CN112087919A - 一种高效的散热器及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效的散热器及其安装方法，所述散热器包括：散热器本体、第一绝缘构件、第二绝缘构件以及弹性压片，所述散热器本体包括发热源安装内腔、第一散热叶片和第二散热叶片，所述第一散热叶片设置于所述散热器本体的两侧，所述第二散热叶片设置于所述散热器本体的一端，所述发热源安装内腔设置于所述散热器本体远离所述第二散热叶片的一端，所述弹性压片将发热源设置于所述发热源安装内腔的两侧中，所述弹性压片和两侧的发热源之间设置第一绝缘构件，所述发热源与发热源安装内腔之间设置第二绝缘构件，所述发热源通过第二绝缘构件将热量传递至散热器本体。本发明能够实现快速散热，能够兼顾可安装的发热源数量，并且还实现了温度均衡。

Description

一种高效的散热器及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种散热器，尤其涉及一种高效的散热器，并进一步涉及相对应的高效的散热器安装方法。

背景技术

在中大功率的开关电源中，功率开关管等发热源主要有两种类型，一种是单管，一种是模块，其中又以单管具有极强的通用性和低廉的价格，备受设计者的青睐。随着开关电源的大力发展，开关电源的功率密度越来愈大，设计过程中往往面临以下几个问题：第一、功率器件数量多，且空间有限；第二、发热量大，散热器体积限制，散热器效率不高；第三、各个功率开关管发热量不一致，必须安装到同一散热器上，以起到温度均衡作用。

但是，在业界，目前单管封装比较通用的散热器及安装方式中，虽然部分散热效率虽然较高，但是只能在散热器的单面固定功率管，可装在散热器上面的功率开关管较少；或是随着功率开关管的数量增加了，散热效率提高了，但又无法使两个发热不一致功率开关管实现温度均衡，就会出现局部温度过高的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够兼顾可安装的功率开关管等发热源的数量，能够实现温度均衡作用，并提高散热效率的散热器，在此基础上，还进一步提供其散热器安装方法。

对此，本发明提供一种高效的散热器，包括：散热器本体、第一绝缘构件、第二绝缘构件以及弹性压片，所述散热器本体包括发热源安装内腔、第一散热叶片和第二散热叶片，所述第一散热叶片设置于所述散热器本体的两侧，所述第二散热叶片设置于所述散热器本体的一端，所述发热源安装内腔设置于所述散热器本体远离所述第二散热叶片的一端，所述弹性压片将发热源设置于所述发热源安装内腔的两侧，所述弹性压片和两侧的所述发热源之间设置所述第一绝缘构件，所述发热源与发热源安装内腔之间设置有所述第二绝缘构件，其中，所述第二绝缘构件上设置有导热层，所述发热源通过所述第二绝缘构件的导热层将热量传递至所述散热器本体

本发明的进一步改进在于，所述弹性压片为V型弹性压片，所述发热源设置于所述V型弹性压片的两侧。

本发明的进一步改进在于，所述V型弹性压片包括多个V型弹性单元，相邻的两个V型弹性单元的底部连接在一起，相邻的两个V型弹性单元的开口部分开。

本发明的进一步改进在于，所述第一绝缘构件为V型绝缘片或V型绝缘纸。

本发明的进一步改进在于，所述第二绝缘构件为陶瓷绝缘垫片。

本发明的进一步改进在于，所述散热器本体的左右两侧腰部设置有散热器凸起，所述散热器凸起设置于所述第一散热叶片和散热器本体之间。

本发明的进一步改进在于，所述发热源安装内腔的底部左右两侧设置有凹槽，所述凹槽设置于所述第二绝缘构件和散热器本体之间。

本发明的进一步改进在于，所述发热源安装内腔的底部设置有凸条。

本发明的进一步改进在于，还包括发热源限位装置，所述发热源通过所述发热源限位装置设置于所述发热源安装内腔中。

本发明还提供一种高效的散热器安装方法，用于实现如上所述的散热器的安装，并包括以下步骤：

步骤S1，将第二绝缘构件涂上导热层后贴装在所述发热源安装内腔的两侧腔壁；

步骤S2，将发热源固定在所述发热源安装内腔的两侧；

步骤S3，在两侧的发热源中间放入所述第一绝缘构件；

步骤S4，将所述弹性压片放置于所述第一绝缘构件上，实现对两侧的发热源的弹性压紧。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：所述弹性压片将发热源设置于所述发热源安装内腔的两侧中，进而使得散热器本体在其发热源安装内腔的两侧均可安装功率开关管等发热源，同时，第一散热叶片和第二散热叶片也可以最大限度的靠近发热源，降低了发热源与散热器叶片之间的热阻，使发热源的热量能够尽快的传递到散热器叶片上，以便实现快速散热；且两侧的发热源共用散热器本体，起到温度均衡作用，使得不同发热量的功率开关管等发热源的温度差异更小；在此基础上，通过弹性压片实现弹性压合安装，能够使得功率开关管等发热源可以安装在空间狭窄的发热源安装内腔中，且装配效率高，很好地满足了中大功率的开关电源散热需求。

附图说明

图1是本发明一种实施例的立体结构示意图；

图2是本发明一种实施例的爆炸结构示意图；

图3是本发明一种实施例的剖面结构示意图；

图4是本发明一种实施例优化后的立体结构示意图；

图5是本发明一种实施例优化后的爆炸结构示意图；

图6是本发明一种实施例优化后的剖面结构示意图；

图7是本发明一种实施例中第一种替换了散热器本体后的剖面结构示意图；

图8是本发明一种实施例中第二种替换了散热器本体后的剖面结构示意图；

图9是本发明一种实施例中第三种替换了散热器本体后的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1至图3所示，本例提供一种高效的散热器，包括：散热器本体1、第一绝缘构件4、第二绝缘构件2以及弹性压片5，所述散热器本体1包括发热源安装内腔101、第一散热叶片102和第二散热叶片103，所述第一散热叶片102设置于所述散热器本体1的两侧，所述第二散热叶片103设置于所述散热器本体1的一端，所述发热源安装内腔101设置于所述散热器本体1远离所述第二散热叶片103的一端，所述弹性压片5将发热源3设置于所述发热源安装内腔101的两侧，所述弹性压片5和两侧的所述发热源3之间设置所述第一绝缘构件4，所述发热源3与发热源安装内腔101之间设置有所述第二绝缘构件2，其中，所述第二绝缘构件2上设置有导热层，所述发热源3通过所述第二绝缘构件2的导热层将热量传递至所述散热器本体1。

本例所述第二绝缘构件2优选为导热绝缘构件，比如，在所述第二绝缘构件2上设置有导热层，所述发热源3通过所述第二绝缘构件2的导热层将热量传递至所述散热器本体1。本例所述弹性压片5也可以直接设置为绝缘材料制成的弹性压片，也就是说，在实际工作中，所述第一绝缘构件4和弹性压片5可以做成一体的。

本例所述发热源3包括功率开关管等，所述发热源安装内腔101是所述散热器本体1用于安装所述发热源3的向下凹陷的腔体，所述发热源3分布在所述发热源安装内腔101的两侧，进而能够有效增加可安装的功率开关管等发热源3的数量；所述散热器本体1优选为如图1所示的H型散热基板，当然，在实际应用中，还可以替换成别的形状，如图8至图9所示；本例所述第一散热叶片102也可以称为X轴散热叶片，所述第二散热叶片103也可以称为Y轴散热叶片，进而可以尽可能地增加散热面积，并有效缩短所述第一散热叶片102和第二散热叶片103与所述发热源3之间的距离，提高散热效率。

本例通过此散热结构，既保证了功率开关管等发热源3能够共用散热器本体1，使各功率开关管的温度均衡，也降低了发热源3和散热器叶片之间的热阻，使发热源的热量尽快的散出，同时可以安装较多的功率开关管，提高集成度和功率密度。

如图1至图3所示，本例所述弹性压片5优选为V型弹性压片，所述发热源3设置于所述V型弹性压片的两侧，这样的设计能够使对称的发热源3、第二绝缘构件2和散热器本体1充分的接触；所述V型弹性压片优选包括多个V型弹性单元501，每一个V型弹性单元501都能够压住两个所述发热源3，相邻的两个V型弹性单元501的底部连接在一起，相邻的两个V型弹性单元501的开口部分开，这样的两个相邻的V型弹性单元501的设计仅底部少量相连，使得相邻的V型弹性单元501受力独立，不会相互影响。

本例所述第一绝缘构件4优选为V型绝缘片或V型绝缘纸，设置在所述发热源3和V型弹性压片之间起到绝缘作用。所述第二绝缘构件2优选为陶瓷绝缘垫片，放置在所述发热源3和散热器本体1之间，起到绝缘作用；在此基础上，所述第二绝缘构件2上还优选设置有导热层，比如涂上导热硅脂，所述发热源3通过所述第二绝缘构件2的导热层将热量传递至所述散热器本体1。

如图3所示，本例所述散热器本体1的左右两侧腰部设置有散热器凸起104，即所述散热器本体1在其左右两侧腰部的厚度大于上下两端的厚度，所述散热器凸起104设置于所述第一散热叶片102和散热器本体1之间；这样的设计是为了加强所述散热器本体1在拐角处的结构强度，防止所述散热器受力过大而导致形变。

如图3所示，本例所述发热源安装内腔101的底部左右两侧设置有凹槽105，所述凹槽105设置于所述第二绝缘构件2和散热器本体1之间，这样的设计是为了防止由于散热器本体1在拐角处不平整，避免在装配过程中第二绝缘构件2发生破裂。

如图3所示，本例所述发热源安装内腔101的底部设置有凸条106，所述凸条106的数量优选为至少两条，这样的设计是为了防止所述发热源3的位置过于靠近所述散热器本体1，避免所述发热源3和散热器本体1之间的安规间距不足等问题，也便于热量的扩散。

如图4至6所示，本例还优选包括发热源限位装置6，所述发热源3通过所述发热源限位装置6设置于所述发热源安装内腔101中；优选的，所述发热源限位装置6为限位板，所述限位板固定于所述发热源安装内腔101的上端面，进而起到限定所述发热源3的位置以及减小人工装配误差的作用，该发热源限位装置6可以仅仅只在安装过程中使用，安装完之后即可拆下。

如图7至图9所示，在实际应用中，本例所述散热器本体1还可以替换成别的形状，比如可以将散热器本体1、第一散热叶片102和第二散热叶片103设计成不同的形状，甚至于可以将第一散热叶片102和第二散热叶片103上的散热叶片设计成锯齿状叶片，进而增加散热面积；本例优选尽量将所述散热器本体1设计成对称的形状进而能够更为有利于散热均衡；在此基础上，只需要保证所述发热源安装内腔101的设计，便能够兼顾可安装的功率开关管等发热源3的数量，能够实现温度均衡，并有效提高了散热效率。

本例还提供一种高效的散热器安装方法，用于实现如上所述的散热器的安装，并包括以下步骤：

步骤S1，将所述散热器本体1倒置放在桌面上，将第二绝缘构件2涂上导热硅脂等导热层后，贴装在所述发热源安装内腔101的两侧腔壁，使之贴紧；

步骤S2，将发热源3固定在所述发热源安装内腔101的两侧；优选的，将发热源限位装置6固定在所述散热器本体1上，然后将功率开关管等发热源3也涂上导热硅脂等导热层后，放置在所述发热源限位装置6的限定位置中；

步骤S3，在两侧的发热源3中间放入所述第一绝缘构件4；

步骤S4，将所述弹性压片5放置于所述第一绝缘构件4上，实现对两侧的发热源3的弹性压紧，比如使用带闸刀的气动或者液压装置，将V型弹性压片下压至设定位置即可。

综上所述，本例所述弹性压片5通过所述第一绝缘构件4将发热源3设置于所述发热源安装内腔101中，进而使得散热器本体1在其发热源安装内腔101的两侧均可安装功率开关管等发热源3，同时，第一散热叶片102和第二散热叶片103也可以最大限度的靠近发热源3，降低了发热源3与散热器叶片之间的热阻，使发热源3的热量能够尽快的传递到散热器叶片上，以便实现快速散热；且两侧的发热源3共用散热器本体1，起到温度均衡作用，使得不同发热量的功率开关管等发热源3的温度差异更小；在此基础上，通过弹性压片5实现弹性压合安装，能够使得功率开关管等发热源3可以安装在空间狭窄的发热源安装内腔101中，且装配效率高，很好地满足了中大功率的开关电源散热需求。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高效的散热器，其特征在于，包括：散热器本体、第一绝缘构件、第二绝缘构件以及弹性压片，所述散热器本体包括发热源安装内腔、第一散热叶片和第二散热叶片，所述第一散热叶片设置于所述散热器本体的两侧，所述第二散热叶片设置于所述散热器本体的一端，所述发热源安装内腔设置于所述散热器本体远离所述第二散热叶片的一端，所述弹性压片将发热源设置于所述发热源安装内腔的两侧，所述弹性压片和两侧的所述发热源之间设置所述第一绝缘构件，所述发热源与发热源安装内腔之间设置有所述第二绝缘构件，其中，所述第二绝缘构件上设置有导热层，所述发热源通过所述第二绝缘构件的导热层将热量传递至所述散热器本体。

2.根据权利要求1所述的高效的散热器，其特征在于，所述弹性压片为V型弹性压片，所述发热源设置于所述V型弹性压片的两侧。

3.根据权利要求2所述的高效的散热器，其特征在于，所述V型弹性压片包括多个V型弹性单元，相邻的两个V型弹性单元的底部连接在一起，相邻的两个V型弹性单元的开口部分开。

4.根据权利要求3所述的高效的散热器，其特征在于，所述第一绝缘构件为V型绝缘片或V型绝缘纸。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的高效的散热器，其特征在于，所述第二绝缘构件为陶瓷绝缘垫片。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的高效的散热器，其特征在于，所述散热器本体的左右两侧腰部设置有散热器凸起，所述散热器凸起设置于所述第一散热叶片和散热器本体之间。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的高效的散热器，其特征在于，所述发热源安装内腔的底部左右两侧设置有凹槽，所述凹槽设置于所述第二绝缘构件和散热器本体之间。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的高效的散热器，其特征在于，所述发热源安装内腔的底部设置有凸条。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的高效的散热器，其特征在于，还包括发热源限位装置，所述发热源通过所述发热源限位装置设置于所述发热源安装内腔中。

10.一种高效的散热器安装方法，其特征在于，用于实现如权利要求1至9任意一项所述的散热器的安装，并包括以下步骤：

步骤S1，将第二绝缘构件涂上导热层后贴装在所述发热源安装内腔的两侧腔壁；

步骤S2，将发热源固定在所述发热源安装内腔的两侧；

步骤S3，在两侧的发热源中间放入所述第一绝缘构件；

步骤S4，将所述弹性压片放置于所述第一绝缘构件上，实现对两侧的发热源的弹性压紧。

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