CN110828403B - 一种组合式半导体单元控温盒 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种组合式半导体单元控温盒，包括：多个控温盒单元，均包括换热腔，用于放置载冷剂；多个半导体制冷片，按矩阵排列，紧密贴在换热腔的外侧，用于通电后与换热腔中的载冷剂进行换热；散热片，紧贴在半导体制冷片的外侧，用于增加外侧的换热强度；上顶盖，设置在换热腔的上方，包括圆形的顶口以及沿顶口设置的呈向下凹槽形的顶盖斗；下底斗，设置在换热腔的下方，包括圆形的底口以及沿底口设置的呈漏斗形的底斗，其中，底口的下方还设有圆柱形的凸起，该凸起与顶口的尺寸匹配，用于插入顶口中，同时底斗与顶盖斗的形状尺寸相互嵌合来完成下底斗与上顶盖之间的配合连接，从而完成多个控温盒单元之间的连接。

Description

一种组合式半导体单元控温盒
技术领域
本发明属于控温散热领域，具体涉及一种组合式半导体单元控温盒。
背景技术
随着科技水平的不断提升，智能设备的使用量越来越多，而其中芯片的温度控制成为了提升设备性能的主要因素之一。例如：电脑CPU的芯片散热目前的主流方式有风冷热管散热和水冷散热，其中风冷热管散热是目前使用较多的散热手段。
另一方面，全球环境问题日益严峻致使新能源汽车的占有量逐年提升，欧洲多国已经提出了减少或停止化石燃料发动机汽车的生产，在2020年左右新能源汽车将逐渐取代燃油汽车。同时，我国也在不断的加快新能源汽车的普及，近年来政府鼓励新能源汽车企业，不断提供各项优惠政策。而在新能源汽车的使用中,关于新能源汽车中电池的散热问题成为了主要研究方向，目前主流的电池散热多使用乙二醇水溶液液冷形式。
在当前主要散热方式中，风冷热管的散热效率受到散热面积和环境温度影响较大，同时会发出较大的噪音，水冷散热设备结构相对复杂，整个散热系统占用空间较大，另外，传统的压缩机制冷系统也具有占用体积大、噪音、成本相对较高的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种组合式半导体单元控温盒。
本发明提供了一种组合式半导体单元控温盒，具有这样的特征，包括：多个控温盒单元，均包括换热腔，用于放置载冷剂；多个半导体制冷片，按矩阵排列，紧密贴在换热腔的外侧，用于通电后与换热腔中的载冷剂进行换热；散热片，紧贴在半导体制冷片的外侧，用于增加外侧的换热强度；上顶盖，设置在换热腔的上方，包括圆形的顶口以及沿顶口设置的呈向下凹槽形的顶盖斗；下底斗，设置在换热腔的下方，包括圆形的底口以及沿底口设置的呈漏斗形的底斗，其中，半导体制冷片之间留有空隙来放置用于连接半导体制冷片正极和半导体制冷片负极的串联连接线以及防潮泡沫，底口的下方还设有圆柱形的凸起，该凸起与顶口的尺寸匹配，用于插入顶口中，同时底斗与顶盖斗的形状尺寸相互嵌合来完成下底斗与上顶盖之间的配合连接，从而完成多个控温盒单元之间的连接，载冷剂从顶口进入换热腔中，并在换热后从底口中流出。
在本发明提供的组合式半导体单元控温盒中，还可以具有这样的特征：其中，换热腔为方形换热腔、圆柱形换热腔或棱形换热腔。
在本发明提供的组合式半导体单元控温盒中，还可以具有这样的特征：其中，每个控温盒单元单独使用或者通过上顶盖和下底斗进行配合连接来组合使用，控温盒单元的使用数量根据实际热负荷来选取。
在本发明提供的组合式半导体单元控温盒中，还可以具有这样的特征：其中，散热片为直肋散热片、三角肋片或微通道换热片。
在本发明提供的组合式半导体单元控温盒中，还可以具有这样的特征：其中，单个半导体制冷片的长度与宽度均为40mm，高度为4mm。
在本发明提供的组合式半导体单元控温盒中，还可以具有这样的特征：其中，载冷剂为液体或气体。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的组合式半导体单元控温盒，因为换热腔外侧紧贴有长度与宽度均为40mm，高度为4mm的半导体制冷片，通过对半导体制冷片通电，即可与换热腔中的载冷剂进行热交换，所以，极大地缩小的换热设备的使用体积；因为能够根据实际热负荷来选取控温盒单元的数量进行组合安装，所以，应用更加灵活，且能有效地控制使用体积；因为通过上顶盖和下底斗来简单快捷完成控温盒单元之间的配合连接，所以，在发生故障检修时也能分组拆卸，维修更加便捷；因为组成部件中没有运动部件，所以，进行散热时不会发出噪音。因此，本发明的一种组合式半导体单元控温盒结构简单、占用体积小、成本较低，能够无噪音的进行热交换。
附图说明
图1是本发明的实施例中的控温盒单元的拆分结构示意图；
图2是本发明的实施例中的控温盒单元组装后的结构示意图；
图3是本发明的实施例中的多个控温盒单元的连接方式示意图；
图4是本发明的实施例中的多个控温盒单元连接形成的组合式半导体单元控温盒的整体结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
图1是本发明的实施例中的控温盒单元的拆分结构示意图，图2是本发明的实施例中的控温盒单元组装后的结构示意图。
如图1和图2所示，本实施例的一种组合式半导体单元控温盒100，包括多个控温盒单元10，每个控温盒单元10均包括换热腔11、多个半导体制冷片12、散热片13、上顶盖14以及下底斗15。
每个控温盒单元10可以单独使用或者通过上顶盖14和下底斗15进行配合连接来组合使用，控温盒单元10的使用数量根据实际热负荷来选取。
换热腔11用于放置载冷剂。
换热腔11为方形换热腔、圆柱形换热腔或棱形换热腔。
载冷剂为液体或气体。
多个半导体制冷片12按矩阵排列，紧密贴在换热腔11的外侧，用于通电后与换热腔11中的载冷剂进行换热。
单个半导体制冷片12的长度与宽度均为40mm，高度为4mm。
每个半导体制冷片12均具有半导体制冷片正极121和半导体制冷片负极122，并通过半导体制冷片正极121和半导体制冷片负极122接入电流来产生热电效应，从而与换热腔11中的载冷剂进行换热。
在换热过程中可以通过改变通过半导体制冷片12的电流方向，来切换对载冷剂冷却和加热两种模式，增加了设备的使用范围。
半导体制冷片12之间留有空隙来放置用于连接半导体制冷片正极121和半导体制冷片负极122的串联连接线以及防潮泡沫。
散热片13紧贴在半导体制冷12片的外侧，用于增加外侧的换热强度。
散热片13为直肋散热片、三角肋片或微通道换热片。
在散热效率不满足需求的情况下，可以在散热片13外侧安装风扇进行强制通风换热来提高换热效率。
上顶盖14设置在换热腔11的上方，包括圆形的顶口141以及沿顶口141设置的呈向下凹槽形的顶盖斗142。
下底斗15设置在换热腔11的下方，包括圆形的底口151以及沿底口151设置的呈漏斗形的底斗152。
图3是本发明的实施例中的多个控温盒单元的连接方式示意图，图4是本发明的实施例中的多个控温盒单元连接形成的组合式半导体单元控温盒的整体结构示意图。
如图3和图4所示，底口151的下方还设有圆柱形的凸起153，该凸起153与顶口141的尺寸匹配，用于插入顶口141中，同时底斗152与顶盖斗142的形状尺寸相互嵌合来完成下底斗15与上顶盖14之间的配合连接，从而完成多个控温盒单元10之间的连接。
载冷剂从顶口141进入换热腔11中，并在换热后从底口152中流出。
本实施例的一种组合式半导体单元控温盒100的使用过程如下：首先根据实际热负荷来选取控温盒单元10的数量，并通过下底斗15与上顶盖14之间的配合连接来完成多个控温盒单元10之间的连接，组成组合式半导体单元控温盒100，将组合式半导体单元控温盒100以模块化安装，进行散热工作时载冷剂从最顶端的控温盒单元10的顶口141进入换热腔11中，对半导体制冷片12通入电流，通过产生热电效应与换热腔11内的载冷剂进行热交换，热交换过程中半导体制冷片12紧贴的散热片13用于增加外侧的换热强度，换热完成后，载冷剂从底口152中流出，并进入下一个控温盒单元10中。并且，在换热过程中可以改变经过半导体制冷片12的电流方向，来切换对载冷剂冷却和加热两种模式。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的组合式半导体单元控温盒，因为换热腔外侧紧贴有长度与宽度均为40mm，高度为4mm的半导体制冷片，通过对半导体制冷片通电，即可与换热腔中的载冷剂进行热交换，所以，极大地缩小的换热设备的使用体积；因为能够根据实际热负荷来选取控温盒单元的数量进行组合安装，所以，应用更加灵活，且能有效地控制使用体积；因为通过上顶盖和下底斗来简单快捷完成控温盒单元之间的配合连接，所以，在发生故障检修时也能分组拆卸，维修更加便捷；因为组成部件中没有运动部件，所以，进行散热时不会发出噪音。因此，本实施例的一种组合式半导体单元控温盒结构简单、占用体积小、成本较低，能够无噪音的进行热交换。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种组合式半导体单元控温盒，其特征在于，包括：
多个控温盒单元，均包括换热腔，用于放置载冷剂；
多个半导体制冷片，按矩阵排列，紧密贴在所述换热腔的外侧，用于通电后与所述换热腔中的所述载冷剂进行换热；
散热片，紧贴在所述半导体制冷片的外侧，用于增加外侧的换热强度；
上顶盖，设置在所述换热腔的上方，包括圆形的顶口以及沿所述顶口向上设置的呈凹槽形的顶盖斗；
下底斗，设置在所述换热腔的下方，包括圆形的底口以及沿所述底口设置的呈漏斗形的底斗，
其中，所述半导体制冷片之间留有空隙来放置用于连接半导体制冷片正极和半导体制冷片负极的串联连接线以及防潮泡沫，
所述底口的下方还设有圆柱形的凸起，该凸起与所述顶口的尺寸匹配，用于插入所述顶口中，同时所述底斗与所述顶盖斗的形状尺寸相互嵌合来完成所述下底斗与所述上顶盖之间的配合连接，从而完成多个所述控温盒单元之间的连接，
所述载冷剂从所述顶口进入所述换热腔中，并在换热后从所述底口中流出。
2.根据权利要求1所述的组合式半导体单元控温盒，其特征在于：
其中，所述换热腔为棱形换热腔或圆柱形换热腔。
3.根据权利要求1所述的组合式半导体单元控温盒，其特征在于：
其中，每个所述控温盒单元单独使用或者通过所述上顶盖和所述下底斗进行配合连接来组合使用，
所述控温盒单元的使用数量根据实际热负荷来选取。
4.根据权利要求1所述的组合式半导体单元控温盒，其特征在于：
其中，所述散热片为直肋散热片、三角肋片或微通道换热片。
5.根据权利要求1所述的组合式半导体单元控温盒，其特征在于：
其中，单个所述半导体制冷片的长度与宽度均为40mm，高度为4mm。
6.根据权利要求1所述的组合式半导体单元控温盒，其特征在于：
其中，所述载冷剂为液体或气体。
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