CN105810805B - 一种液冷散热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及大功率元件的散热技术领域,尤其涉及一种利用液体导热工质进行散热的液冷散热器。具有以下结构特点:散热器(1)由金属板a(4)和金属板b(7)焊接而成,其中,金属板a(4)具有进液口(2)和出液口(3),金属板a(4)内侧具有平行通道(5),这些平行通道相互连通,构成凹槽空间(6),金属板b(7)内侧具有平行凹槽(8),这些平行凹槽相互不连通。本发明所述的一种液冷散热器,其与热源接触的表面以及散热面均为水平光滑的平面,以充分增大换热面积,将液冷腔内通道设计成为蛇形,以减小了水冷腔内液体的流动阻力。本发明所述的一种液冷散热器,其材料应选取铜、铝等导热性能良好的金属。本发明所述的一种液冷散热器,在散热面与进液口(2)和出液口(3)相对的一侧,采用导热硅胶将发热元件粘结在该散热面上。

Description

一种液冷散热器
技术领域
[0001]本发明涉及大功率电子元件的散热技术领域,尤其涉及一种利用液体导热工质进 行散热的液冷散热器。
背景技术
[0002]对于大功率等半导体电子原件,在通电后都会产生热量,而半导体元件都有其 正常的工作温度范围,若长期在高温下工作会导致不可逆的功能性衰退,所以必须对其进 行散热。传统的散热方式有空气自然对流冷却、强制风冷散热和液冷,自热管出现以后又出 现了热管散热。比如,空气自然对流冷却,其造价低,但散热效率低,在有体积限制的工作环 境下,这种散热器的散热片不能太大,而空间小不利于对流换热,所以其换热效果将大大降 低,从而限制了它的使用范围;而热管利用了毛细作用等流体原理,起到了良好的冷却效 果,具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、温 度可控制的等特点,但热管只在一定温度范围内适用,相对造价也较高。针对以上问题,本 发明专利设计了一种液冷散热器,克服以上缺点的同时具有结构简单,工作稳定,降温效果 明显,易于加工生产,可大面积推广等优点。
发明内容
[0003]本发明是一种利用液体导热工质的具有独特散热结构的液冷散热器,其散热功率 大、结构简单、技术较成熟。
[0004] 本发明专利的有益效果:
[0005] 1、散热量大,采用液体导热液作为散热工质,具有散热量大,体积小的特点。
[0006] 2、流场分布均匀,特有的凹槽设计使液体导热工质均匀分布在整个流通空间,导 热液迅速将热量带走,不留导热死角。
[0007] 3、虽然内部凹槽设计独特,但由于采用两片金属片各自加工,然后再对接的方式, 加工工艺简单,易于实现。
[0008] 4、由于系统可以无风扇运行,所以基本无噪音,安全稳定。
[0009] 下面结合图1和图2说明一种液冷散热器的结构特点:一种液冷散热器具有以下结 构特点:液冷散热器(1)由金属板a (4)和金属板b (7)焊接而成,其中,金属板a (4)具有进液 口⑵和出液口(3),金属板a⑷内侧具有平行通道(5),这些平行通道⑸相互连通,构成凹 槽空间(6),金属板b⑺内侧具有平行凹槽⑻,这些平行凹槽⑻相互不连通;金属板a (4) 沿边界一定距离具有四周相通,且中间为多个平行通道⑸的凹槽空间(6);在金属板b(7) 的一侧具有若干平行凹槽(8),这些平行凹槽⑻的位置与金属板a (4)中的平行通道(5)相 对应,二者凹槽部分对合起来可以形成封闭的空间。
[0010] 进一步,本发明所述的一种液冷散热器,其中与热源接触的表面以及散热面均为 水平光滑的平面,以充分增大换热面积,减少传热热阻,将液冷腔内通道设计成为蛇形,以 减小水冷腔内液体的流动阻力。
[0011] —种液冷散热器的制造方法,包括:
[0012] 步骤一,选择两块导热性能良好的具有一定厚度的相同金属板,金属板a (4)和金 属板b (7);步骤二,将金属板a (4)沿边界一定距离加工出四周相通,中间具有多个平行通道 (5)的凹槽空间⑹;
[0013]步骤三,在金属板b (7)的一侧加工出若干平行凹槽⑻,这些平行凹槽⑻的位置 与步骤二中的金属板a (4)中加工的平行通道(5)相对应,以保证二者凹槽部分对合起来可 以形成封闭的空间;
[0014]步骤四,在金属板a (4)沿平行凹槽(8)方向的中间线上,凹槽空间⑹内上下各打 一个圆孔,分别作为冷却液的进液口⑵和出液口⑶;
[0015]步骤五,将金属板a⑷和金属板b⑺凹槽空间⑹部分相对焊接在一起,成为一个 整体。
[0016]进一步,本发明专利所述的一种液冷散热器的制造方法,金属板a (4)和金属板b (7),其材料应选取铜或铝。
[0017]进一步,本发明专利所述的一种液冷散热器的制造方法,在散热面与进液口(2)和 出液口(3)相对的一侧,采用导热硅胶将发热元件粘结在该散热面上。
附图说明
[0018] 图1本发明所涉及的一种液冷散热器的外观图。
[0019] 图2本发明所涉及的一种液冷散热器及其内部通道示意图。
[0020] 图3本发明所涉及的一种实施例:大功率LED液冷式散热器装置示意图。
具体实施方式
[0021] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图3,将本发明的一 种液冷散热器用于大功率电子原件(如大功率LED)对本发明作进一步地详细描述。
[0022] 首先进行液冷散热器⑴的加工:取两块100mm X 100mm,厚度为19mm的铜块为加工 对象,按下述步骤加工出液冷散热器:选择两块导热性能良好的具有一定厚度的相同,金属 板a (4)和b (7);将金属板a (4)沿边界一定距离加工出四周相通,中间具有多个平行通道(5) 的凹槽空间(6);在b (7)加工出若干平行的凹槽,这些平行凹槽(8)的位置与金属板a (4)中 间区域所加工的平行通道(5)相对应,金属板a⑷和金属板b (7)内部凹槽的边界完全一致, 以保证二者凹槽部分对合起来可以形成封闭的空间;金属板a (4)沿平行凹槽(8)方向的中 间线,凹槽空间⑹内上下各打一个圆孔,作为冷却液的进液口⑵和出液口⑶;将金属板a ⑷和金属板b (7)凹槽空间⑹部分相对焊接在一起,完成散热器的加工制作。
[0023]该系统由液冷散热器(1)、大功率LED (9)、电源开关(10)、液体管道(11)、液泵 (12)、外部散热器(13)、电源(14)和导线(15)组成。
[0024]各部分按下述方式连接:大功率LED⑼通过导线(15)与电源(10)相连,导线上设 置电源开关(10),大功率LED (9)通过导热硅胶粘结与液冷散热器(1)上表面,液冷散热器 ⑴外部具有进液口(2)和出液口⑶,且进液口⑵和出液口⑶管道位于液冷散热器⑴的 同侧并与液冷散热器(1)平面垂直连接,冷却液在液冷散热器(1)内部凹槽(6)流通的同时 将热量带出,从液冷散热器(1)流出的冷却液通过液体管道(11)流入外部散热器(13),在外 部散热器(13)中冷却液将热量散发到空气环境中,然后通过液栗(12)再次流入散热器(D 内部。完成整个流动循环,可对LH)发热元件进行冷却。
[0025]综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的 保护范围之内。

Claims (5)

1. 一种液冷散热器,具有以下结构特点:液冷散热器(1)由金属板a (4)和金属板b (7)焊 接而成,其中,金属板a⑷具有进液口⑵和出液口⑶,金属板a⑷内侧具有平行通道(5), 这些平行通道(5)相互连通,构成凹槽空间(6),金属板b (7)内侧具有平行凹槽(8),这些平 行凹槽⑻相互不连通;金属板a⑷沿边界一定距离具有四周相通,且中间为多个平行通道 (5)的凹槽空间(6);在金属板b⑺的一侧具有若干平行凹槽⑻,这些平行凹槽⑻的位置 与金属板a (4)中的平行通道(5)相对应,二者凹槽部分对合起来可以形成封闭的空间。
2. 根据权利要求1所述的一种液冷散热器,其中与热源接触的表面以及散热面均为水 平光滑的平面,以充分增大换热面积,减少传热热阻,将液冷腔内通道设计成为蛇形,以减 小水冷腔内液体的流动阻力。
3. —种液冷散热器的制造方法,包括: 步骤一,选择两块导热性能良好的具有一定厚度的相同金属板,金属板a⑷和金属板b ⑺; 步骤二,将金属板a (4)沿边界一定距离加工出四周相通,中间具有多个平行通道(5)的 凹槽空间(6); 步骤三,在金属板b (7)的一侧加工出若干平行凹槽(8),这些平行凹槽(8)的位置与步 骤二中的金属板a (4)中加工的平行通道(5)相对应,以保证二者凹槽部分对合起来可以形 成封闭的空间; 步骤四,在金属板a (4)沿平行凹槽(8)方向的中间线上,凹槽空间(6)内上下各打一个 圆孔,分别作为冷却液的进液口(2)和出液口(3); 步骤五,将金属板a (4)和金属板b (7)凹槽空间(6)部分相对焊接在一起,成为一个整 体。
4. 根据权利要求3所述的一种液冷散热器的制造方法,金属板a (4)和金属板b (7),其材 料应选取铜或铝。
5. 根据权利要求3所述的一种液冷散热器的制造方法,在散热面与进液口(2)和出液口 (3)相对的一侧,采用导热硅胶将发热元件粘结在该散热面上。
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