用面向产出的教学评价方式作为接受认证专业的底线要求，而面向产出的教学评价的焦点是全体毕业生达到认证标准毕业要求和专业制定的毕业要求的情况。
可见，达成度的有效评价是整个工程认证体系顺利实施的关键之一，其结果正向可以直观反映人才培养质量，反向能为培养质量、课程体系和教学过程的持续改进提供参考依据[3]。
课程达成度是评价毕业要求达成情况的基础，对所有观测点的支撑课程进行有效准确的达成度评价影响专业培养目标的实现情况，也是提升课程教学质量，促进专业教学持续改进的必要条件。
课程目标达成度评价是毕业要求达成度评价的基础，其主要围绕支撑毕业要求观测点的各项课程指标点，采用合理的考核形式如考试、报告、设计、作业等形式与合理的计算方法形成评价，为毕业要求达成度评价提供基础数据[4]。
洛阳理工学院是河南省属全日制本科院校，学校坚持培养社会责任感强、基础理论扎实，具有较强创新精神和实践能力的高层次应用型人才为目标。
发明与专利
发明与专利I Invents & Patents一种适用于防腐涂层电化学噪声检测的植入型传感器装置申请号:201810013966.7【公开号】CN 107991227A 【公开日】2018.05.04【分类号】G01N 17/02【申请日】2018.01.08【申请人】东北大学【发虬击乏凡帝；刘莉；王福会【摘 要】本发明公开一种适用于防腐涂层电化学噪声检测的植入型传感器装置，主要包括叉型金属膜电极、矩形薄片电极、相应的电极引线、封装用陶瓷及有机涂层/金属基体体系。
两个传感器处于同一平面，且矩形薄片电极位于叉型金属膜电极中心，但各自的电极及引线部分应留 有适当距离并避免直接接触。
本发明的优点：可实现有水介质环境下涂层的原位电化学噪声监测：采用两个同心嵌套但互不接触的传感器可获得一致的电化学信号采集范围，同时避免各自信号的相互干扰；矩形薄片电极开孔的设讣方案可防止电化学信号失真的情况，保证了测试结果 的准确性。
氮氧传感器加热装置申请号:201810106549【公开号】CN108255112A 【公开日】2018.07.06【分类号】G05B19/042;G05D23/19;G05Bll/42;G01N33/00【申请日】2018.02.02【申请人】常州联德电子有限公司饭叙j T玉曦；陈远超;也丽而5竹【摘要】本发明涉及氮氧传感器的技术领域，尤其涉及一种氮氧传感器加热装置。
信号放大部分连接微控制器的A/D 转换部分，微控制器的TIM 定时器部分产生的PWM 同时控制连接加热驱动模块和电压检测模块的恒定电流部分，电压检测模块和加热驱动模块同时连接氮氧传感器的加热钳电阻，微控制器的FSMC 部分连接显示模块TFTLCDo 本设计采用电压检测模块独立对加热钳电阻提 供稳定、恒定电流，同时对钳电阻的端电压信号进行有效地差分放大，并将合理放大后输出电压信号提供给微控制器模块，抑制了信号的共模噪声，极大地改善了电压信号 信噪比，提高了温度测量的精度。
高频延迟线型 SAW 器件仿真与设计
智能智造与信息技术DOI：10.16660/ki.1674-098X.2203-5640-2486高频延迟线型SAW器件仿真与设计沈斌姜雷鸣杨海洋刘新蕾（黑龙江科技大学安全工程学院黑龙江哈尔滨150022）摘要：为分析电极高度比与孔径深度等工艺参数对声表面波器件性能的影响，利用有限元软件COMSOL，建立压电基片表面沉积均匀叉指换能器的二维模型，分析了电极高度比对声表面波器件特征频率的影响。
通过建立不同孔径深度均匀叉指换能器的三维模型，分析了叉指换能器的孔径对于输出电压振幅的影响。
仿真结果表明：特征频率的大小与叉指电极的高度比成反比，即电极高度比越低，特征频率就越高；输出电压振幅与孔径深度成反比，即孔径越大，振幅越小，且振幅小于等于给定输入电压。
延迟线型SAW器件性能测试表明：带宽为0.577MHz，中心频率为204.2MHz，插损为-13.571dB，品质因数Q为354，符合制备器件的要求。
关键词：特征频率电极高度比孔径振幅中图分类号：TN722文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)05(b)-0048-06Simulation and Design of High Frequency Delay LinearSAW DeviceSHEN Bin JIANG Leiming YANG Haiyang LIU Xinlei(School of Safety Engineering,Heilongjiang University of Science&Technology,Harbin,HeilongjiangProvince,150022China)Abstract:The objective is to analyze the influence of process parameters such as electrode height ratio and aperture depth on the performance of SAW devices.In this paper,a two-dimensional model of a homogeneous interdigital transducer deposited on the surface of a piezoelectric substrate is established by using the finite element software COMSOL,and the effect of electrode height ratio on the characteristic frequency of surface acoustic wave devices is analyzed.By establishing the three-dimensional model of uniform interdigital transducer with different aperture depth,the influence of the aperture of interdigital transducer Aon the output voltage amplitude is analyzed.The simulation results show that the characteristic frequency is inversely proportional to the height ratio of interdigital electrodes,that is,the lower the height ratio of electrodes,the higher the characteristic frequency.The output voltage amplitude is inversely proportional to the aperture depth,that is,the larger the aperture is,the smaller the amplitude is,and the amplitude is less than or equal to the given input voltage.The performance test of delay line saw device shows that the bandwidth is0.577MHz,the center frequency is204.2MHz,the insertion loss is -13.571dB,and the quality factor Q is354,which meets the requirements of the device.Key Words:Characteristic frequency;Electrode height ratio;Aperture;Amplitude基金项目：国家自然科学基金（项目编号：52074111）；黑龙江省自然科学基金（项目编号：YQ2020E034）；黑龙江省普通高等学校基本科研业务费项目（项目编号2：2020-KYYWF-0693）。
工业机器人性能测试方法的运动学模型误差灵敏度分析
引用格式：吴晓亮, 王凌, 高雁凤, 等. 工业机器人性能测试方法的运动学模型误差灵敏度分析[J]. 中国测试，2023, 49(8): 134-142. WU Xiaoliang, WANG Ling, GAO Yanfeng, et al. Sensitivity analysis of performance tests for industrial robots to parameter errors of kinematic model[J]. China Measurement & Test, 2023, 49(8): 134-142. DOI: 10.11857/j.issn.1674-5124.2022030017工业机器人性能测试方法的运动学模型误差灵敏度分析吴晓亮， 王 凌， 高雁凤， 陈锡爱， 王斌锐(中国计量大学机电工程学院，浙江 杭州 310018)摘 要: 当前，少部分学者对工业机器人性能测试进行研究，行业领域也已颁布国家标准GB/T 12642—2013，但是对工业机器人性能测试方法的研究却仍然很不充分，评测方法的设计缺乏理论分析依据。
文章基于运动学模型，通过研究工业机器人关键性能测试方法对运动学模型参数误差的灵敏度，以及部分测试指标的灵敏度空间分布特性，从而分析机器人性能测试方法关键测试指标的适用性。
数据结果表明：位置准确度相对于运动学模型参数误差的灵敏度均不为零；姿态准确度和位姿重复性测试方法存在不足。
在主要考虑运动学模型几何参数误差的情况下：工业机器人位置准确度测试也是十分必要的，现有国家标准中的姿态准确度和姿态重复性评价工业机器人具有局限性。
文章的研究有助于改进工业机器人性能评测方法，也能够帮助机器人制造企业分析和提高机器人运动性能。
关键词: 工业机器人; 性能测试方法; 运动学模型; 灵敏度分析中图分类号: TP242.2;TB9文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2023)08–0134–09Sensitivity analysis of performance tests for industrial robots toparameter errors of kinematic modelWU Xiaoliang, WANG Ling, GAO Yanfeng, CHEN Xiai, WANG Binrui(College of Mechanical and Electrical Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China)Abstract : At present, a small number of scholars have studied the performance test of industrial robots, and the national standard GB/T 12642—2013 has been issued in the industry. However, the research on the performance test method of industrial robots is still insufficient, and the design of evaluation method is lack of theoretical analysis basis. Based on the kinematics model, this paper studies the sensitivity of the key performance test method of industrial robot to the parameter error of kinematics model and the sensitivity spatial distribution characteristics of some test indexes, so as to analyze the applicability of the key test indexes of robot performance test method. The results show that the sensitivity of position accuracy to the parameter error of kinematic model is not zero. The attitude accuracy and pose repeatability test methods are insufficient.When the geometric parameter error of kinematic model is mainly considered, the position accuracy test of收稿日期: 2022-03-03；收到修改稿日期: 2022-05-06基金项目: 国家重点研发计划项目（2018YFB2101004）；浙江省公益技术应用研究分析测试项目（LGC21F030001）作者简介: 吴晓亮（1997-），男，安徽合肥市人，硕士研究生，专业方向为机器人技术及应用。
层状双氢氧化物基复合材料的制备及其电化学性能的研究
层状双氢氧化物基复合材料的制备及其电化学性能的研究The Construction of Layered Double Hydroxides-Based Hybrid Materials for Electrochemical ApplicationAbstractTwo-dimensional (2D) materials have attracted increasing interest in electrochemical energy storage andconversion. As typical 2D materials, layered double hydroxides (LDHs) display large potential in this areadue to the facile adjustableof their composition, structure and morphology. Various preparationstrategies, including in situ growth, electrodeposition and layer-by-layer (LBL) assembly, have beendeveloped to directly modify electrodes by using LDHs materials. Moreover, several composite materialsbased on LDHs and conductive matrices have also been rationally designed and employed in supercapacitors, batteries and electrocatalysis with largely enhanced performances.This paper focus on the construction of LDHs-based composites and its application in electrocatalytic hydrolysis and electrochemical energy storage carried out in a series of trial and research.The controllable synthesis of LDHs-based composites was realized by the method of multi-step hydrothermal process and liquid phase self-assembly. As a result, the electrochemical performance was enhanced.The main contents of this paper are as following:(1) Study on the construction of NiFe LDH@NiCo2O4 compositesHerein, for the first time, we demonstrate NiFe-LDH ultrathin sheets with several atomic layers grown on nickel cobalt oxide (NiCo2O4) nanowire arrays as an efficient bifunctionalcatalyst toward both HER and OER reaction. Nickel (Ni) foam was used as the electrode scaffold support because of its earth abundance and porous three-dimensional structure.NiCo2O4, a typical OER electrocatalyst with high conductivity, was deposited on the Ni foam in the form of rhombus/hexagonal plates interconnected into perpendicular nanowire array morphology, efficientlyfacilitating electron transfer and electrolyte permeation. The electrical conductivity in NiCo2O4 has been believed to originate from the层状双氢氧化物基复合材料的制备及其电化学性能的研究presence of Ni3+ and the electron transfer between Ni2+ and Ni3+. Importantly, the surface of NiCo2O4was a Ni-rich layer, which served as the seed for the following hierarchical growth of NiFe-LDH, ensuring close contact and strong coupling at the interface.(2) Study on the properties of electrocatalytic water splitting of NiFe LDH@NiCo2O4 compositesHerein, the NiFe-LDH sheets were ultrathin of only several atomic layers, combined with its strong coupling with NiCo2O4 and the unique hierarchical structure, enabled the hybrid electrode a remarkable overall water splitting performance of only 1.60 V to achieve 10 mA cm-2 current in single alkaline KOH eletrolyte.Key words: Layered double hydroxides (LDHs)，Electrocatalysis, Overall water splitting, Hydrogen evolution reaction, Oxygen evolution reaction，Heterostructure.Written by: Zhiqiang WangSupervised by: Prof. Fengxia GengProf. Xingwang Wang目录第一章文献综述 (1)1.1 引言 (1)1.2 LDHs及其复合材料的制备 (2)1.2.1 LDHs的基本结构 (2)1.2.2 LDHs的制备方法 (2)1.3 LDHs及其复合材料的应用 (3)1.3.1电催化水解中的应用 (3)1.3.2超级电容器中的应用 (10)1.4论文的选题思路、意义和主要工作 (15)1.4.1选题思路和意义 (15)1.4.2主要工作 (16)参考文献 (16)第二章超薄NiFe LDH纳米片与NiCo2O4纳米线杂化结构的构筑 (16)2.1 引言 (24)2.2 实验部分 (26)2.2.1 实验试剂 (26)2.2.2 仪器 (26)2.2.3 实验步骤 (27)2.3 结果与讨论 (28)2.3.1 SEM分析 (28)2.3.2 XRD和BET分析 (30)2.3.3 TEM分析 (32)2.3.4 EDS和Mapping分析 (33)2.3.5 XPS分析 (35)2.4 小结 (37)参考文献 (37)第三章NiFe LDH@NiCo2O4杂化结构的电催化全解水性能研究 (41)3.1 引言 (41)3.2 实验部分 (41)3.2.1 电化学测试 (41)3.3 结果与讨论 (42)3.3.1析氧反应分析 (42)3.3.2析氢反应分析 (44)3.3.3 全解水分析 (45)3.3.4 CV和EIS分析 (46)3.3.5电催化性能比较 (47)3.3.6 电催化性能的机理探究 (50)3.4 小结 (53)参考文献 (53)第四章结论和展望 (53)4.1 全文总结 (60)4.2 展望 (60)在读期间已发表或录用的论文 (62)致谢 (63)第一章文献综述1.1 引言能源在当今社会的发展中发挥着重要的作用，但近年来由传统能源煤、石油、天然气等资源的日益消耗，以及化石燃料等的大量使用所带来的生活环境的污染，以及温室气体的增加导致的海平面上升、酸雨的形成，使人类面临生存环境的恶化，不可再生能源的枯竭等多重威胁1-4。
两种热电分离式基板导热性能的对比研究
第４２卷第１期２０１９年２月电子器件ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓＶｏｌ ４２㊀Ｎｏ １Ｆｅｂ.２０１９项目来源:广东省ＬＥＤ封装散热基板工程技术研究中心协同创新与平台环境建设专项项目(５０９１４１６７４０６９)收稿日期:２０１８－０１－１７㊀㊀修改日期:２０１８－０４－２６ＣｏｍｐａｒａｔｉｖｅＳｔｕｄｙｏｎＨｅａｔＤｉｓｓｉｐａｔｉｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＴｗｏＴｈｅｒｍａｌ￣ＥｌｅｃｔｒｉｃＳｅｐａｒａｔｉｏｎＳｕｂｓｔｒａｔｅｓ∗ＱＩＮＤｉａｎｃｈｅｎｇ∗ꎬＸＩＡＯＹｏｎｇｌｏｎｇ(ＲａｙｂｅｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ(Ｚｈｕｈａｉ)ＬｉｍｉｔｅｄꎬＧｕａｎｇｄｏｎｇＬＥＤＰａｃｋａｇｅ￣ＵｓｅｄＨｅａｔＤｉｓｓｉｐａｔｉｏｎＳｕｂｓｔｒａｔｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒꎬＺｈｕｈａｉＧｕａｎｇｄｏｎｇ５１９１８０ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｏｎｔｈｅｂａｓｅｏｆｔｈｅｒｍｏｓ￣ｅｌｅｃｔｒｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎｃｏｎｃｅｐｔꎬＦＲ４/ＣｕｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄＦＲ４/ＡｌＮｓｕｂｓｔｒａｔｅꎬｗｈｉｃｈｗｅｒｅｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｂｅｈｉｇｈｔｈｅｒｍａｌｌｙｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅꎬｗｅｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄａｎｄｔｈｅｎｍｏｕｎｔｅｄｗｉｔｈ１３ＷＯｓｒａｍＳ２ＷＬＥＤｓｅｍｐｌｏｙｉｎｇＳＭＴｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｐｒｅｐａｒｅＬＥＤｍｏｄｕｌｅｓ.ＴｈｅＬＥＤ ｓｊｕｎｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄｅｍｐｌｏｙｉｎｇｊｕｎｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｅｓｔｅｒｗｉｔｈｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｂｏｔｔｏｍｓｉｄｅｏｆｔｈｅａｂｏｖｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｆｉｘｅｄｃｏｎｓｔａｎｔｂｙｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｔｆｏｒｍ.ＴｈｅＬＥＤ ｓｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｉｒｔｏｔａｌｐｏｗｅｒｖａｌｕｅｓａｎｄｒａｄｉａｎｔｐｏｗｅｒｖａｌｕｅｓｕｓｉｎｇＤＣＰｏｗｅｒａｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｓｐｈｅｒｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.Ａｆｔｅｒｔｈａｔꎬａｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎬｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｍｏｄｕｌｅ ｓｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈＬＥＤ ｓｊｕｎｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒꎬｂｅｔｗｅｅｎＦＲ４/ＣｕａｎｄＦＲ４/ＡｌＮｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄ.ＩｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔＦＲ４/ＣｕｓｕｂｓｔｒａｔｅｐｒｅｓｅｎｔｓａｓｌｉｇｈｔｌｙｂｅｔｔｅｒｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｈａｎＦＲ４/ＡｌＮｓｕｂｓｔｒａｔｅｄｏｅｓ.ＴｈａｔｉｓｗｈｅｎＦＲ４/ＣｕｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄＦＲ４/ＡｌＮｓｕｂｓｔｒａｔｅｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｓｕｂｓｔｒａｔｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙꎬｔｈｅｊｕｎｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｗｅｒｅ４９.７２ħａｎｄ５１.３２ħａｎｄｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｗｅｒｅ２.２１ħ/Ｗａｎｄ２.３１ħ/Ｗｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｌｙ.㊀Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓｅｐａｒａｔｉｏｎꎻＬＥＤꎻｍｏｄｕｌｅꎻＦＲ４/ＣｕｓｕｂｓｔｒａｔｅꎻＦＲ４/ＡｌＮｓｕｂｓｔｒａｔｅꎻｊｕｎｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎻｔｈｅｒｍａｌꎻｈｅａｔｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎＥＥＡＣＣ:２５７０㊀㊀㊀㊀ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５－９４９０.２０１９.０１.０１４两种热电分离式基板导热性能的对比研究∗秦典成∗ꎬ肖永龙(乐健科技(珠海)有限公司ꎬ广东省ＬＥＤ封装散热基板工程技术研究中心ꎬ广东珠海５１９１８０)摘㊀要:基于热电分离式设计理念ꎬ开发出ＦＲ４/Ｃｕ与ＦＲ４/ＡｌＮ两种高导热散热基板ꎬ并利用ＳＭＴ工艺将１３Ｗ的ＯｓｒａｍＳ２Ｗ型ＬＥＤ灯珠分别与上述两种散热基板焊接后组装成ＬＥＤ模组ꎻ利用半导体制冷温控台恒定散热基板底部温度后ꎬ使用结温测试仪对ＬＥＤ的结温进行了测试ꎮ同时借助直流电源和积分球分别对ＬＥＤ的总功率和光功率进行了测量后得到了模组的热功率值ꎮ最后根据ＬＥＤ结温测试结果与热功率值计算得出了模组的热阻值ꎬ并在此基础上对两种基板的散热性能进行了对比研究ꎮ结果表明ꎬＦＲ４/ＡｌＮ基板的散热性能较之ＦＲ４/Ｃｕ基板稍逊ꎮ当使用ＦＲ４/Ｃｕ基板散热时ꎬＬＥＤ的结温和热阻分别是４９.７２ħ㊁２.２１ħ/Ｗꎮ当使用ＦＲ４/ＡｌＮ基板散热时ꎬＬＥＤ的结温和热阻分别是５１.３２ħ㊁２.３２ħ/Ｗꎮ关键词:热电分离ꎻＬＥＤꎻ模组ꎻＦＲ４/Ｃｕ基板ꎻＦＲ４/ＡｌＮ基板ꎻ结温ꎻ热阻ꎻ散热性能中图分类号:ＴＮ３０５.９４㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１００５－９４９０(２０１９)０１－００６６－０４㊀㊀随着电子元件及设备高功率㊁轻量化㊁小型化与高集成度的发展趋势已日见明朗[１－２]ꎬ随之而来的散热问题也愈来愈突出ꎮ热量集中容易导致电子元件及设备芯片结温升高㊁整体性能恶化㊁寿命大幅度降低ꎮ有研究指出ꎬ电子封装器件的结温每升高１０ħ~１５ħꎬ其寿命就会减少一半以上[３－４]ꎮ因此可以看出ꎬ散热问题现已逐渐发展成为限制其进一步发展的技术瓶颈ꎮ普通金属基板ＭＣＰＣＢ(Ｍｅｔａｌ第１期秦典成ꎬ肖永龙:两种热电分离式基板导热性能的对比研究㊀㊀ＣｏｒｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ)因绝缘层导热率过低而无法满足大功率电子元件及设备的散热需求ꎮ因此ꎬ如何进一步开发出同时具备高导热率及优良绝缘耐压特性的散热基板材料便成为了研究者们竞相研究的热点课题[５－６]ꎮ如图１(ａ)及图１(ｂ)所示ꎬ为了给功率型电子元件及设备提供高效的散热管理方案ꎬ本文基于热电分离式设计理念ꎬ分别研制出ＦＲ４/Ｃｕ及ＦＲ４/ＡｌＮ两种散热基板材料ꎮ其中ＦＲ４/Ｃｕ基板通过在铜基座上利用蚀刻的方法制作成散热凸台ꎬ然后利用压合工艺将其与由铜箔㊁半固化片及增强材料所构成的ＦＲ４材料完成复合ꎬ其中散热凸台可作为电子元器件的安放点实现热量的快速传导ꎻＦＲ４/ＡｌＮ基板则是通过将表面金属化后的高导热ＡｌＮ陶瓷预先加工成小块单元ꎬ然后嵌入ＦＲ４材料的锣空位ꎬ再利用压合工艺完成陶瓷与ＦＲ４材料的复合ꎬ其中陶瓷块单元作为电子元器件的安放点实现热量的快速传导[７]ꎮ本文通过对两种热电分离式散热基板的导热性能进行对比研究ꎬ分析造成二者导热性能差异的原因ꎬ以期为实际工程应用提供理论指导并为业界同行提供技术参考ꎮ图１㊀两种热电分离式散热基板结构示意图１㊀实验部分１.１㊀实验原料及仪器设备原材料㊀ＦＲ４/Ｃｕ基板(厚度:１.６４ｍｍꎬ凸台尺寸:３.２ｍｍˑ５.５ｍｍˑ０.１３５ｍｍ)㊁ＦＲ４/ＡｌＮ基板(厚度:１.６４ｍｍꎬ陶瓷尺寸:７ｍｍˑ７ｍｍˑ１.６４ｍｍ)㊁１３ＷＯｓｒａｍＳ２Ｗ型ＬＥＤ灯珠ꎮ仪器设备㊀伏达Ｔ－５恒温控制系统㊁力兹ＬＥＤＴ－３００Ｂ结温测试仪㊁远方０.３ｍＨＡＡＳ－２０００积分球光谱辐射计系统(含直流电源和积分球)ꎮ１.２㊀实验过程如图２所示ꎬ首先利用ＳＭＴ工艺将ＬＥＤ分别焊接在ＦＲ４/Ｃｕ基板与ＦＲ４/ＡｌＮ基板上组装成ＬＥＤ模组ꎮ为方便起见ꎬ分别将利用ＦＲ４/ＡｌＮ基板和ＦＲ４/Ｃｕ基板进行散热的ＬＥＤ模组编号为１＃和２＃ꎮ图２㊀使用热电分离式散热基板的ＬＥＤ模组图３㊀结温和热阻测试然后ꎬ如图３(ａ)与图３(ｂ)所示ꎬ利用半导体制冷温控台控制好基板的底部温度(Ｔｂ)为(２５ʃ１)ħꎬ同时设置环境温度为(２５ʃ１)ħ㊁设置湿度为３５％~６５％ꎬ并参照ＥＩＡ/ＪＥＳＤ５１－１及ＧＢＴ２４８２４－２００９标７６电㊀子㊀器㊀件第４２卷准ꎬ通过电压法借助结温测试仪在恒流１Ａ的条件下对ＬＥＤ的结温(Ｔｊ)进行测试ꎮ最后ꎬ如图３(ｃ)所示ꎬ利用积分球系统分别测量出ＬＥＤ的正向电流(ＩＦ)㊁正向电压(ＶＦ)与辐射功率(ＰＲ)ꎮ待以上数据测试测试完毕ꎬ利用式(１)[８]计算出ＬＥＤ模组的整体热阻Ｒꎬ并结合ＬＥＤ结温的高低来评估两种基板散热性能的优劣ꎮＲ＝(Ｔｊ－Ｔｂ)/Ｐ(１)式中:Ｒ代表ＬＥＤ模组的热阻ꎬＴｊ代表ＬＥＤ结温ꎬＴｂ代表基板底部的温度ꎬＰ代表ＬＥＤ的热功率ꎮ２㊀分析与讨论图４(ａ)及图４(ｂ)分别是在环境温度为(２５ʃ１)ħ时ꎬＬＥＤ在分别使用ＦＲ４/Ｃｕ基板和ＦＲ４/ＡｌＮ基板时的结温(Ｔｊ)及对应散热基板底部的温度(Ｔｂ)曲线ꎮ图４㊀ＬＥＤ结温及对应基板底部温度曲线从图４中读取１＃ＬＥＤ模组和２＃ＬＥＤ模组的ＬＥＤ结温及对应基板底部温度值ꎬ结合直流电源所测得的模组总功率及积分球所测得的辐射功率汇总如表１所示ꎮ表１㊀ＬＥＤ模组相关测试结果ＬＥＤ模组Ｔｊ/ħＴｂ/ħＩＦ/ＡＶＦ/ＶＰＴ/ＷＰＲ/ＷＰ/Ｗ１＃模组４９.７２２５.５２１.００１３.２３１３.２３２.２９４１０.９４２＃模组５１.３２２５.３０１.００１３.５５１３.５５２.３１６１１.２４㊀㊀表１中ꎬ模组的总功率ＰＴ为ＩＦ与ＶＦ之乘积ꎻ热功率Ｐ为总功率为ＰＴ与辐射功率ＰＲ之差ꎮ由表１可知ꎬ使用ＦＲ４/Ｃｕ基板散热的１＃ＬＥＤ模组与使用ＦＲ４/ＡｌＮ基板散热的２＃ＬＥＤ模组ꎬ其ＬＥＤ结温所对应的结温分别是４９.７２ħ和５１.３２ħꎮ结合热阻计算公式(１)可知ꎬ１＃模组与２＃模组所对应的热阻分别是２.２１ħ/Ｗ和２.３２ħ/Ｗꎮ因此可以看出ꎬＦＲ４/Ｃｕ基板的散热性能较之ＦＲ４/ＡｌＮ要略好ꎮ对于大多数材料而言ꎬ其热阻的计算公式[９]如下:Ｒｔｈ＝Ｌ/(Ｋ Ａ)(２)式中:Ｌ材料的厚度㊁Ｋ材料的导热系数㊁Ａ为材料的有效导热面积ꎮ一般情况下ꎬ铜合金的导热系数在３８０Ｗ/(ｍ Ｋ)以上ꎬＡｌＮ陶瓷的导热率则大于１７０Ｗ/(ｍ Ｋ)ꎮ在ＦＲ４/Ｃｕ基板中ꎬ散热凸台的热阻Ｒｔｈ－Ｃｕ为０.０２ħ/Ｗꎻ在ＦＲ４/ＡｌＮ基板中ꎬ陶瓷的热阻Ｒｔｈ－ＡｌＮ为０.２ħ/Ｗꎬ为ＦＲ４/Ｃｕ中散热凸台的１０倍ꎮ然而结合ＬＥＤ的热阻计算结果可知ꎬ１＃模组的热阻仅比２＃模组的热阻低０.１１ħ/Ｗꎬ前者对应的ＬＥＤ结温仅比后者低１.６ħꎮ本文所论述的两种热电分离式散热基板ꎬ其不同材料之间是通过物理吸附和机械锁合作用完成复合ꎮ就ＦＲ４/Ｃｕ散热基板而言ꎬ铜合金内部热量传递以自由电子的运动为主ꎬ声子的扩散为辅ꎮ而在合金与绝缘层的界面上ꎬ对热量传递起主要作用的电子则无法通过[１０]ꎮ同时ꎬ由于界面两侧物质的属性不同ꎬ杂质和缺陷聚集ꎬ会造成大部分声子发生散射而形成界面热阻ꎬ从而只有少部分声子可以越过此界面扩散到绝缘层中继续热量的传导[１１－１２]ꎮ因此ꎬ散热凸台的大部分热量只能通过合金内部构成的散热网络进行传播ꎮ而在ＦＲ４/ＡｌＮ基板中情况则不同ꎬ陶瓷与绝缘层内部主要靠声子的扩散完成热传导[１３]ꎬ虽然声子在界面处也会发生散射产生界面热阻ꎬ但陶瓷的热载子中不含电子ꎮ因此较之ＦＲ４/Ｃｕ基板ꎬＦＲ４/ＡｌＮ基板中的界面热阻会有所降低ꎮ同时ꎬ由于ＦＲ４/Ｃｕ基板中金属与绝缘层的接触面积比ＦＲ４/ＡｌＮ基板中陶瓷与绝缘层的接触面积要大得多ꎬ使得ＦＲ４/Ｃｕ基板的界面热阻远大于ＦＲ４/ＡｌＮ基板ꎮ综上所述ꎬ虽然Ｃｕ的导热系数远远高于ＡｌＮ陶瓷ꎬ但因界面热阻的作用ꎬ最终导致ＦＲ４/Ｃｕ基板所表现出来的实际散热性能仅仅略优于ＦＲ４/ＡｌＮ散热基板ꎮ３㊀结论ＦＲ４/Ｃｕ基板与ＦＲ４/ＡｌＮ基板均为热电分离式设计ꎬ因前者界面热阻较之后者高出许多ꎬ使得后者在８６第１期秦典成ꎬ肖永龙:两种热电分离式基板导热性能的对比研究㊀㊀ＡｌＮ导热率远低于Ｃｕ的情况下ꎬ其整体散热性能仅略逊于前者ꎮ考虑到ＦＲ４/Ｃｕ基板选用铜基合金ꎬ其成本远远高于ＦＲ４/ＡｌＮ基板ꎮ所以ꎬ在同等条件下ꎬＦＲ４/ＡｌＮ散热基板较之ＦＲ４/Ｃｕ散热基板更具应用优势ꎮ参考文献:[１]㊀ＴａｎｇＹｏｎｇꎬＬｉｎＬａｎｇꎬＺｈａｎｇＳｈｉｗｅｉꎬｅｔａｌ.ＴｈｅｒｍａｌＭａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆＨｉｇｈ￣ＰｏｗｅｒＬＥＤｓＢａｓｅｄｏｎＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＨｅａｔＳｉｎｋｗｉｔｈＶａｐｏｒＣｈａｍ￣ｂｅｒ[Ｊ].ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔꎬ２０１７(１５１):１－１０. [２]ＬｉｕＤｏｎｇｊｉｎｇꎬＹａｎｇＨａｉｙｉｎｇꎬＹａｎｇＰｉｎｇ.ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄＮｕｍｅｒ￣ｉｃａｌＡｐｐｒｏａｃｈｏｎＪｕｎｃｔｉｏｎＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆＨｉｇｈ￣ＰｏｗｅｒＬＥＤ[Ｊ].ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙꎬ２０１４(５４):９２６－９３１.[３]ＫｈａｏｕｌａＢｅｎＡｂｄｅｌｍｌｅｋꎬＺｏｕｈｏｕｒＡｒａｏｕｄꎬＲａｂｉｅＧｈｎａｙꎬｅｔａｌ.ＥｆｆｅｃｔｏｆＴｈｅｒｍａｌＣｏｎｄｕｃｔｉｏｎＰａｔｈＤｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｎＴｈｅｒｍａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＬＥＤｓＰａｃｋａｇｅ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１６(１０２):２５１－２６０. [４]ＹｏｏｎＹＧꎬＨｙｕｎｇＪＰꎬＪｅｏｎｇＵＨꎬｅｔａｌ.ＬｉｆｅＴｉｍｅＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＬＥＤＰａｃｋａｇｅａｎｄｔｈｅＳｅｌｆ￣ＢａｌｌａｓｔｅｄＬＥＤＬａｍｐｓｂｙＳｉｍｐｌｅＬｉｎｅａｒＲｅｇｒｅｓｓｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓ[Ｊ].ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙꎬ２０１５(５５):１７７９－１７８３.[５]马振辉ꎬ黄金亮ꎬ殷镖ꎬ等.ＬＥＤ散热铝基板用导热介质材料的制备与性能研究[Ｊ].工程塑料应用ꎬ２０１１ꎬ３９(１２):５０－５３.[６]ＡｎｉｔｈａｍｂｉｇａｉＰꎬＳｈａｎｍｕｇａｎＳꎬＭｕｔｈａｒａｓｕＤꎬｅｔａｌ.ＳｔｕｄｙｏｎＴｈｅｒｍａｌＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＨｉｇｈＰｏｗｅｒＬＥＤＥｍｐｌｏｙｉｎｇＡｌｕｍｉｎｕｍＦｉｌｌｅｄＥｐｏｘｙＣｏｍｐｏｓｉｔｅａｓＴｈｅｒｍａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅＭａｔｅｒｉａｌ[Ｊ].ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１４(４５):１７２６－１７３３.[７]秦典成ꎬ李保忠ꎬ黄奕钊ꎬ等.陶瓷复合ＦＲ４结构界面形貌与导热性能[Ｊ].半导体技术ꎬ２０１７ꎬ４２(１１):８６４－８６９.[８]余彬海ꎬ王浩.结温与热阻制约大功率ＬＥＤ发展[Ｊ].发光学报ꎬ２００５ꎬ２６(６):７６１－７６６.[９]李志刚ꎬ张亚玲ꎬ曹博ꎬ等.ＩＧＢＴ热阻测量方法的综述[Ｊ].电子元件与材料ꎬ２０１５ꎬ３４(９):２５－３０.[１０]石零ꎬ米铁ꎬ刘延湘.固－固接触热传导的声子传递系数[Ｊ].低温与超导ꎬ２００６ꎬ(３):１７６－１７８.[１１]张春伟ꎬ毕可东ꎬ王建立ꎬ等.金属/非金属间界面热导的飞秒激光瞬态热反射法测量[Ｊ].中国科学(技术科学)ꎬ２０１２ꎬ４２(５):５９７－６０２.[１２]ＷａｓｉｍＡｋｈｔａｒＭꎬＹｕｎＳｅｏｎＬｅｅꎬＤｏｎｇＪｉｎＹｏｏꎬｅｔａｌ.Ａｌｕｍｉｎａ￣Ｇｒａ￣ｐｈｅｎｅＨｙｂｒｉｄＦｉｌｌｅｄＥｐｏｘｙＣｏｍｐｏｓｉｔｅ:ＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＶａｌｉｄａｔｉｏｎａｎｄＥｎｈａｎｃｅｄＴｈｅｒｍａｌＣｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ[Ｊ].Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ:ＰａｒｔＢꎬ２０１７(１３１):１８４－１９５.[１３]ＳｅｒａｎＣｈｏｉꎬＪｏｏｈｅｏｎＫｉｍ.ＴｈｅｒｍａｌＣｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＥｐｏｘｙＣｏｍｐｏｓ￣ｉｔｅｓｗｉｔｈａＢｉｎａｒｙ￣ＰａｒｔｉｃｌｅＳｙｓｔｅｍｏｆＡｌｕｍｉｎｕｍＯｘｉｄｅａｎｄＡｌｕｍｉ￣ｎｕｍＮｉｔｒｉｄｅＦｉｌｌｅｒｓ[Ｊ].Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ:ＰａｒｔＢꎬ２０１３(５１):１４０－１４７.秦典成(１９８５－)ꎬ男ꎬ汉族ꎬ湖北荆州人ꎬ硕士研究生ꎬ现任乐健科技(珠海)有限公司技术中心项目工程师ꎬ研究方向为ＬＥＤ散热管理ꎬｍｉｋｅ＿ｑｉｎ＠ｒａｙｂｅｎ.ｃｏｍꎻ肖永龙(１９８８－)ꎬ男ꎬ汉族ꎬ广东阳江人ꎬ本科ꎬ现任乐健科技(珠海)有限公司技术中心项目工程师ꎬ研究方向为ＬＥＤ散热管理ꎬｓｅａｎ＿ｘｉａｏ＠ｒａｙｂｅｎ.ｃｏｍꎮ９６。
增材制造复杂流道水冷电机壳体对驱动电机持续功率影响的研究
精 密 成 形 工 程第16卷 第2期 174JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING 2024年2月收稿日期：2023-08-15 Received ：2023-08-15基金项目：重庆市教委科学技术研究项目（KJQN202203205）Fund ：Scientific and Technological Research Program of Chongqing Municipal Education Commission(KJQN202203205)引文格式：邓佳明, 朱茜, 陈浩铭, 等. 增材制造复杂流道水冷电机壳体对驱动电机持续功率影响的研究[J]. 精密成形工程, 2024, 16(2): 174-181.DENG Jiaming, ZHU Qian, CHEN Haoming, et al. Influence of Additive Manufacturing Complex Flow Channel Water-cooled Housing on Continuous Rating of Drive Motor[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(2): 174-181. 增材制造复杂流道水冷电机壳体对驱动电机持续功率影响的研究邓佳明1，朱茜1，陈浩铭1，秦永瑞1，李佳2，李坤3（1.重庆长安汽车股份有限公司，重庆 400023；2.重庆工业职业技术学院，重庆 401120；3.重庆大学 机械与运载工程学院，重庆 400044） 摘要：目的 提高量产铸造电机壳体的换热效率，确保电机在高功率持续工作状态下不会过热，从而提高电机的持续功率。
方法 基于增材思维对电机水冷壳体的流道进行优化，改变流道形状以增大流道表面积、消除流道涡流并减小流道与内壁的间距。
通过仿真分析，不断优化迭代得到最佳的流道设计方案。
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报告题目/Title
摘要/ Abstract
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湖景行政双间/Lake View Double Room：591RMB |88USD【Two beds】
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报告题目及摘要/Title&Abstract*
墙报展示/Poster
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注册费用/Registration Type & Fee *
Registration Type
注册费（人民币）
Fee（By US Dollar）
听众/Listener
1000RMB/人
2018年电子器件与机械工程国际学术会议（ICEDME2018）
时间：2018年3月23-25日地点：中国武汉
网址：/ICEDME2018邮箱：ICEDME@
参会回执表
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基本信息/Personal Information *
稿件编号/
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国家/Country：
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研究领域/
湖景标准双间/Lake View Standard Room：499RMB |75USD【Two bed】
湖景商务双间/Lake View Business Room：488RMB |75USD【Two beds】
湖景行政单间/Lake View Single Room：591RMB |88USD【Two bed】
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房间类型/Room Type
房间数量/Room Quantity
入住日期/Check-in Time
退房日期/Check-out Time
酒店名称：武汉大学国际学术交流中心-武汉弘毅大酒店
International Exchange Center of Wuhan University-Hongyi Hotel【/ICEDME2018/venue】
Research Area：
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参会意愿/ Presentation & Preference *
特邀报告/Keynote Upload detailed academic CV）
听众/ Listener
口头报告/Oral
150 USD / per person
听众/ Listener(Groups）
800RMB/团队参会3人以上
130 USD / per person
（≥ 3 persons）
*已投稿者根据投稿费用缴费即可，无需另缴参会费；
*非投稿者及其他随行人员如需参会须缴纳1000元参会费。
房间预订/Hotel Reservation *