CN109244050A - 大功率热超导板翅组合式散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大功率热超导板翅组合式散热器，包括：若干个间隔排布热超导板，热超导板内形成有相互连通的传热通道，传热通道内填充有传热工质；若干个底部基板隔条，位于相邻热超导板之间，且贴置于热超导板的表面；底部基板隔条至少一侧与热超导板相接触的表面设有槽道；热超导板与底部基板隔条相接触的表面设有将传热通道与槽道相连通的连接通孔；散热翅片，位于热超导板的至少一表面，且位于底部基板隔条的上方。本发明的大功率热超导板翅组合式散热器中底部基板隔条两侧的槽道即可以作为传热工质的缓冲和储存区域，平衡传热工质的分布，又可以起到热超导板之间的连通或隔离功能，还可以起到增加传热工质受热面积的作用。
Description
技术领域
本发明属于散热设备技术领域，特别是涉及一种大功率热超导板翅组合式散热器。
背景技术
随着电力电子技术的快速发展，模块化、集成化、轻量化、低成本化和高可靠性的要求越来越高，因此在太阳能逆变器、不间断电源(UPS)、充电桩、功率变换器(PCS)、有源电力滤波器(APF)、静态无功补偿器(SVG)、变频器等电力设备上普遍采用MosFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、Diode(二极管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等功率器件。由于这些功率元器件的集成度越来越高，功率密度也越来越大，在工作时自身产生的热量也越来越大，若不能及时快速将功率器件产生的热散除，会导致功率器件中的芯片温度升高，轻则造成效能降低，缩短使用寿命，重则会导致功率器件的失效和芯片的烧毁炸管。因此解决大功率器件散热问题一直是困扰大功率器件封装厂商和使用厂商的核心问题之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种大功率热超导板翅组合式散热器，用于解决现有技术中的的散热器无法满足大功率器件散热的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种大功率热超导板翅组合式散热器，所述大功率热超导板翅组合式散热器包括：
若干个间隔排布热超导板，所述热超导板内形成有相互连通的传热通道，所述传热通道内填充有传热工质；
若干个底部基板隔条，位于相邻所述热超导板之间，且贴置于所述热超导板的表面；所述底部基板隔条至少一侧与所述热超导板相接触的表面设有槽道；所述热超导板与所述底部基板隔条相接触的表面设有将所述传热通道与所述槽道相连通的连接通孔；
散热翅片，位于所述热超导板的至少一表面，且位于所述底部基板隔条的上方。
作为本发明的一种优选方案，所述底部基板隔条两侧与所述热超导板相接触的表面均设有所述槽道；所述底部基板隔条沿所述热超导板的长度方向延伸；所述槽道沿所述底部基板隔条的长度方向延伸，所述槽道的长度小于所述底部基板隔条的长度。
作为本发明的一种优选方案，所述底部基板隔条上还设有若干个贯通孔，若干个所述贯通孔沿所述底部基板隔条的长度方向间隔排布，且将所述底部基板隔条两侧的所述槽道相连通。
作为本发明的一种优选方案，所述底部基板隔条包括：
第一底部基板隔条，位于部分相邻所述热超导板之间；
第二底部基板隔条，位于其他相邻所述热超导板之间；所述第二底部基板隔条上还设有若干个贯通孔，若干个所述贯通孔沿所述第二底部基板隔条的长度方向间隔排布，且将所述第二底部基板隔条两侧的所述槽道相连通。
作为本发明的一种优选方案，所述大功率热超导板翅组合式散热器还包括：
侧板，贴置于最外两侧所述散热翅片远离所述热超导板的表面；
若干个顶部基板隔条，位于相邻所述热超导板之间及所述热超导板与所述侧板之间，且位于所述散热翅片的上方。
作为本发明的一种优选方案，所述大功率热超导板翅组合式散热器还包括顶部连通板，位于所述顶部基板隔条及所述热超导板的上方；所述顶部连接板的延伸方向与所述热超导板的表面相垂直；所述顶部连通板上形成有灌充槽及与所述灌充槽相连通的灌装孔，所述灌充槽沿所述顶部连通板的长度方向延伸，且与各所述热超导板内的所述传热通道均相连通。
作为本发明的一种优选方案，所述大功率热超导板翅组合式散热器还包括顶部连通板，位于所述顶部基板隔条及所述热超导板的上方；所述顶部连接板的延伸方向与所述热超导板的表面相垂直；所述顶部连通板上形成有若干个灌充槽及若干个与所述灌充槽相连通的灌装孔；若干个所述灌充槽沿所述顶部连通板的长度方向间隔排布，且各所述灌充槽与位于其正下方的各所述热超导板内的所述传热通道均相连通。
作为本发明的一种优选方案，所述热超导板包括：环形边框、第一盖板、第二盖板及至少一导流板；其中，
所述第一盖板贴置于所述环形边框的一表面上，所述第二盖板贴置于所述环形边框远离所述第一盖板的表面上，以于所述第一盖板与所述第二盖板之间形成密封腔室；所述第一盖板或/和所述第二盖板上设有所述连接通孔；
所述导流板位于所述密封腔室内；所述导流板包括若干个沿第一方向间隔排布且沿第二方向延伸的凸部，其中，所述第一方向与所述第二方向相垂直，所述第一方向上相邻所述凸部的底部一体连接，且所述凸部内侧及相邻所述凸部之间具有间隙，以使得所述导流板与所述第一盖板及所述第二盖板之间形成所述传热通道。
作为本发明的一种优选方案，所述环形边框底侧内表面形成有若干个凸块部，所述凸块部与所述环形边框一体成型；若干个所述凸块部沿所述第一方向间隔排布；
所述导流板包括第一导流板及第二导流板；其中，所述第一导流板位于所述环形边框内侧，且位于相邻所述凸块部之间；所述第二导流板位于所述环形边框内侧，且与所述第一导流板及所述凸块部之间具有间隙。
作为本发明的一种优选方案，所述第一导流板包括第一导流条，所述第一导流条包括若干个沿所述第一方向间隔排布的所述凸部；
所述第二导流板包括若干个第二导流条及连接部；其中，若干个所述第二导流条沿所述第二方向平行排布，各所述第二导流条均包括若干个沿所述第一方向间隔排布的所述凸部；所述连接部位于若干个所述第二导流条的两端，且与各所述第二导流条均呈一体连接。
作为本发明的一种优选方案，所述凸部的侧壁均设有若干个导流孔，所述导流孔沿所述导流板的厚度方向贯穿所述导流板。
如上所述，本发明的大功率热超导板翅组合式散热器，具有以下有益效果：
1.热超导板内部密封腔体内充注有传热工质，依靠传热工质相变传热或相变抑制传热，形成快速导热的热超导特性，使整个热超导板温度均匀，可以将大功率的功率器件产生的热量快速散发掉；
2.热超导板上焊接有散热翅片，散热翅片即可将热超导板传导来的热量快速由空气带走而散发掉，散热翅片即增大了与空气的换热面积，减小系统热阻，提高散热能力，又起到加强热超导板的作用，以减小热超导板的材料厚度，提高强度，减轻重量，降低成本；
3.热超导板内部为密封腔体，并设有导流板，内部导流板把第一盖板及第二盖板焊接在一起，即起到加强作用，使两侧盖板厚度减薄，承压能力增大，强度提高，减轻热超导板的重量和厚度，又增加内部的换热面积，增强热超导导热能力，提高散热器的可靠性，降低成本；
4.本发明的大功率热超导板翅结合式散热器中热超导板与底部基板隔条交替叠置焊接在一起，热超导板的底部与热源直接接触，从而减小结合热阻；
5.底部基板隔条两侧的槽道即可以作为传热工质的缓冲和储存区域，平衡传热工质的分布，又可以起到热超导板之间的连通或隔离功能，还可以起到增加传热工质受热面积的作用；
6.底部基板隔条内设有连通两侧槽道的贯通孔，可以将部分或全部的热超导板内的传热工质连通起来，使得对所述传热工质的灌装更加简单方便；
7.环形边框底侧内表面设有凸块部，凸块部用于形成安装功率器件的安装孔，凸块部之间的环形边框可以做到尽量薄，使得传热工质尽量靠近功率器件，从而可以减小热阻；同时，凸块部的存在可以散热器沿热超导板平行方向倾斜一定角度(譬如，30°等)时基板的均温性能不会改变；
8.不受低温限制，可在零下40℃正常工作，因此解决水冷散热在冬天高寒地区低温下的需要加热循环液体的缺陷，以及热管散热器在冬天低温下的失效难题，有更好的工作适应性能。
附图说明
图1显示为本发明实施例一中提供的大功率热超导板翅组合式散热器的立体结构示意图。
图2显示为本发明实施例一中提供的一示例中的大功率热超导板翅组合式散热器沿平行于热超导板排布方向的截面结构示意图。
图3显示为本发明实施例一中提供的大功率热超导板翅组合式散热器中第一底部基板隔条的立体结构示意图。
图4显示为本发明实施例一中提供的大功率热超导板翅组合式散热器中第一底部基板隔条的端部结构示意图。
图5显示为本发明实施例一中提供的大功率热超导板翅组合式散热器中第一底部基板隔条的侧面结构示意图。
图6显示为本发明实施例一中提供的大功率热超导板翅组合式散热器中的热超导板的爆炸结构示意图。
图7显示为本发明实施例一中提供的大功率热超导板翅组合式散热器中的环形边框的俯视结构示意图。
图8显示为本发明实施例一中提供的大功率热超导板翅组合式散热器中的导流板置于环形边框内的俯视结构示意图。
图9至图14显示为本发明实施例一中提供的大功率热超导板翅组合式散热器中的热超导板中不同示例的第二导流板的结构示意图；其中，图10为图9的正视图，图12为图11的正视图，图14为图13的正视图。
图15显示为本发明实施例一中提供的大功率热超导板翅组合式散热器中的散热翅片的立体结构示意图。
图16及图20显示为本发明实施例一中提供的另外两示例中的大功率热超导板翅组合式散热器沿平行于热超导板排布方向的截面结构示意图。
图17显示为本发明实施例一中提供的大功率热超导板翅组合式散热器中第二底部基板隔条的立体结构示意图。
图18显示为本发明实施例一中提供的大功率热超导板翅组合式散热器中第二底部基板隔条的端部结构示意图。
图19显示为本发明实施例一中提供的大功率热超导板翅组合式散热器中第二底部基板隔条的侧面结构示意图。
图21及图22显示为本发明实施例二中提供的大功率热超导板翅组合式散热器不同角度的立体结构示意图。
图23至图25显示为本发明实施例二中提供的不同示例中的大功率热超导板翅组合式散热器沿平行于热超导板排布方向的截面结构示意图。
图26至图28显示为本发明实施例三中提供的不同示例中的大功率热超导板翅组合式散热器沿平行于热超导板排布方向的截面结构示意图。
元件标号说明
10 热超导板
100 第一盖板
101 第二盖板
102 环形边框
1021 凸块部
103 导流板
1031 凸部
1032 导流孔
1033 第二导流条
1034 连接部
1035 第一导流板
1036 第二导流板
1041 传热工质
105 连接通孔
106 安装孔
20 散热翅片
30 底部基板隔条
301 第一底部基板隔条
302 第二底部基板隔条
303 槽道
304 贯通孔
40 侧板
50 顶部基板隔条
60 顶部连通板
601 灌充槽
602 灌装孔
603 灌装管
70 功率器件
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图28。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例一
请参阅图1至图2，本发明提供一种大功率热超导板翅组合式散热器，所述大功率热超导板翅组合式散热器包括：若干个间隔排布热超导板10，所述热超导板10内形成有相互连通的传热通道(未示出)，所述传热通道内填充有传热工质1041；若干个底部基板隔条30，所述底部基板隔条30位于相邻所述热超导板10之间，且贴置于所述热超导板10的表面；所述底部基板隔条30至少一侧与所述热超导板10相接触的表面设有槽道303；所述热超导板10与所述底部基板隔条30相接触的表面设有将所述传热通道与所述槽道303相连通的连接通孔105；散热翅片20，所述散热翅片20位于所述热超导板10的至少一表面，且位于所述底部基板隔条30的上方。
本发明的大功率热超导板翅组合式散热器中的所述热超导板10内部密封腔体内充注有所述传热工质1041，依靠所述传热工质1041相变传热或相变抑制传热，形成快速导热的热超导特性，使整个所述热超导板10温度均匀，可以将大功率的功率器件产生的热量快速散发掉；所述热超导板10上焊接有所述散热翅片20，所述散热翅片20即可将所述热超导板10传导来的热量快速由空气带走而散发掉，所述散热翅片20即增大了与空气的换热面积，减小系统热阻，提高散热能力，又起到加强所述热超导板10的作用，以减小所述热超导板10的材料厚度，提高强度，减轻重量，降低成本；所述热超导板10内部为密封腔体，并设有所述导流板10，内部的所述导流板10把所述第一盖板100及所述第二盖板101焊接在一起，即起到加强作用，使两侧盖板厚度减薄，承压能力增大，强度提高，减轻所述热超导板10的重量和厚度，又增加内部的换热面积，增强热超导导热能力，提高散热器的可靠性，降低成本；本发明的大功率热超导板翅结合式散热器中的所述热超导板10与底部基板隔条30交替叠置焊接在一起，所述热超导板10的底部与功率器件(即热源)直接接触，从而减小结合热阻；由于所述传热通道经由所述连接通孔105与所述槽道303相连通，所述底部基板隔条30两侧的所述槽道303即可以作为所述传热工质1041的缓冲和储存区域，平衡所述传热工质1041的分布，又可以起到所述热超导板10之间的连通或隔离功能，还可以起到增加所述传热工质1041受热面积的作用。
需要说明的是，热超导传热技术包括在密闭的相互连通的微槽道系统内充装工作介质，通过工作介质的蒸发与冷凝相变实现热超导传热的热管技术；及通过控制密闭体系中工作介质微结构状态，即在传热过程中，液态介质的沸腾(或气态介质的冷凝)被抑制，并在此基础上达到工质微结构的一致性，而实现高效传热的相变抑制(PCI)传热技术。本实施例中，所述热超导板可以为相变抑制散热板，此时，所述热超导板10内的所述传热工质1041在传热的过程中沸腾或冷凝被抑制，并在此基础上达到工质微结构的一致性而实现传热。本实施例中，所述热超导板也可以为热管传热板，此时，所述热超导板10内的所述传热工质1041在传热过程中连续进行蒸发吸热与冷凝放热的相变循环来实现快速传热。
作为示例，所述传热工质1041为流体，优选地，所述传热工质1041可以为气体或液体或气体与液体的混合物，更为优选地，本实施例中，所述传热工质1041为液体与气体的混合物。
作为示例，所述底部基板隔条30的宽度与相邻所述热超导板10之间的间距相同，以使得所述底部基板隔条30可以紧密贴置于相邻所述热超导板10的表面。具体的，所述底部基板隔条30可以通过焊接工艺焊接于所述热超导板10的表面。
作为示例，所述散热翅片20沿所述热超导板10排布方向的尺寸可以小于相邻所述热超导板10之间的间距，此时，所述散热翅片20位于所述热超导板10的一表面上。当然，在其他示例中，所述散热翅片20沿所述热超导板10排布方向的尺寸还可以与相邻所述热超导板10之间的间距相等，此时，所述散热翅片20同时位于相邻的两所述热超导板10的表面。
作为示例，所述底部基板隔条30两侧与所述热超导板10相接触的表面均设有所述槽道303，如图3至图5所示；所述底部基板隔条30沿所述热超导板10的长度方向延伸；所述底部基板隔条30的长度可以为但不仅限于与所述热超导板10的长度相同；所述槽道303沿所述底部基板隔条30的长度方向延伸，所述槽道303的长度小于所述底部基板隔条30的长度，以确保所述底部基板隔条30与所述热超导板10交替叠置焊接在一起后可以将所述槽道303密封。当然，在其他示例中，所述槽道303的长度也可以与所述底部基板隔条30的长度相同，此时，需要在所述在所述底部基板隔条30的两端设置堵块以在所述底部基板隔条30与所述热超导板10交替叠置焊接在一起后将所述槽道303的端部密封。
作为示例，请继续参阅图1及图2，所述大功率热超导板翅组合式散热器还包括：侧板40，所述侧板40贴置于最外两侧所述散热翅片20远离所述热超导板10的表面；若干个顶部基板隔条50，所述顶部基板隔条50位于相邻所述热超导板10之间及所述热超导板10与所述侧板40之间，且位于所述散热翅片20的上方。
作为示例，所述顶部基板隔条50与所述底部基板隔条30一一上下对应设置，且所述顶部基板隔条50与所述底部基板隔条30相平行。所述顶部基板隔条50的长度可以与所述热超导板10的长度相同，也可以小于所述热超导板10的长度。
作为示例，所述侧板40的高度不低于所述底部基板隔条30与与其上下对应的所述顶部基板隔条50之间的高度差。
作为示例，如图6所示，所述热超导板10包括：环形边框102、第一盖板100、第二盖板101及至少一导流板103，其中，所述第一盖板100贴置于所述环形边框102的一表面上，所述第二盖板101贴置于所述环形边框102远离所述第一盖板100的表面上，以于所述第一盖板100与所述第二盖板101之间形成密封腔室；所述第一盖板100或/和所述第二盖板101上设有所述连接通孔105，即可以在所述第一盖板100上设有所述连接通孔105，也可以在所述第二盖板101上设有所述连接通孔105，还可以在所述第一盖板100及所述第二盖板101上均设有所述连接通孔105，如图6所示；所述导流板103位于所述密封腔室内；所述导流板103包括若干个沿第一方向间隔排布且沿第二方向延伸的凸部1031，其中，所述第一方向与所述第二方向相垂直，所述第一方向上相邻所述凸部1031的底部一体连接，且所述凸部1031内侧及相邻所述凸部1031之间具有间隙，以使得所述导流板103与所述第一盖板100及所述第二盖板101之间形成相互连通的传热通道106；所述传热通道106内填充有传热工质1041。需要说明的是，图11、图13及图15中的箭头a表示的方向即为所述第一方向，箭头b表示的方向即为所述第二方向；所述第一方向可以为所述导流板103的长度方向，此时所述第二方向为所述导流板103的宽度方向，所述第一方向也可以为所述导流板103的宽度方向，此时所述第二方向为所述导流板103的长度方向。
需要说明的是，由于所述环形边框102内侧为空心区域，所述第一盖板100与所述第二盖板101帖置于所述环形边框102的上下表面后，会在所述第一盖板100、所述第二盖板101及所述环形边框102内侧形成一个密闭腔室。
具体的所述第一方向上相邻所述凸部1031的底部一体连接，且所述凸部1031下方及相邻所述凸部1031之间具有间隙，这样就可以使得所述导流板103沿其长度方向呈交替间隔的凸凹状排布。
作为示例，所述第一盖板100、所述第二盖板101、所述环形边框102及所述导流板103可以通过焊料层焊接在一起。
作为示例，所述导流板103的高度与所述环形边框102的高度相同。将所述导流板103的高度设置为与所述环形边框102的高度相同，可以确保所述导流板103与所述第一焊料层104及所述第二焊料层105的焊接面积达到最大，从而增加焊接强度。
作为示例，如图2所示，所述环形边框102的一侧设有贯穿侧壁的灌装孔(未示出)。所述第一盖板100、所述第二盖板101与所述环形边框102及所述导流板103焊接在一起后，将一灌装管603的一端插入所述灌装孔即可向所述传热通道内填充所述传热工质1041。填充好所述传热工质1041后，应将所述灌装孔封闭以使得所述传热通道实现密封。本实施例中，各所述热超导板10需要分别进行传热工质1041的灌装，需要使用不同的所述灌装管603对各所述热超导板10进行分别灌装。
作为示例，请参阅图6至图8，所述环形边框102底侧内表面形成有若干个凸块部1021，所述凸块部1021与所述环形边框102一体成型；若干个所述凸块部1021沿所述第一方向间隔排布，即若干个所述凸块部1021沿所述凸部1031排布的方向间隔排布；所述导流板103包括第一导流板1035及第二导流板1036；其中，所述第一导流板1035位于所述环形边框102内侧，且位于相邻所述凸块部1021之间；所述第二导流板1036位于所述环形边框102内侧，且与所述第一导流板1035及所述凸块部1021之间具有间隙。所述环形边框102底侧内表面设有所述凸块部1021，所述凸块部1021用于形成安装功率器件70的安装孔106，所述凸块部1021之间的环形边框102可以做到尽量薄，使得所述传热工质1041尽量靠近所述功率器件70，从而可以减小热阻；同时，所述凸块部1021的存在可以散热器沿所述热超导板10平行方向倾斜一定角度(譬如，30°等)时基板的均温性能不会改变。
在一示例中，所述导流板103可以为但不仅限于一块板材冲压而成(即所述第一导流板1035及所述第二导流板1036均可以为但不仅限于一块板材冲压而成)，如图9及图10所示，所述导流板103的长度与所述环形边框102内侧的长度相同；所述凸部1031的侧壁均设有若干个导流孔1032，所述导流孔1032沿所述导流板103的厚度方向贯穿所述导流板103。具体的，沿所述第一方向，所述导流板103可以呈方波状延伸，即所述导流板103包括若干个沿第一方向间隔排布的所述凸部1031，且沿所述第一方向上相邻所述凸部1031的底部相互连接，且相邻所述凸部1031之间呈凹状。当然，在其他示例中，所述导流板103沿所述第一方向也可以呈波浪状延伸，但优选为所述导流板103沿所述第一方向呈方波状延伸，这样可以确保所述导流板103的上表面(即所述凸部1031的顶面)及下表面(即相邻所述凸部13之间的凹部的底面)均呈平面状，这样可以确保所述导流板103与所述第一焊料层104及所述第二焊料层105的接触面积尽可能大，从而提高焊接强度。所述第一盖板100、所述第二盖板101与所述环形边框102及所述导流板103焊接在一起后，所述导流板103的凸部1031与所述第二焊料层105之间的间隙、所述凸部1031之间的凹陷处与所述第一焊料层104之间的间隙及所述导流孔1032共同构成所述传热通道106。在该示例中，所述凸部1031沿所述第二方向贯穿所述导流板103，即所述凸部1031沿所述第二方向延伸贯穿所述导流板103，亦即所述凸部1031的长度与所述第二方向相同。各所述凸部1031上均设有若干个所述导流孔1032，各所述凸部1031上的所述导流孔1032沿所述凸部1031的延伸方向呈单行或多行间隔排布，且各所述凸部1031两侧的侧壁上均设有所述导流孔1032。各所述凸部1031上的所述导流孔1032可以如图9所示的一一对应设置，也可以错位排布。由于沿所述第二方向上所述导流板103与所述第一盖板100及所述第二盖板101之间具有足够的间隙，所述传热工质1041在沿所述第二方向上的流动非常顺畅，而所述传热工质1041沿所述第一方向(即所述凸部1031间隔排布的方向)上的流通受阻，通过在所述凸部1031上设置所述导流孔1032，可以增加所述传热工质1041沿所述第一方向的流动，从而增加沿所述第一方向上的传热效果，使得所述传热工质1041在沿所述第一方向及沿所述第二方向具有几乎相同的流动性，使得整个所述热超导板10各个方向具有相同的散热效果，从而使得所述热超导板10各个区域的温度相同，进而有效避免由于某一个或多个方向散热效果不佳而造成所述热超导板10局部区域过热现象的发生。
在另一示例中，如图6，所述第一导流板1035包括第一导流条，所述第一导流条包括若干个沿所述第一方向间隔排布的所述凸部1031；所述第二导流板1036包括若干个第二导流条1033及连接部1034；其中，若干个所述第二导流条1033沿所述第二方向平行排布，各所述第二导流条1033均包括若干个沿所述第一方向间隔排布的所述凸部1031；所述连接部1034位于若干个所述第二导流条1033的两端，且与各所述第二导流条1033均呈一体连接，如图11及图12所示，在该示例中，所述第一导流条及所述第二导流条1033均沿所述第一方向(一般为所述第一导流条及所述第二导流条1033的长度方向)可以呈方波状延伸，也可以呈波浪状延伸，即所述第一导流条及所述第二导流条1033均包括若干个沿所述第一方向间隔排布的所述凸部1031，沿所述第一方向上相邻所述凸部1031的底部相互连接，且相邻所述凸部1031之间呈凹状。优选地，本实施例中，所述第一导流条及所述第二导流条1033均沿所述第一方向呈方波状延伸，这样可以确保所述第一导流条及所述第二导流条1033的上表面及下表面均为平面，即确保所述导流板103的上表面(即所述凸部1031的顶面)及下表面(即与所述凸部1031的顶部相对的表面)均呈平面状，这样可以确保所述导流板103与所述第一盖板100及所述第二盖板101的接触面积尽可能大，从而提高焊接强度。所述第一盖板100、所述第二盖板101与所述环形边框102及所述导流板103焊接在一起后，所述第一导流条及所述第二导流条1033的凸部1031与所述第一盖板100及所述第二盖板101之间的凹陷处及相邻所述第一导流条及所述第二导流条1033之间的间隙共同构成所述传热通道106。
作为示例，所述第一导流板1035也可以为与所述第二导流板1036具有相同的结构，即所述第一导流条1035也可以包括若干个导流条及与所述导流条两端一体连接的连接部。
作为示例，相邻两排所述第二导流条1033上的所述凸部1031可以一一对应设置，即沿所述第二方向(即所述导流条1033排布的方向)，各条所述第二导流条1033上的所述凸部1031一一对应设置。当然，在其他示例中，相邻两排所述第二导流条1033上的所述凸部1031还可以错位设置，所谓相邻两排所述第二导流条1033上的所述凸部1031错位设置是指，相邻两排所述第二导流条1033上的所述凸部1031的侧边错开，如图11及图12所示；相邻两排所述第二导流条1033的凸部1031错位的距离可以小于所述凸部1031的宽度，如图11及图12所示，相邻两排所述第二导流条1033的凸部1031错位的距离也可以等于所述凸部1031的宽度，此时，一排所述第二导流条1033的凸部1031与与其相邻的一排所述第二导流条1033的凸部1031之间的凹陷处对齐。需要说明的是，相邻两排所述第二导流条1033上的所述凸部1031错位设置时，隔排所述第二导流条1033上的所述凸部1031一一对应设置，即奇数排所述第二导流条1033上的所述凸部1031与偶数排所述第二导流条1033上的所述凸部1031错位设置，且各奇数排所述第二导流条1033上的所述凸部1031一一对应设置，各偶数排所述第二导流条1033上的所述凸部1031也一一对应设置。
作为示例，所述第一导流条的具体结构可以与所述第二导流条1033的具体结构完全相同。
作为示例，如图13及图14所示，所述凸部1031的侧壁均可以设有导流孔1032，所述导流孔1032沿所述第一导流条及所述第二导流条1033的厚度方向贯穿所述第一导流条及所述第二导流条1033。由于沿所述第二方向上所述第一导流条及所述导流条1033与所述第一盖板100及所述第二盖板101之间具有足够的间隙，所述传热工质1041在沿所述第二方向上的流动非常顺畅，而所述传热工质1041沿所述第一方向(即所述导流条1033延伸的方向)的流通受阻，通过在所述凸部1031上设置所述导流孔1032，可以增加所述传热工质1041沿所述第一方向的流动，从而增加沿所述第一方向上的传热效果，使得所述传热工质1041沿所述第一方向及沿所述第二方向具有几乎相同的流动性，使得整个所述热超导板10各个方向具有相同的散热效果，从而使得所述热超导板10各个区域的温度相同，进而有效避免由于某一个或多个方向散热效果不佳而造成所述热超导板10局部区域过热现象的发生。
作为示例，各所述第一导流条及所述第二导流条1033上的各所述凸部1031两侧的所述侧壁上均设有所述导流孔1032，沿所述第一导流条及所述第二导流条1033延伸的方向，各所述凸部1031上的所述导流孔1032可以如图13所示的一一对应设置，也可以错位排布。
在一示例中，所述散热翅片20可以呈波浪状，也可以呈方波状延伸(如图15所示)。所述散热翅片20呈波浪状或方波状延伸，可以在有限的空间内最大限度地增加所述散热翅片20的表面积，从而增加散热效果。
在本发明所述的大功率热超导板翅组合式散热器中，所述第一导流板1035所在的区域为受热区域，所述功率器件70设置于对应于所述受热区域的表面；所述第一导流板1035与所述第二导流板1036之间的间隙为平衡区域，所述第二导流板1036所在的区域为放热区域。
本发明中各所述底部基板隔条30将各个所述热超导板10独立隔离，在所述大功率热超导板翅组合式散热器处于各种倾斜角度的条件下时仍具有很好的散热性能，不会存在所述传热工质1041局部集中而导致的所述功率器件70贴置的表面温度不均匀的问题。
在一示例中，如图16至图19所示，所述底部基板隔条30上还设有若干个贯通孔304，若干个所述贯通孔304沿所述底部基板隔条30的长度方向间隔排布，且将所述底部基板隔条30两侧的所述槽道303相连通。所述底部基板隔条30内设有连通两侧槽道303的贯通孔304，可以将全部的所述热超导板10内的所述传热工质1041连通起来，使得对所述传热工质1041的灌装更加简单方便，所述功率器件70的温度均匀性更好。
在另一示例中，如图20所示，所述底部基板隔条30包括：第一底部基板隔条301，所述第一底部基板隔条301位于部分相邻所述热超导板10之间，所述第一底部基板隔条301的具体结构如图3至图5所示，具体请参阅图3至图5及相关描述，此处不再累述；第二底部基板隔条302，所述第二底部基板隔条302位于其他相邻所述热超导板10之间；所述第二底部基板隔条302上还设有若干个贯通孔304，若干个所述贯通孔304沿所述第二底部基板隔条302的长度方向间隔排布，且将所述第二底部基板隔条302两侧的所述槽道303相连通。所述第二底部基板隔条302的具体结构如图17至图19所示，具体请参阅图17至图19及相关描述，此处不再累述。
作为示例，所述第一底部基板隔条301及所述第二底部基板隔条302的具体数量可以根据实际需要进行设置，此处不做限定。通过将所述底部基板隔条30选择具有所述槽道303的所述第二底部基板隔条302及没有所述槽道303的所述第一底部基板隔条301，即可以将部分所述热超导板10的所述传热工质1041连通起来，从而降低灌装的复杂程度及难度，又不会将所有的所述热超导板10的所述传热工质1041全部连通起来，即所述第一底部基板隔条301将若干个所述热超导板10分割成若干个相互隔离的结构，在所述大功率热超导板翅组合式散热器倾斜时，不会出现明显的局部传热工质1041减少而导致处于较高位置处的所述功率器件70的升温和所述功率器件70贴置的表面的温度不均匀的问题。该示例的所述大功率热超导板翅组合式散热器可以适用于特殊应用场合，譬如所述功率器件70的发热不均匀，导热局部高温，采用该示例中所述的大功率热超导板翅组合式散热器，可以通过将发热较大的所述功率器件70贴置在特定的区域(譬如，若干个所述热超导板10的传热工质1041相连通的区域，即所述第二底部基板隔条302所在的区域)，从而实现将所述功率器件70产生的热量均匀分布给其他所述热超导板10去散热。
实施例二
请结合图1至图20参阅图21至图25，本实施例还提供一种大功率热超导板翅组合式散热器，本实施例中所述的大功率热超导板翅组合式散热器的结构与实施例一中所述的大功率热超导板翅组合式散热器的结构大致相同，二者的区别在于：本实施例中所述的大功率热超导板翅组合式散热器相较于实施例一中所述的大功率热超导板翅组合式散热器增设了顶部连通板60，所述顶部连通板60位于所述顶部基板隔条50及所述热超导板10的上方；所述顶部连接板60的延伸方向与所述热超导板10的表面相垂直；所述顶部连通板60上形成有灌充槽60及与所述灌充槽601相连通的灌装孔602，所述灌充槽601沿所述顶部连通板60的长度方向延伸，且与各所述热超导板10内的所述传热通道均相连通。本实施例中的所述大功率热超导板翅组合式散热器通过在所述顶部基板隔条50及所述热超导板10上设置有与所述热超导板10内的所述传热通道相连通的所述灌充槽601的所述顶部连通板60，由于所述顶部连通板60的所述灌充槽601与所有的所述热超导板10内的所述传热通道均相连通，只需要使用一个灌装管603插入所述灌装孔602就可以实现对所有的所述热超导板10进行传热工质灌装，使得灌装过程更加简单便捷。
本实施例中所述的大功率热超导板翅组合式散热器的其他结构与实施例一中所述的大功率热超导板翅组合式散热器中对应的其他结构完全相同，具体请参阅实施例一，此处不再累述。
实施例三
请结合图1至图25参阅图26至图28，本实施例还提供一种大功率热超导板翅组合式散热器，本实施例中所述的大功率热超导板翅组合式散热器的结构与实施例二中所述的大功率热超导板翅组合式散热器的结构大致相同，二者的区别在于所述顶部连通板60的具体结构不同，具体为：实施例二中的所述顶部连通板60上形成有灌充槽60及与所述灌充槽601相连通的灌装孔602，所述灌充槽601沿所述顶部连通板60的长度方向延伸，且与各所述热超导板10内的所述传热通道均相连通，即实施例二中的所述顶部连通板60内形成有一个与各所述热超导板10内的所述传热通道均相连通的所述灌充槽601；而本实施例中，所述顶部连通板60上形成有若干个灌充槽60及若干个与所述灌充槽601一一对应相连通的灌装孔602；若干个所述灌充槽601沿所述顶部连通板60的长度方向间隔排布，且各所述灌充槽601与位于其正下方的各所述热超导板10内的所述传热通道均相连通。
本实施例中所述的大功率热超导板翅组合式散热器的其他结构与实施例二中所述的大功率热超导板翅组合式散热器中对应的其他结构完全相同，具体请参阅实施例二，此处不再累述。
综上所述，本发明提供一种大功率热超导板翅组合式散热器，所述大功率热超导板翅组合式散热器包括：若干个间隔排布热超导板，所述热超导板内形成有相互连通的传热通道，所述传热通道内填充有传热工质；若干个底部基板隔条，位于相邻所述热超导板之间，且贴置于所述热超导板的表面；所述底部基板隔条至少一侧与所述热超导板相接触的表面设有槽道；所述热超导板与所述底部基板隔条相接触的表面设有将所述传热通道与所述槽道相连通的连接通孔；散热翅片，位于所述热超导板的至少一表面，且位于所述底部基板隔条的上方。本发明的大功率热超导板翅组合式散热器具有以下有益效果：热超导板内部密封腔体内充注有传热工质，依靠传热工质相变传热或相变抑制传热，形成快速导热的热超导特性，使整个热超导板温度均匀，可以将大功率的功率器件产生的热量快速散发掉；2.热超导板上焊接有散热翅片，散热翅片即可将热超导板传导来的热量快速由空气带走而散发掉，散热翅片即增大了与空气的换热面积，减小系统热阻，提高散热能力，又起到加强热超导板的作用，以减小热超导板的材料厚度，提高强度，减轻重量，降低成本；3.热超导板内部为密封腔体，并设有导流板，内部导流板把第一盖板及第二盖板焊接在一起，即起到加强作用，使两侧盖板厚度减薄，承压能力增大，强度提高，减轻热超导板的重量和厚度，又增加内部的换热面积，增强热超导导热能力，提高散热器的可靠性，降低成本；4.本发明的大功率热超导板翅结合式散热器中热超导板与底部基板隔条交替叠置焊接在一起，热超导板的底部与热源直接接触，从而减小结合热阻；5.底部基板隔条两侧的槽道即可以作为传热工质的缓冲和储存区域，平衡传热工质的分布，又可以起到热超导板之间的连通或隔离功能，还可以起到增加传热工质受热面积的作用；6.底部基板隔条内设有连通两侧槽道的贯通孔，可以将部分或全部的热超导板内的传热工质连通起来，使得对所述传热工质的灌装更加简单方便；7.环形边框底侧内表面设有凸块部，凸块部用于形成安装功率器件的安装孔，凸块部之间的环形边框可以做到尽量薄，使得传热工质尽量靠近功率器件，从而可以减小热阻；同时，凸块部的存在可以散热器沿热超导板平行方向倾斜一定角度(譬如，30°等)时基板的均温性能不会改变；8.不受低温限制，可在零下40℃正常工作，因此解决水冷散热在冬天高寒地区低温下的需要加热循环液体的缺陷，以及热管散热器在冬天低温下的失效难题，有更好的工作适应性能。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种大功率热超导板翅组合式散热器，其特征在于，所述大功率热超导板翅组合式散热器包括：
若干个间隔排布热超导板，所述热超导板内形成有相互连通的传热通道，所述传热通道内填充有传热工质；
若干个底部基板隔条，位于相邻所述热超导板之间，且贴置于所述热超导板的表面；所述底部基板隔条至少一侧与所述热超导板相接触的表面设有槽道；所述热超导板与所述底部基板隔条相接触的表面设有将所述传热通道与所述槽道相连通的连接通孔；
散热翅片，位于所述热超导板的至少一表面，且位于所述底部基板隔条的上方。
2.根据权利要求1所述的大功率热超导板翅组合式散热器，其特征在于，所述底部基板隔条两侧与所述热超导板相接触的表面均设有所述槽道；所述底部基板隔条沿所述热超导板的长度方向延伸；所述槽道沿所述底部基板隔条的长度方向延伸，所述槽道的长度小于所述底部基板隔条的长度。
3.根据权利要求2所述的大功率热超导板翅组合式散热器，其特征在于，所述底部基板隔条上还设有若干个贯通孔，若干个所述贯通孔沿所述底部基板隔条的长度方向间隔排布，且将所述底部基板隔条两侧的所述槽道相连通。
4.根据权利要求2所述的大功率热超导板翅组合式散热器，其特征在于，所述底部基板隔条包括：
第一底部基板隔条，位于部分相邻所述热超导板之间；
第二底部基板隔条，位于其他相邻所述热超导板之间；所述第二底部基板隔条上还设有若干个贯通孔，若干个所述贯通孔沿所述第二底部基板隔条的长度方向间隔排布，且将所述第二底部基板隔条两侧的所述槽道相连通。
5.根据权利要求1所述的大功率热超导板翅组合式散热器，其特征在于，所述大功率热超导板翅组合式散热器还包括：
侧板，贴置于最外两侧所述散热翅片远离所述热超导板的表面；
若干个顶部基板隔条，位于相邻所述热超导板之间及所述热超导板与所述侧板之间，且位于所述散热翅片的上方。
6.根据权利要求5所述的大功率热超导板翅组合式散热器，其特征在于，所述大功率热超导板翅组合式散热器还包括顶部连通板，位于所述顶部基板隔条及所述热超导板的上方；所述顶部连接板的延伸方向与所述热超导板的表面相垂直；所述顶部连通板上形成有灌充槽及与所述灌充槽相连通的灌装孔，所述灌充槽沿所述顶部连通板的长度方向延伸，且与各所述热超导板内的所述传热通道均相连通。
7.根据权利要求5所述的大功率热超导板翅组合式散热器，其特征在于，所述大功率热超导板翅组合式散热器还包括顶部连通板，位于所述顶部基板隔条及所述热超导板的上方；所述顶部连接板的延伸方向与所述热超导板的表面相垂直；所述顶部连通板上形成有若干个灌充槽及若干个与所述灌充槽相连通的灌装孔；若干个所述灌充槽沿所述顶部连通板的长度方向间隔排布，且各所述灌充槽与位于其正下方的各所述热超导板内的所述传热通道均相连通。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的大功率热超导板翅组合式散热器，其特征在于，所述热超导板包括：环形边框、第一盖板、第二盖板及至少一导流板；其中，
所述第一盖板贴置于所述环形边框的一表面上，所述第二盖板贴置于所述环形边框远离所述第一盖板的表面上，以于所述第一盖板与所述第二盖板之间形成密封腔室；所述第一盖板或/和所述第二盖板上设有所述连接通孔；
所述导流板位于所述密封腔室内；所述导流板包括若干个沿第一方向间隔排布且沿第二方向延伸的凸部，其中，所述第一方向与所述第二方向相垂直，所述第一方向上相邻所述凸部的底部一体连接，且所述凸部内侧及相邻所述凸部之间具有间隙，以使得所述导流板与所述第一盖板及所述第二盖板之间形成所述传热通道。
9.根据权利要求8所述的大功率热超导板翅组合式散热器，其特征在于，
所述环形边框底侧内表面形成有若干个凸块部，所述凸块部与所述环形边框一体成型；若干个所述凸块部沿所述第一方向间隔排布；
所述导流板包括第一导流板及第二导流板；其中，所述第一导流板位于所述环形边框内侧，且位于相邻所述凸块部之间；所述第二导流板位于所述环形边框内侧，且与所述第一导流板及所述凸块部之间具有间隙。
10.根据权利要求9所述的大功率热超导板翅组合式散热器，其特征在于，
所述第一导流板包括第一导流条，所述第一导流条包括若干个沿所述第一方向间隔排布的所述凸部；
所述第二导流板包括若干个第二导流条及连接部；其中，若干个所述第二导流条沿所述第二方向平行排布，各所述第二导流条均包括若干个沿所述第一方向间隔排布的所述凸部；所述连接部位于若干个所述第二导流条的两端，且与各所述第二导流条均呈一体连接。
11.根据权利要求8所述的大功率热超导板翅组合式散热器，其特征在于，所述凸部的侧壁均设有若干个导流孔，所述导流孔沿所述导流板的厚度方向贯穿所述导流板。
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