CN103928414B - 一种电子元器件液冷散热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子元器件液冷散热系统，其特征是：设置液冷散热器，液冷散热器由横隔在其内腔中的射液板分隔成进液腔和出液腔，出液腔的底板为导热基板，导热基板与电子元器件的散热基座相贴合；在导热基板的内侧表面设置圆锥体，在射液板上设置射液孔，圆锥体与射液孔以及散热基座上的热源的位置一一对应；在液冷散热器中充注的液态冷却工质通过管道与微型泵和冷凝器相连接形成液态冷却工质循环系统。本发明能够对电子元器件的多个分散热源进行同等程度的迅速散热，从而保证电子元器件温度的一致性。

Description

一种电子元器件液冷散热系统

技术领域

本发明涉及电子元器件的散热技术领域，具体涉及一种电子元器件液冷散热系统。

背景技术

随着电子产品组装技术的发展，功率元件的应用越来越多，再加上半导体制造技术的发展，将更多的晶体管整合在单一芯片内，各种大电流、高速度、高功率密度电子元器件如电阻器、晶体管、大功率集成电路等，在控制领域的各个方面都得到了广泛地应用，导致电子元件整体功率消耗及发热量增加，导致了电子元件温度不断上升,如果不及时散热就会导致电子元件的失效或损坏。

目前技术条件下，常规的IGBT散热方式主要有三种：肋片散热、热管散热和液冷散热，其中肋片散热和热管散热主要采用强迫风冷的方式，而液冷散热主要采用液体（水与乙二醇的混合物）循环系统冷却。肋片散热器结构紧凑、体积适中、导热稳定，但需要附带辅助风道，对风机性能要求较高，且风机在运行时容易产生严重的噪声污染；热管散热器体积较大、结构笨重、安装和拆卸困难，但散热能力较肋片散热器要好。相比之下，液冷散热器的散热能力为最强。

中国专利申请号CN200920297561.7提出了一种“汽车电机控制器水冷却器”，其有冷却器底板、带沟槽的冷却器和冷却器进出水管组成，其中冷却器底板与冷却器焊接，冷却器与控制器壳身底面焊接，冷却器进出水管和冷却器连接。该技术方案主要通过冷却水流过冷却器底板，带走功率模块产生热量。由于冷却水是由底板的一端流入，由另一端流出，随着冷却水流过底板，温度逐渐上升，容易导致对冷却水出口端的功率器件散热不充分，功率器件温度不均匀，冷却水进口端低而出口端高，导致电子功率器件性能的不均衡。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电子元器件冷却程度的不均衡性，提供一种电子元器件液冷散热系统，在实现电子元器件有效散热的同时，保证电子元器件温度的一致性。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明电子元器件液冷散热系统，其特点是：设置液冷散热器，所述液冷散热器是由横隔在其内腔中的射液板分隔成进液腔和出液腔，所述出液腔的底板为导热基板，所述导热基板与电子元器件的散热基座相贴合；在所述导热基板的内侧表面设置圆锥体，在射液板上设置射液孔，所述圆锥体与射液孔以及散热基座上的热源的位置一一对应，所述圆锥体与；在所述液冷散热器中充注的液态冷却工质通过管道与微型泵和冷凝器相连接形成液态冷却工质循环系统；在所述液冷散热器的一端、位于所述进液腔的一侧设置冷却工质入口，位于所述出液腔的一侧设置冷却工质出口，所述液态冷却工质的流动方向为自冷却工质入口进入进液腔、经射液板中的射液孔射向圆锥体并进入出液腔，直至在冷却工质出口导出液冷散热器。

本发明电子元器件液冷散热系统的结构特点也在于：

所述射液孔的直径为圆锥体的底面直径的

所述液态冷却工质为水、液体醇或液态金属。

所述导热基板与散热基座相贴合的接触面上涂抹有导热膏。

与现有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明中液态冷却工质从进液腔中通过射液孔射出，冲击导热基板上的每一个圆锥体，能够同时对圆锥体底板相应的电子器件每一个热源进行迅速有效的射流散热，而且，由于流经每个圆锥体的冷却工质温度和流量相同，这就使得每个圆锥体获得散热程度相等，保证了电子元器件温度的一致性。

附图说明

图1是本发明电子元器件液冷散热系统示意图。

图中标号：1进液腔，2射液板，3出液腔，4导热基板，5散热基座，6电子元器件，7热源，8液冷散热器，9圆锥体，10射液孔，11冷却工质入口，12冷凝器，13风机，14微型泵，15冷却工质出口。

具体实施方式

参见图1，本实施例中电子元器件液冷散热系统的结构形式是：

设置液冷散热器8，液冷散热器8是由横隔在其内腔中的射液板2分隔成进液腔1和出液腔3，出液腔3的底板为导热基板4，导热基板4与电子元器件6的散热基座5相贴合；在导热基板4的内侧表面设置圆锥体9，在射液板2上设置射液孔10，圆锥体9与射液孔10以及散热基座5上的热源7的位置一一对应，圆锥体9与；在液冷散热器8中充注的液态冷却工质通过管道与微型泵14和冷凝器12相连接形成液态冷却工质循环系统，在冷凝器12外侧设置的风机13将冷却工质携带的热量带走。

；在液冷散热器8的一端、位于进液腔1的一侧设置冷却工质入口11，位于出液腔3的一侧设置冷却工质出口15，液态冷却工质的流动方向为自冷却工质入口11进入进液腔1、经射液板2中的射液孔10射向圆锥体9并进入出液腔3，直至在冷却工质出口15导出液冷散热器8。

具体实施中，相应的结构设置也包括：

设置射液孔10的直径为圆锥体9的底面直径的本实施例中取为液态冷却工质为水、液体醇或液态金属；导热基板4与散热基座5相贴合的接触面上涂抹有导热膏，以增加导热性能。

本实施例中，由于导热基板4和散热基座5一般都是用导热性能高的铜或铝材料制成，这使得电子元器件6中每个热源7产生的热量迅速传至其对应的圆锥体9上，再通过射液孔10射出的冷却工质迅速对圆锥体9的圆锥面射击散热，能够同时将大功率的电子元器件6的每个热源7进行同等程度的迅速散热，保证电子元器件6的温度一致性。

Claims (3)

1.一种电子元器件液冷散热系统，其特征是：设置液冷散热器(8)，所述液冷散热器(8)是由横隔在其内腔中的射液板(2)分隔成进液腔(1)和出液腔(3)，所述出液腔(3)的底板为导热基板(4)，所述导热基板(4)与电子元器件(6)的散热基座(5)相贴合；在所述导热基板(4)的内侧表面设置圆锥体(9)，在射液板(2)上设置射液孔(10)，所述圆锥体(9)与射液孔(10)以及散热基座(5)上的热源(7)的位置一一对应；在所述液冷散热器(8)中充注的液态冷却工质通过管道与微型泵(14)和冷凝器(12)相连接形成液态冷却工质循环系统,在冷凝器(12)外侧设置的风机(13)将冷却工质携带的热量带走；在所述液冷散热器(8)的一端、位于所述进液腔(1)的一侧设置冷却工质入口(11)，位于所述出液腔(3)的一侧设置冷却工质出口(15)，所述液态冷却工质的流动方向为自冷却工质入口(11)进入进液腔(1)、经射液板(2)中的射液孔(10)射向圆锥体(9)并进入出液腔(3)，直至在冷却工质出口(15)导出液冷散热器(8)；

所述射液孔(10)的直径为圆锥体(9)的底面直径的导热基板(4)和散热基座(5)用导热性能高的铜或铝材料制成，电子元器件(6)中每个热源(7)产生的热量传至对应的圆锥体(9)上，通过射液孔(10)射出的冷却工质对圆锥体(9)的圆锥面射击散热，同时将大功率的电子元器件(6)的每个热源(7)进行同等程度的散热，保证电子元器件(6)的温度一致性。

2.根据权利要求1所述的电子元器件液冷散热系统，其特征是所述液态冷却工质为水、液体醇或液态金属。

3.根据权利要求1所述的电子元器件液冷散热系统，其特征是在所述导热基板(4)与散热基座(5)相贴合的接触面上涂抹有导热膏。