CN103002722B - 一种功率设备的热控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及公开了一种功率设备的热控制装置，包括热源（1）、热沉基板（2）、隔热保温层（3）、散热热沉（4）和温度控制开关装置，散热热沉（4）上放置与其相接触的热源（1），热源（1）底面与热沉基板（2）直接搭接，隔热保温层（3）设置在热沉基板（2）的周围，温度控制开关装置设置在热沉基板（2）上；本发明热控制装置是针对功率设备关键器件或热敏感部件具有良好的低温隔热性能的一种装置，采用本发明技术方案的热控制装置易于制造、低成本且性能可靠。

Description

一种功率设备的热控制装置
技术领域
本发明涉及一种功率设备散热控制装置。特别是涉及一种实现用于功率设备的高温散热以及低温隔热保温的结构装置,本发明属于通信领域。
背景技术
在当前通信技术领域，功率设备大量用于通信系统中。作为功率设备中的热源或其他器件需要在工作在一定的温度范围内，而功率设备工作的环境温度变化范围可能会达到零下或者高温50度以上，要保证热源或其他器件工作温度稳定在一定的区间，功率设备应该在低温工作时有良好的隔热保温性能，在高温时有良好的散热性能才能有效的提供热源或其他器件工作稳定的温度机制。
当前通讯功率设备只在高温时有良好的散热性能措施，低温一般不做隔热保温措施，无良好的隔热保温措施，要达对热源或热敏感器件隔热保温目的，必然额外增加加热器或增加热电制冷器（Thermoelectric Cooler）的加热功耗才能保证低温环境下热源或热敏感器件的工作温度。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的技术问题，提供一种用于通讯功率设备具有低温隔热保温和高温散热的控制装置。
本发明所采用的技术方案是：
一种功率设备的热控制装置，包括热源、热沉基板、隔热保温层、散热热沉和温度控制开关装置，散热热沉上放置与其相接触的热源，热源底面与热沉基板直接搭接，隔热保温层设置在热沉基板的周围，温度控制开关装置设置在热沉基板上。
所述的温度控制开关装置采用具有高低温状态下热传导性能差异的高传热性能元件,其一端与热沉基板相接触，其另一端镶嵌在散热热沉内，其下方为隔热保温层，所述的隔热保温层由热源四周设置的空隙及空隙内填充的隔热保温材料所构成，所述的高传热性能元件被隔热保温层所包裹。
所述的温度控制开关装置包括高导热材料装置和低导热材料装置，多个低导热材料装置相互间隔一定距离设置于热沉基板和散热热沉之间，低导热材料装置分别和热沉基板及散热热沉完全搭接接触，低导热材料装置、热沉基板、散热热沉之间设置有高导热材料装置，高导热材料装置与散热热沉相接触，所述的隔热保温层由设置在热沉基板与高导热材料装置之间的密闭不流动的空气层所构成。
所述高传热性能元件采用导热热管或导热热柱。
所述隔热保温材料采用低导热固体材料。
所述的一种功率设备的热控制装置，其特征在于：所述隔热保温材料采用为填充的低导热性能气体。
所述的一种功率设备的热控制装置，其特征在于：所述低导热性能气体为空气。
本发明具有如下优点：
1、本发明提供的一种功率设备的热控制装置具有在高温时具有良好的散热性能，低温时具有良好的隔热保温性能；
2、本发明热控制装置是针对功率设备关键器件或热敏感部件具有良好的低温隔热性能的一种装置，采用本发明技术方案的热控制装置易于制造、低成本且性能可靠。
附图说明
图1、本发明第一实施例结构的垂直切面示意图；
图2、本发明第一实施例结构的俯视图；
图3、本发明第二实施例结构的垂直切面示意图；
其中
1：热源；                                   2：热沉基板；
3：隔热保温层；                             4：散热热沉；
5：高导热材料装置；                         6：低导热材料装置；
7：高传热性能元件；
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做出进一步详细说明。
本发明的具有散热和保温功能的功率设备温度控制装置，包括热源的热沉基板、保温绝热层结构、散热热沉、温度控制开关装置，散热热沉上放置与其相接触的热源，热源底面与热沉基板直接搭接，隔热保温层设置在热沉基板的周围，温度控制开关设置在热沉基板上。本发明的功率设备控制装置的热源可以是光模块，本发明功率设置控制装置包括两个实例施的结构配置。
第一实施例结构如图1所示，包括有与热源1相接触的热沉基板2、隔热保温层3、散热热沉4、温度控制开关装置，温度控制开关装置采用高传热性能元件7 ，散热热沉4上放置热源1,热源1底面与热沉基板2直接搭接，并在热源1的四周剖空，热源1四周设置有空隙，如图2所示，空隙里设置有隔热保温层3，即隔热保温层3由热源四周的空隙里填充的隔热保温材料所构成，本实施例中的隔热保温层材料可以采用低导热固体材料，也可以采用填充的低导热性能气体，低导热性能气体一般可以采用空气填充。热沉基板2与高传热性能元件7一端良好的接触，并此端高导热性能元件7结构下面为隔热保温层3，该端高热性能元件7周围被隔热保温层3包裹，在高传热性能元件7另一端良好的镶嵌在散热热沉4里面。采用的高传热性能元件7在高温状态下，该导热系数非常大；在低温状态下，高传热性能元件7导热系数降低，导热能力下降；利用高传热性能元件7具有高低温状态下热传导性能差异，在高低温变化的状态下导热能力的变化，可以实现该结构高温时散热性能强，低温时保温性能强。
本实施例的温度控制开关可以有高传热性能元件来实现，而导热热管或导热热柱就是高传热性能元件中一类，利用导热热管或导热热柱在高低温状态下，导热热管或导热热柱的工质在热管或热柱内部发生物理变化，导致导热热管或导热热柱在高低温状态热传导能力产生差异性变化，以此特性来控制热源高低温状态下的温度变化，以达到热源在高温状态下，热能能快速传递散失，低温状态下，能对热源隔热保温。
本发明第一实例中，当功率设备工作高温状态时，热源1发热功耗产生的热能快速传导到热源的热沉基板2，热源的热沉基板2又与高传热性能元件7紧密的搭接在一起，而高传热性能元件7另一端良好的镶嵌在散热热沉4里，通过此结构，热源1所产生热量能迅速热传导到散热热沉4，散热热沉4具有良好的散热性能把热量散失掉，以达到降低热源1的温度的目的。当功率设备工作低温状态时，热源1发热功耗产生的热能还是通过上述热传导途径，热源1发热功耗产生的热能主要还是通过散热热沉4散失，但是在低温时，热源周围被隔热保温层3结构所包裹，热源所产生的热能只能通过高传热性能元件7传递，此时高传热性能元件7的工质在低温条件下凝固，高传热性能元件7导热系数减小，热传导速度减慢，以达到热源1温度降低速度减慢，结构起到隔热保温的目的。在本实施例中的低温时，高传热性能元件7的工质是在低温条件下凝固，高热传导机制下停止工作，高传热性能元件7导热系数减小，热传导性能下降，热传导速度减慢，热源1温度降低速度减慢，起到对热源1隔热保温的目的。
第二实施例结构如图3所示，本结构包括同热源1接触的热沉基板2、隔热保温层3、散热热沉4、温度控制开关装置，温度控制开关由高导热材料装置5、低导热材料装置6组成；热源1底面与热沉基板2直接搭接，热沉基板2下方设置有多个低导热材料装置6，低导热材料装置6下方设置有散热热沉4，多个低导热材料装置6相互间隔一定距离设置于热沉基板2和散热热沉4之间，低导热材料装置6分别和热源的热沉基板2及散热热沉4完全搭接接触，低导热材料装置6、热沉基板2、散热热沉4之间设置有高导热材料装置5，高导热材料装置5与散热热沉4接触，但同热沉基板2不接触且与热沉基板之间设置有隔热保温层3，该隔热保温层3为设置在热沉基板2与高导热材料装置之间留有的密闭不流动的空气层。
通过第二实施例结构，功率设备工作高温状态时，高导热材料装置5受到高温影响，自身结构就会膨胀，结构产生形变填充空气层后与热源的热沉基板2完全接触；热源1发热功耗产生的热能能迅速通过高导热材料装置5传导到散热热沉4，热源1的热量通过散热热沉散失，起到降低热源1的温度的目的。当功率设备工作低温状态时，高导热材料装置5受到低温影响，自身结构就会收缩，结构产生形变，高导热材料装置5与热源的热沉基板2产生结构脱离，形成密闭不流动空气层，此时空气层就形成隔热保温层，热源1发热功耗产生的热能主要通过低导热材料装置6和空气层传到散热热沉4，而低导热材料装置6和密闭不流动空气层导热系数小，热传导能力差，以致热源1发热功耗产生的热能传导到散热热沉4的热传导速度非常慢，此时第二实施例装置起到隔热的目的。
本发明涉及功率设备热控制装置的两个实施例，都采用温度控制开关控制热源在高低温状态下的温度变化的技术方案，本发明涉及的温度控制开关有上述两个实施例来实现，两个实施例结构有以下几部分组成，与热源相接触的热沉基板、温度控制开关装置、散热热沉，其中温度控制开关装置可有高导热材料装置和低导热材料装置结合组成，也可以有高传热性能元件组成；其中温度控制导热材料结构在高温时有高导热性能，在低温时有低导热性能特点。功率设备在高温状态工作时，温度控制开关打开，热源热量能通过高导热材料装置传递到散热热沉或热源热量通过处于高导热性能的高传热性能元件传递到散热热沉，散热热沉把热量散失掉，热源温度降低；功率设备在低温状态工作时，热源与散热热沉热传导通路有低导热材料结构搭接或者高传热性能元件处于低导热性状态，同时利用保温层隔离或阻止热源热能传递到散热热沉，起到对热源保温功能。
虽然本发明已经详细地示出并描述了相关的特定的实施例参考，但本领域的技术人员能够应该理解，在不背离本发明的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变。这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种功率设备的热控制装置，其特征在于：包括热源(1)、热沉基板(2)、隔热保温层(3)、散热热沉(4)和温度控制开关装置，散热热沉(4)上放置与其相接触的热源(1)，热源(1)底面与热沉基板(2)直接搭接，隔热保温层(3)设置在热沉基板(2)的周围，温度控制开关装置设置在热沉基板(2)上；所述的温度控制开关装置采用具有高低温状态下热传导性能差异的高传热性能元件(7),其一端与热沉基板(2)相接触，其另一端镶嵌在散热热沉(4)内，其下方为隔热保温层(3)，所述的隔热保温层(3)由热源(1)四周设置的空隙及空隙内填充的隔热保温材料所构成，所述的高传热性能元件(7)被隔热保温层(3)所包裹。
2.如权利要求1所述的一种功率设备的热控制装置,其特征在于：所述高传热性能元件(7)采用导热热管或导热热柱。
3.如权利要求1所述的一种功率设备的热控制装置，其特征在于：所述隔热保温材料采用低导热固体材料。
4.如权利要求1所述的一种功率设备的热控制装置，其特征在于：所述隔热保温材料采用为填充的低导热性能气体。
5.如权利要求4所述的一种功率设备的热控制装置，其特征在于：所述低导热性能气体为空气。
6.一种功率设备的热控制装置，其特征在于：包括热源(1)、热沉基板(2)、隔热保温层(3)、散热热沉(4)和温度控制开关装置，散热热沉(4)上放置与其相接触的热源(1)，热源(1)底面与热沉基板(2)直接搭接，隔热保温层(3)设置在热沉基板(2)的周围，温度控制开关装置设置在热沉基板(2)上；所述的温度控制开关装置包括高导热材料装置(5)和低导热材料装置(6)，多个低导热材料装置(6)相互间隔一定距离设置于热沉基板(2)和散热热沉(4)之间，低导热材料装置(6)分别和热沉基板(2)及散热热沉(4)完全搭接接触，低导热材料装置(6)、热沉基板(2)、散热热沉(4)之间设置有高导热材料装置(5)，高导热材料装置(5)与散热热沉(4)相接触，所述的隔热保温层(3)由设置在热沉基板(2)与高导热材料装置(5)之间的密闭不流动的空气层所构成。
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