CN113517245A - 一种自适应均衡散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自适应均衡散热器，包括基板，以及垂直设置在所述基板上的若干散热翅片，若干所述散热翅片之间相互平行，且任意相邻的两个所述散热翅片之间均形成有主风道；每个所述主风道中均设置有用于控制所述主风道内风通量的弧形双金属片；每个所述散热翅片上均设置有用于连通相邻两个所述主风道的侧风道。本发明的散热器由于在每个主风道中均设置有弧形双金属片来控制通道内的风通量，对于温度高的区域，弧形双金属片的形变大，流过的风通量也大，对于温度低的区域，弧形双金属片的形变小，流过风通量也大，而温度低区域多余的风通量又可以通过散热翅片上的侧风道逐步流向温度高的区域，散热器的散热效率更高，散热更加均衡。
Description
技术领域
本发明涉及散热设备技术领域，特别涉及一种自适应均衡散热器。
背景技术
芯片工艺发展至今，高功耗高发热的问题一直如影随形。由于芯片的特性决定了它本身是一个相对小体积、高发热的热源，要确保芯片稳定的工作，就需要想将芯片工作产生的热量快速降到一个要求的温度值。
现有技术芯片的散热方式是：将芯片上产生的热量通过各种形式的导体，传导到具有更大热容和交换面积的散热器上，然后通过主动或被动散热方式，将热交换散出去，达到控制降温的目地。
现有技术芯片用的散热器，散热器的每个主风道均是相同风通量，对热片进行热交换，无法区分高低温区，无法针对不同温度点采取不同的散热风量，起不到均衡散热的目的，同时消耗了更多不必要的过散热功耗。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明提供一种自适应均衡散热器，旨在解决现有技术芯片用的散热器散热不均衡，散热效率不高的技术问题。
本发明的技术方案如下：
一种自适应均衡散热器，包括基板，以及垂直设置在所述基板上的若干散热翅片，若干所述散热翅片之间相互平行，且任意相邻的两个所述散热翅片之间均形成有主风道；每个所述主风道中均设置有用于控制所述主风道内风通量的弧形双金属片；每个所述散热翅片上均设置有用于连通相邻两个所述主风道的侧风道。
在本发明一种可选的实施方式中，所述弧形双金属片包括主动层和层叠在所述主动层上的被动层，所述主动层的热膨胀系数大于所述被动层的热膨胀系数。
在本发明一种可选的实施方式中，任意相邻的两个所述散热翅片包括第一散热翅片和第二散热翅片，所述弧形双金属片的弧形顶部与所述第一散热翅片固定连接，所述弧形双金属片的两端与所述第二散热翅片接触。
在本发明一种可选的实施方式中，以所述主风道内风的流向定义前后，所述侧风道位于所述弧形双金属片之前。
在本发明一种可选的实施方式中，每个所述主风道中的所述弧形双金属片设置有多个，相应的每个所述散热翅片上的所述侧风道也设置有多个。
在本发明一种可选的实施方式中，所述侧风道在所述散热翅片上倾斜设置，且所述侧风道与所述主风道之间的夹角为45°。
在本发明一种可选的实施方式中，所述弧形双金属片的圆心角为60°。
在本发明一种可选的实施方式中，所述自适应均衡散热器还包括用于向所述主风道内吹风的送风装置。
在本发明一种可选的实施方式中，所述送风装置设置在所述基板的中心，或所述送风装置设置在所述基板的边缘。
在本发明一种可选的实施方式中，所述散热翅片和所述基板之间一体成型。
有益效果为：本发明提供了一种自适应均衡散热器，包括基板，以及垂直设置在所述基板上的若干散热翅片，若干所述散热翅片之间相互平行，且任意相邻的两个所述散热翅片之间均形成有主风道；每个所述主风道中均设置有用于控制所述主风道内风通量的弧形双金属片；每个所述散热翅片上均设置有用于连通相邻两个所述主风道的侧风道。本发明的散热器由于在每个主风道中均设置有弧形双金属片来控制通道内的风通量，对于温度高的区域，弧形双金属片的形变大，流过的风通量也大，对于温度低的区域，弧形双金属片的形变小，流过风通量也大，而温度低区域多余的风通量又可以通过散热翅片上的侧风道逐步流向温度高的区域，散热器的散热效率更高，散热更加均衡。
附图说明
图1为本发明一种自适应均衡散热器的结构示意图。
图2为本发明一种弧形双金属片的结构示意图。
图3为本发明一种自适应均衡散热器的俯视示意图。
图4为本发明另一种自适应均衡散热器的结构示意图。
图5为本发明高温区和低温区温度差值T的变化图。
图6为本发明高温区和低温区风门大小差值H的变化图。
图7为本发明高温区风门开启值Ht的变化图。
图8为本发明低温区风门开启值Ht的变化图。
附图标号如下：
10-基板；20-散热翅片；30-主风道；40-弧形双金属片；50-侧风道；60-主动层；70-被动层；80-第一散热翅片；90-第二散热翅片；100-送风装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明提供了一种自适应均衡散热器，包括基板10，以及垂直设置在所述基板10上的若干散热翅片20，若干所述散热翅片20之间相互平行，且任意相邻的两个所述散热翅片20之间均形成有主风道30；每个所述主风道30中均设置有用于控制所述主风道30内风通量的弧形双金属片40；每个所述散热翅片20上均设置有用于连通相邻两个所述主风道30的侧风道50。
本发明自适应均衡散热器的工作原理如下：基板10下方可以覆盖有一颗或多颗芯片，在基板10上，近芯片区是相对高温区域C1，远离芯片区是相对低温区域C2。温度低区域C2的弧形双金属片40弦高相应较大，风门开启小，通过该区的风通量就小，同时该区多余的风通量会通过相邻的侧风道50向高温区传送，温度低区域C2的散热会差一些。温度高区域C1的弧形双金属片弦高相应较小，风门开启大，通过该区的风通量就大，同时该区还会通过两侧散热翅片20上的侧风道50接收由低温区C2流过来的多余的风通量，相应散热会更快一些，从而实现均衡散热的效果。
在实际均衡散热的过程中，高温区C1的温度和低温区C2的温度会不停相互转换，参见图5，当经过一段时间后，高温区温度与低温区温度温度差值T随时间t会趋近于零。高温区C1的风门开启大小和低温区C2的风门开启大小也会不停相互转换，参见图6，当经过一段时间后，高温区风门开启大小和低温区风门开启大小的差值H会随时间t趋近于零；并且参见图7，高温区C1的风门开启量Ht的峰值时间t更长，参见图8，低温区C2的风门开启量Ht的峰值时间t更短。在整个运行过程中，随温度本身的大小、变化，散热器自动调节风门开启大小，相应改变、转换、控制风通量多少，达到快速、均衡、节能的散热效果。
参见图2，在本发明一种可选的实施方式中，所述弧形双金属片40包括主动层60和层叠在所述主动层60上的被动层70，所述主动层60的热膨胀系数大于所述被动层70的热膨胀系数。在本实施例中，弧形双金属片(材料不仅限于金属)由：两片热膨胀系数不同材料贴合在一起预制成弧形，内弧的片材为主动层，主动层为对热具有高灵敏度、高热膨胀系数的材料制成。外弧的片材为被动层，被动层为低热膨胀系数的材料制成。弧形双金属片的弦高等于散热片中两相邻鳍片的距离。温度升高时，内弧高热膨胀系数的材料膨胀伸长，弧形双金属片弦高趋近于零，即弧形双金属片变成接近平面状。
参见图3，在本发明一种可选的实施方式中，任意相邻的两个所述散热翅片20包括第一散热翅片80和第二散热翅片90，所述弧形双金属片40的弧形顶部与所述第一散热翅片80固定连接，所述弧形双金属片40的两端与所述第二散热翅片90接触。在本实施例中，由于弧形双金属片40的弦高是要发生变化的，所以只能通过弧形顶部与其中的一个散热翅片固定连接，弧形双金属片40的两个底脚则与另外一个散热翅片接触，这样两个底脚就可以活动。在本发明另一种可选的实施方式中，所述弧形双金属片40的弧形顶部也可以与主风道的底部相连，这样两个底脚同样可以是活动的。
参见,3，在本发明一种可选的实施方式中，以所述主风道30内风的流向定义前后，所述侧风道50位于所述弧形双金属片40之前。在本实施例中，由于侧风道的作用就是让更多的风从低温区向高温区流动，所以侧风道50需要设置在弧形双金属片40之前，优选的，侧风道50靠近弧形双金属片40以起到更好的引流效果。
参见图1和图3，在本发明一种可选的实施方式中，每个所述主风道30中的所述弧形双金属片40设置有多个，相应的每个所述散热翅片20上的所述侧风道50也设置有多个。在本实施例中，当散热器需要为很多个芯片进行散热时，基板10上就会形成很多的高温区域和低温区域，为了提高散热的精准度和均匀性，散热翅片20和侧风道50可以设置多组。
参见图3，在本发明一种可选的实施方式中，所述侧风道50在所述散热翅片上倾斜设置，且所述侧风道50与所述主风道30之间的夹角为45°。在本实施例中，夹角为45°，这样可以减小风从一个主风道流入另一个主风道时遇到的阻力，可以加快散热速率，在一种更具体的实施方式中，侧风道50与弧形双金属片40上某个切点的切线方向平行，这样在温度高的时候，弧形双金属片40形变成平面之后，还可以堵住另外一个通往相邻主风道30的侧风道50，使得风更多的流入当前的主风道30，加快散热效率。
在本发明一种可选的实施方式中，所述弧形双金属片40的圆心角为60°。在本实施例中，弧形双金属片40具有足够的弧度，同时，弧形双金属片40形变对应的温度区间正好符合芯片的散热需求，散热的效率更佳。
参见图1和图4，在本发明一种可选的实施方式中，所述自适应均衡散热器还包括用于向所述主风道内吹风的送风装置100。在本实施例中，本发明的散热器住了通过温度温度差来使主风道30内的风流动之外，也可以采用被动散热的工作模式，即通过送风装置100来控制主风道内风的流向。
参见图1和图4，在本发明一种可选的实施方式中，所述送风装置100设置在所述基板10的中心，或所述送风装置100设置在所述基板10的边缘。需要说明的是，本发明技术方案中所有主风道30内的弧形双金属片40是呈直线排列的，所有散热翅片20上的侧风道50也是呈直线排列的，且弧形双金属片40和侧风道50均形成有2排，参见图1，在送风装置100设置在基板10的中心时，2排弧形双金属片40分别设置在送风装置100的两侧，参见图4，送风装置100设置在基板10的边缘时，2排弧形双金属片40均设置在基板10的左侧。
参见图1，在本发明一种可选的实施方式中，所述散热翅片20和所述基板10之间一体成型。在本实施例中，散热翅片20和基板10有相同的材料构成且一体成型，可以起到更好的导热效果。
综上所述，本发明提供了一种自适应均衡散热器，包括基板，以及垂直设置在所述基板上的若干散热翅片，若干所述散热翅片之间相互平行，且任意相邻的两个所述散热翅片之间均形成有主风道；每个所述主风道中均设置有用于控制所述主风道内风通量的弧形双金属片；每个所述散热翅片上均设置有用于连通相邻两个所述主风道的侧风道。本发明的散热器由于在每个主风道中均设置有弧形双金属片来控制通道内的风通量，对于温度高的区域，弧形双金属片的形变大，流过的风通量也大，对于温度低的区域，弧形双金属片的形变小，流过风通量也大，而温度低区域多余的风通量又可以通过散热翅片上的侧风道逐步流向温度高的区域，散热器的散热效率更高，散热更加均衡。
虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种自适应均衡散热器，包括基板，以及垂直设置在所述基板上的若干散热翅片，其特征在于，若干所述散热翅片之间相互平行，且任意相邻的两个所述散热翅片之间均形成有主风道；每个所述主风道中均设置有用于控制所述主风道内风通量的弧形双金属片；每个所述散热翅片上均设置有用于连通相邻两个所述主风道的侧风道。
2.根据权利要求1所述的自适应均衡散热器，其特征在于，所述弧形双金属片包括主动层和层叠在所述主动层上的被动层，所述主动层的热膨胀系数大于所述被动层的热膨胀系数。
3.根据权利要求1或2所述的自适应均衡散热器，其特征在于，任意相邻的两个所述散热翅片包括第一散热翅片和第二散热翅片，所述弧形双金属片的弧形顶部与所述第一散热翅片固定连接，所述弧形双金属片的两端与所述第二散热翅片接触。
4.根据权利要求1所述的自适应均衡散热器，其特征在于，以所述主风道内风的流向定义前后，所述侧风道位于所述弧形双金属片之前。
5.根据权利要求4所述的自适应均衡散热器，其特征在于，每个所述主风道中的所述弧形双金属片设置有多个，相应的每个所述散热翅片上的所述侧风道也设置有多个。
6.根据权利要求1所述的自适应均衡散热器，其特征在于，所述侧风道在所述散热翅片上倾斜设置，且所述侧风道与所述主风道之间的夹角为45°。
7.根据权利要求6所述的自适应均衡散热器，其特征在于，所述弧形双金属片的圆心角为60°。
8.根据权利要求2所述的自适应均衡散热器，其特征在于，所述自适应均衡散热器还包括用于向所述主风道内吹风的送风装置。
9.根据权利要求8所述的自适应均衡散热器，其特征在于，所述送风装置设置在所述基板的中心，或所述送风装置设置在所述基板的边缘。
10.根据权利要求1所述的自适应均衡散热器，其特征在于，所述散热翅片和所述基板之间一体成型。
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