随着电子行业的发展,电力半导体器件向着小型化、紧凑化、高性能的方向发展,使得单个器件热流密度和表面温度越来越高,所以,研究功率半导体器件的散热有重要意义。单纯依靠理论计算的方法难以获得半导体器件较为精确的性能指标,需要通过实验来研究其散热性能。本文根据电力半导体器件相关国家标准及工程实际要求,设计出了一套自动化程度高、测量准确、操作简便的电力半导体器件风冷散热系统实验装置,其包括风道设计、风机选型及空气加热器设计、测量系统设计和自动控制系统设计。本文根据所需测量半导体散热器的特性,设计计算出测试风道,包括前稳定段、测试段、后稳定段,其中测试段可以旋转一定角度。合理选型并布置各类传感器、空气加热器、风机以及配套的变频器和调功调压器,使达到测试要求。设计自动控制系统对实验平台进行控制,并设置“自动”和“手动”两种操作模式,实现自动控制试验段进口风温,风道内风速,并自动调节参数。为此选择西门子S7-200系列PLC作为本测试平台的下位机,应用STEP 7Micro/WIN编程软件创建相应项目,以工控机为上位机,通过编程电缆与下位机连接。工控机装有组态王软件,能够在软件中控制测试平台的启停,应用PID调节,可以对风机频率和加热器功率进行控制和调节,软件能够实时显示、存储各种参数曲线及数据,具有对历史数据进行查询、分析等智能功能,同时软件还有扩展功能,以适应以后更高的设计要求。最后,对测试平台的实验装置进行调试,通过对调试过程出现的PLC干扰问题的进行分析,给出解决方案。以热管散热器为例,依据传热学基础理论,建立传热性能的理论模型,分析计算热管和肋片的传热热阻,为散热器的实验研究奠定理论基础。应用测试平台分别对典型的型材散热器和热管散热器的热阻流阻进行测试,与相关文献结论相近,由此验证本设计的准确性及合理性。