本發明涉及衛星溫控，具體涉及一種大功率焦面傳感器的高效散熱裝置及散熱方法。
背景技術：
1、隨著空間遙感技術的快速發展，焦面傳感器組件的功率密度持續增大，工作時過大的溫升會產生熱噪聲與暗電流，導致信噪比降低，成像質量變差。以往探測器的數量較少，功耗較小，熱控設計大都通過增強導熱與增加熱容的方法，但隨著傳感器組件功率密度不斷增加，傳統的熱控方法已無法滿足使用要求，而采用多熱管與大散熱面的方法會大幅增加熱控功耗的使用，造成整星能源緊張與成本提升，因此提出一種大功率焦面傳感器的高效散熱方法，可以實現在保證較小的熱控功耗同時，還可以大幅降低傳感器工作期間的溫升，提升成像質量。
2、申請號為cn202411487455.0的中國專利公開了一種高集成度焦面探測器組件的控溫方法及控溫裝置，描述了一種通過石墨導熱索連接焦面探測器與散熱板，將探測器熱量傳遞至散熱面的熱控方法。申請號為cn202111425368.9的中國專利公開了航天遙感相機焦面電箱的輻射式散熱系統及設計方法，描述了一種通過熱管連接焦面輻射板與衛星散熱面，形成耦合散熱面來實現焦面傳感器的散熱需求。以上熱控方法主要以增強導熱的方式將傳感器快速傳遞至散熱面上，可以對功率密度不大的焦面探測器實現溫度控制，但面對大功率密度且對工作期間溫升有較苛刻需求的焦面傳感器，很難達到理想結果。
技術實現思路
1、因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的缺陷，從而提供一種大功率焦面傳感器的高效散熱裝置及散熱方法。
2、一種大功率焦面傳感器的高效散熱裝置，包括：
3、焦面傳感器組件，包括至少一個焦面傳感器及其安裝基板；
4、導熱絕緣墊，貼附于所述焦面傳感器的針腳處；
5、相變熱管，其內填充有相變介質；
6、傳動裝置，包括滑座、驅動機構及導軌，所述相變熱管安裝于所述滑座上，所述驅動機構用于驅動所述滑座沿所述導軌移動，以使所述相變熱管與所述導熱絕緣墊接觸或分離，其中，所述滑座作為所述焦面傳感器工作時主動控溫的散熱面；
7、焦面傳感器組件加熱回路，包括設置于所述安裝基板上的第一加熱器和第一測溫器，用于對所述焦面傳感器進行閉環控溫；
8、散熱面加熱回路，包括設置于所述滑座上的第二加熱器和第二測溫器，用于對所述滑座及所述相變熱管進行閉環控溫，從而將所述散熱面的溫度控制在一預設溫度。
9、進一步，所述傳動裝置的驅動機構包括步進電機、與步進電機輸出軸連接的蝸輪蝸桿減速器、以及與所述蝸輪蝸桿減速器輸出端連接的絲杠螺母副，所述絲杠螺母副的螺母與所述滑座連接。
10、進一步，所述滑座的外表面進行發黑處理。
11、進一步，所述導熱絕緣墊的導熱系數為6000w/（m2·k）。
12、進一步，單個所述焦面傳感器的功耗為5~10w。
13、進一步，所述導熱絕緣墊的厚度為1mm。
14、進一步，所述導熱絕緣墊還與電路板固連。
15、本發明還包括一種基于上述所述的大功率焦面傳感器的高效散熱裝置的散熱方法，包括以下步驟：
16、s1：設定所述焦面傳感器的目標溫度為，并通過所述焦面傳感器組件加熱回路將所述焦面傳感器維持在該溫度；
17、s2：根據公式確定散熱面的目標溫度，其中，q為所述焦面傳感器的實際功耗，r為從所述焦面傳感器到所述滑座所構成的散熱面的總傳熱熱阻；
18、s3：在所述焦面傳感器不工作時，控制所述傳動裝置使所述相變熱管與所述導熱絕緣墊分離；并通過所述散熱面加熱回路將所述散熱面的溫度預先控制在；
19、s4：在所述焦面傳感器需要工作時，控制所述傳動裝置使所述相變熱管與所述導熱絕緣墊接觸，維持所述散熱面溫度為，以使所述焦面傳感器在工作時其溫度穩定在。
20、進一步，所述總傳熱熱阻r包括：所述焦面傳感器與其針腳之間的熱阻r1、所述針腳通過所述導熱絕緣墊與所述相變熱管之間的接觸熱阻r2、以及所述相變熱管與所述滑座之間的接觸熱阻r3。
21、進一步，所述相變熱管內相變介質的相變溫度低于焦面傳感器不工作時的溫度。
22、本發明技術方案，具有如下優點：
23、本發明通過相變熱管與閉環控溫使散熱面形成一個恒定的低溫邊界，當傳感器工作時，較大的溫差可以加快熱量的傳遞。
24、本發明通過傳動裝置實現了焦面傳感器工作與不工作時不同的溫度環境，不工作時，導熱絕緣墊與相變熱管不接觸，焦面傳感器可通過焦面傳感器組件加熱回路閉環控溫保持溫度，由于焦面傳感器在這種狀態下沒有散熱途徑，因此只需要較少的熱控功耗便可維持傳感器溫度；當焦面傳感器工作時，傳動裝置移動使其與散熱面形成接觸，熱量快速傳遞至散熱面上，可以實現快速降溫。
25、本發明的技術方案減小了焦面傳感器的傳熱路徑，采用向恒定低溫邊界導熱散熱的方式，極大提高了散熱效率，可控制大功率焦面傳感器工作期間的溫升趨近于0℃。
1.一種大功率焦面傳感器的高效散熱裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的大功率焦面傳感器的高效散熱裝置，其特征在于，所述傳動裝置（3）的驅動機構包括步進電機（11）、與步進電機（11）輸出軸連接的蝸輪蝸桿減速器（12）、以及與所述蝸輪蝸桿減速器（12）輸出端連接的絲杠螺母副（14），所述絲杠螺母副（14）的螺母與所述滑座（16）連接。
3.根據權利要求1所述的大功率焦面傳感器的高效散熱裝置，其特征在于，所述滑座（16）的外表面進行發黑處理。
4.根據權利要求1所述的大功率焦面傳感器的高效散熱裝置，其特征在于，所述導熱絕緣墊（5）的導熱系數為6000w/（m2·k）。
5.根據權利要求1所述的大功率焦面傳感器的高效散熱裝置，其特征在于，單個所述焦面傳感器（1）的功耗為5~10w。
6.根據權利要求1所述的大功率焦面傳感器的高效散熱裝置，其特征在于，所述導熱絕緣墊（5）的厚度為1mm。
7.根據權利要求6所述的大功率焦面傳感器的高效散熱裝置，其特征在于，所述導熱絕緣墊（5）還與電路板（4）固連。
8.一種基于權利要求1-7任一項所述的大功率焦面傳感器的高效散熱裝置的散熱方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的散熱方法，其特征在于，所述總傳熱熱阻r包括：所述焦面傳感器（1）與其針腳之間的熱阻r1、所述針腳通過所述導熱絕緣墊（5）與所述相變熱管（6）之間的接觸熱阻r2、以及所述相變熱管（6）與所述滑座（16）之間的接觸熱阻r3。
10.根據權利要求8所述的散熱方法，其特征在于，所述相變熱管（6）內相變介質的相變溫度低于焦面傳感器（1）不工作時的溫度。