CN114902822A - 用于冷却布置在电路板上的多个发热电子元件的冷却装置及包括该冷却装置的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冷却布置在电路板(2)上的多个发热电子元件(3)的冷却装置(1)，其中所述冷却装置(1)包括分配器单元(10)和至少一个冷却附属装置(20)，所述分配器单元(10)具有冷却剂入口(11)和冷却剂出口(12)，冷却剂可以沿着预定且固定的冷却剂路径(P)从分配器单元的冷却剂入口(11)通过所述分配器单元流动至分配器单元的冷却剂出口(12)，所述至少一个冷却附属装置(20)固定在所述分配器单元(10)上相对于所述分配器单元(10)的预定的空间位置，并具有散热器(23)、冷却剂入口(21)和冷却剂出口(22)，所述散热器(23)可以与所述多个电子元件(3)中的至少一个电子元件(3)进行面接触，冷却剂可以沿着冷却剂路径(P)从冷却附属装置的冷却剂入口(21)通过冷却附属装置(20)流动到冷却附属装置的冷却剂出口(22)，其中所述冷却剂路径(P)穿过所述分配器单元(10)和所述至少一个冷却附属装置(20)并且至少部分地沿着冷却附属装置(20)的散热器(23)延伸。

Description

用于冷却布置在电路板上的多个发热电子元件的冷却装置及 包括该冷却装置的系统

技术领域

本发明涉及一种用于冷却布置在电路板上的多个发热电子元件的冷却装置，以及由这种冷却装置和布置有多个电子元件的电路板的系统。

背景技术

例如CPU或GPU等在运行过程中发热的电子元件必须进行冷却，冷却能力和冷却效率对电子元件的效率是决定性的。

在包括具有发热电子元件的多个电路板的设备中，电子元件的冷却或电子元件的散热是空间和成本问题。

此外，这种设备现在以越来越紧凑的方式实现或在最小的空间中提供更多的设备，这对冷却是不利的，因此所需的冷却能力或由冷却引起的功耗也随之增加。

例如，仅通过冷却翅片冷却组件的纯被动冷却装置在此不适用，因为冷却能力通常太低。即使是传统的具有风扇的冷却系统，其冷却能力也往往不足或需要大量电力来充分冷却电子元件，以至于空气调节的功耗通常几乎是设备总功耗的一半。

在现有技术中，对于纯粹的被动冷却和纯粹基于风扇或风扇的空气冷却，已经存在多种替代方案。

基于液体的冷却是一种替代方案，特别是因为水中的散热比空气中的散热高约100倍，使用其他液体冷却剂还可以达到更高的值。使用相对较小的注水管，可以将相对大量的热量带走。

在现有技术中，基于液体的冷却基本上存在三种不同的替代方案。

首先是经典的水冷系统，其中每个电子元件都分配有一个散热器，水或其他冷却介质通常通过柔性软管被泵送通过该散热器。然而，这里的问题在于，使用柔性软管进行自动化生产是不能或者很难实现。由于老化和组装错误，也可能导致泄漏。另一个缺点在于只有与散热器接触的组件被冷却。

作为对此的替代方案，浸入式冷却在现有技术中是已知的。整个设备或设备的电路板被布置在浸浴中，使得液体可以在所有组件周围流动并冷却所有组件。然而，为此目的，必须使用低腐蚀、不导电的液体冷却剂，例如油，作为冷却液或冷却介质。然而，这样的解决方案往往难以密封，容易造成泄漏和“水”的损坏。此外，这种系统由于需要大量的液体而很重并且不便于运输。如果导电异物进入系统或液体，电路板上也可能发生短路。

一种相对较新的方案还提供使用混合系统或使用两种彼此分开的液体进行冷却。在密封系统中直接在电路板或布置在其上的元件上提供不导电、低腐蚀的液体，该液体吸收元件的热量并将其传递到紧邻的液体冷却板上。另一种冷却介质流过该板，从而散发热量。由于这样的系统可以设计成密封的并且至少直接在电路板上不需要任何单独的柔性软管，使得它们相对容易生产，尽管由于使用的液体量仍然相对较重。

发明内容

因此，本发明基于克服上述缺点的目的，提供一种用于冷却布置在电路板上的多个发热电子元件的冷却装置，该冷却装置可以同时简单且成本有效地生产，并且可以以相对较轻的重量有效地冷却布置在电路板上的多个元件。

该目的通过根据权利要求1和根据权利要求12的特征的组合来实现。

根据本发明，提出一种用于冷却布置在印刷电路板上的多个发热电子元件的冷却装置。冷却装置具有分配器单元和至少一个冷却附属装置。优选地设计为形状稳定的分配器单元具有冷却剂入口和冷却剂出口，并且冷却剂可以沿着预定且固定的冷却剂路径从分配器单元的冷却剂入口通过所述分配器单元流到分配器单元的冷却剂出口。至少一个冷却附属装置固定在分配单元上相对于分配器单元的的预定空间位置中，并且具有散热器、冷却剂入口和冷却剂出口。所述至少一个冷却附属装置的散热器可以与所述多个电子元件中的至少一个电子元件进行面接触。此外，冷却剂可以沿着冷却剂路径从冷却附属装置的冷却剂入口通过冷却附属装置流到冷却附属装置的冷却剂出口，其中冷却剂路径穿过分配器单元和至少一个冷却附属装置并部分地沿冷却附属装置的散热器延伸。

因此，本发明的基本构思是提供一种分配器单元，在该分配器单元上设置有一个或多个冷却附属装置，通过冷却附属装置有针对性地接触和冷却电路板的特定电子元件。可以作为配电板设置的分配器单元具有相对于电路板的固定和预定位置并且优选地是形状稳定的，从而可以实现简单和自动化的组装。此外，分配器单元或其中输送的冷却剂不仅可以通过冷却附属装置吸收热量，还可以通过其他传热现象将热量输送到分配器单元或在其中引导运输的冷却剂，从而可以将一块电路板电子元件分为两组。第一组设置成由冷却附属装置直接冷却，而电子元件不直接与冷却附属装置相邻的第二组可以通过另外的传热现象向分配器单元散发热量，该热量被分配单元吸收和消散。

分配器单元和冷却附属装置均可以具有多个冷却剂入口和多个冷却剂出口，冷却剂可以沿着冷却剂路径或沿着多个平行的冷却剂路径流动通过所述多个冷却剂入口和所述多个冷却剂出口。

有利地，因此冷却装置可以以模块化方式设计并且冷却装置可以针对不同的电路板单独地组装在一起。电路板通常具有标准化的尺寸，因此可以为一种尺寸的所有板提供统一的分配单元，其本身具有适合电路板尺寸的特定形状和尺寸。根据待直接冷却的电子元件在电路板上的位置，一个或多个冷却附属装置可以沿网格放置或自由放置在分配器单元上，其中冷却附属装置的冷却剂入口和冷却剂出口或冷却附属装置的多个冷却剂入口和多个冷却剂出口必须与分配器单元中设置的冷却通道流体连接，以便可以沿冷却剂的共同的流动路径或沿不同的流动路径从冷却剂入口通过每个冷却附属装置流到分配单元的冷却剂出口。

为此目的，冷却装置的有利的进一步方案规定，分配器单元被设计成扁平形或框架形。在一种特别有利的变体中分配器单元是扁平的并且实现为配电板，并且更优选地具有等于电路板的长度和宽度的长度和宽度。

分配器单元也特别地设计成至少部分地是中空的并且在其内部具有一个或多个冷却通道，其中冷却剂的流动路径或冷却剂路径由分配器单元的一个或多个冷却通道和冷却附属装置部分地限定。

如果分配器单元被设计成框架形，则电路板或布置在其上的电子元件至少部分地置于在侧面。这特别地还包括这样的实施例，其中分配器单元被设计成两部分并且电路板布置在分配器单元的各部分之间，使得分配器单元的部分或平面。平面相对于电路板相反地对置并且分配器单元的所述部分通过电路板的宽度或长度彼此间隔开。

此外，在有利的冷却装置的变体中，分配器单元具有冷却表面，当按预期使用时，所述冷却表面面向电路板上的电子元件。更优选地，冷却表面与电路板的表面平行或与其正交。冷却表面用于吸收热量，该热量例如从电路板的电子元件通过对流或通过电子元件和冷却表面之间的空气散发并被冷却表面吸收，这些电子元件不接触或至少不直接接触所述冷却附属装置之一。

如上所述，在冷却装置的一个有利的实施例中分配器单元在其内部具有至少一个限定冷却剂路径的冷却通道。冷却通道既用于将冷却剂从分配器单元的冷却通道入口输送到相应的冷却附属装置的冷却通道入口，又用于将热量从分配器单元的任何冷却表面输送走，使得冷却附属装置吸收的热量和分配单元直接吸收的热量都可以通过流过一个或多个冷却管道的冷却剂从冷却装置中输送走。

在替代且同样有利的变体中，冷却装置设置成将冷却通道设计成多个部分。此外，冷却通道的第一部分从分配器单元的冷却剂入口延伸到冷却附属装置的冷却剂入口，冷却通道的第二部分从冷却附属装置的冷却剂出口延伸到分配器单元的冷却剂出口。

根据冷却装置的具体实施例，在此可以具有多个子变体。

在第一变体中，冷却管道的一部分将分配器单元的冷却剂入口与冷却附属装置的所有冷却剂入口流体连接。冷却管道的第二部分也将冷却附属装置的所有冷却剂出口与分配器单元的冷却剂出口流体连接。冷却附属装置在此布置成彼此并联流动。

在第二个变体中，冷却附属装置布置成在串联流动。冷却通道的第一部分将分配器单元的冷却剂入口流体连接到第一冷却附属装置的冷却剂入口。冷却通道的第二部分将第一冷却附属装置的冷却剂出口与第二冷却附属装置的冷却剂入口流体连接。这种结构，即通过将冷却附属装置彼此连接的冷却通道的部分来对冷却附属装置进行串联接通，可以一直持续到串联接通的冷却附属装置中的最后一个。冷却通道的最后一部分将最后一个冷却附属装置的冷却剂出口与分配单元的冷却剂出口连接起来。

第三变体提供前两个变体的混合，其中在串联布置流动的冷却附属装置的组在彼此并联地流体连接。

为了确保分配器单元的冷却表面的尽可能有效的冷却，在冷却装置的一个有利的变型中规定，冷却通道在分配器单元中以曲折的方式延伸。同时，可以通过均匀的曲折路线形成固定的图案或网格，由此，冷却附属装置可以以特别简单的方式紧固到分配器单元并且流体连接到冷却通道。例如，可以在分配器单元的冷却表面上标记或识别曲折的路线，从而可以从外部例如通过钻孔打开冷却通道，并可以插入冷却附属装置的一部分，例如下文讨论的供应管线或排放管线。

本发明的另一有利变体是分配单元具有两个平面，其中这两个平面彼此分开并且仅通过冷却剂可以流过的至少一个冷却附属装置流体连接。这些平面可以被布置成彼此直接相邻或彼此相邻或彼此间隔开。在此情况下，每个冷却附属装置的冷却剂入口直接流体连接到两个平面中的第一平面或直接连接到在冷却通道的在第一平面中延伸的部分。此外，每个冷却附属装置的冷却剂出口直接流体连接到两个平面中的第二平面或直接连接到冷却通道的在第二平面中延伸的部分。此外规定，分配器单元的冷却剂入口布置在第一平面中并且分配器单元的冷却剂出口布置在第二平面中或者它们流体连接。相应地，分配器单元的冷却剂入口优选地流体连接到冷却通道在第一平面中延伸的部分，分配器单元的冷却剂出口优选地流体连接到冷却通道在第二平面中延伸的部分。

为了将至少一个冷却附属装置以机械并流体连接到分配器单元，冷却装置的有利变体还规定冷却附属装置和优选地每个冷却附属装置具有至少一个管状供应管线和管状排放管线。管状供应管线将冷却附属装置的冷却剂入口与散热器流体连接。管状排放管道将散热器流体连接到冷却附属装置的冷却剂出口。优选地，冷却剂可以流过的供应管线的截面积对应于冷却剂可以流过的排放管线的截面积，特别是当冷却附属装置连续连接或者串联连接时，也对应于连接到分配器单元中存在的冷却通道的冷却剂可以流过的横截面，从而可以沿着冷却剂的整个路径产生冷却剂的均匀体积流。相应地，冷却剂流动经过供应管线和排放管线，从而供应管线和排放管线分别限定冷却剂路径的一部分。冷却附属装置通过供应管线和排放管线连接到分配器单元并固定在分配器单元上。此外，冷却附属装置还通过供应管线和排放管线相对于分配器单元保持在预定位置中。

供应管线和排放管线的横截面形状可以考虑有角形状和圆形。供应管线和排放管线优选地形成为彼此间隔开，在一个有利的变体中供应管线和排放管线彼此同轴地布置。在此特别有利地，相应的内管线同时可以连接到散热器和/或由散热器一体地形成，并且内管线因此用作冷却翅片或冷却表面，流过外管路的冷却剂围绕冷却翅片或冷却表面流动。有利地，外管线在分配器单元的第一平面中延伸并且内管线在分配器单元的第二平面中延伸，从冷却附属装置观察，第二平面布置在第一平面之后。

还有利地，供应管线和/或排放管线具有与分配器单元中的冷却通道的宽度或直径相对应的宽度或直径，从而分配器单元中的冷却通道通过将供应管线或排放管线推入冷却通道而被密封，并且冷却剂必须流过设置在供应管线或排放管线中的开口。为此，优选在供应管路和/或排放管路上在供应管路或排放管路延伸到分配器单元中的部分中设置横向开口，冷却剂通过该开口从分配器单元的冷却通道流入供应管线或从排放管线流入分配器单元的冷却通道。

冷却装置的一个有利的实施例变体规定，至少一个冷却附属装置形成与散热器相邻的空腔，该空腔限定冷却剂路径的一部分并且冷却剂可以流过该空腔。所述至少一个冷却附属装置还具有在空腔中连接到散热器的冷却翅片。

优选地还规定，冷却翅片延伸到供应管线和/或排放管线中，使得冷却剂围绕已经在供应管线或排放管线中的冷却翅片流动。

如果设置多个冷却附属装置，它们也可以在冷却剂路径的由冷却附属装置限定的部分的长度方面不同地设计。例如，如果电子元件要由第一冷却附属装置冷却，其比电路板上的另一电子元件需要更多的冷却，那么第一冷却附属装置的散热器可以设计为具有更大的表面积，并且在散热器上沿着冷却路径的部分可以设计得更长，以便更多的热量可以被流过第一冷却附属装置的冷却剂吸收和消散。也可以通过局部改变部件上的冷却剂的流速和由此产生的流动效应来实现适合于各个待冷却部件的冷却能力。相应的冷却附属装置也适用于相应的电子元件并且具有例如不同长度的供应管线和排放管线，使得冷却附属装置可以按预期贴靠在电子元件上，尽管它们的尺寸不同。

为了将相应的冷却附属装置固定到相应的电子元件上，还可以规定，通过将配电板相对于电路板固定或通过配电板的用于固定到电路板上的连接元件将相应的冷却附属装置压到电子元件上。替代地，也可以在至少部分的冷却附属装置上设置紧固支座，使得相应的冷却附属装置可以直接固定在电路板上，并压在相应的电子元件上。

为了能够将分配器单元或整个冷却装置固定在相对于电路板的预定位置，在分配器单元上设置用于将分配器单元固定到电路板上的连接元件。连接元件具有相对于所述至少一个冷却附属装置的预定位置，从而分配器单元在具有连接元件的电路板上的布置也可以用于将冷却附属装置在相关的待冷却部件上的布置。相应地，分配器单元可以布置在相对于电路板的预定位置，并且冷却附属装置可以布置在相对于电子元件或在电子元件上的预定位置。

此外，冷却装置可以具有外壳或框架，其设计成用于容纳分配器单元和冷却附属装置以及电路板。此外，外壳可以设计成容纳电路板。替代地，外壳可以在一侧开口，电路板能够插入所述开口中，从而形成闭合外壳的开口空腔的盖。外壳还可以一体地形成连接元件，从而确定分配器单元相对于电路板的预定位置或预定位置的保持。

本发明的另一方面还涉及一种具有根据本发明的冷却装置和电路板的系统，所述电路板具有布置在其上的发热电子元件。其中规定冷却装置的分配器单元具有相对于电路板的预定位置，并且所述至少一个冷却附属装置通过其散热器与电子部件中的至少一个接触。散热器可以与电子元件直接接触，其中还可以设置成散热器通过导热装置与电子元件直接接触，所述导热装置例如导热垫或导热膏。

在所述系统的一个有利的变体中，分配器单元被平面地设计成的配电板并且平行布置在距电路板预定距离处，并且所述至少一个冷却附属装置布置在电路板和配电板之间，冷却附属装置的供应管线和排放管线正交于所述电路板延伸到所述配电板。替代地，分配器单元被设计成框架形。在该替代方案中，分配器单元至少部分地围绕电路板和/或布置在电路板上的电子元件，或在它们的侧面延伸，其中分配器单元平面或部分优选地彼此相对，并且冷却附属装置布置在这些部分或平面之间并且它们彼此流体连接。

此外，在有利的系统的实施例中，系统提供外壳并且电路板和/或分配器单元一体地形成外壳的一部分。电子元件和冷却附属装置设置在由外壳形成的内部空间中。

在此可以规定，分配器单元具有冷却表面，所述冷却表面一体地形成外壳的面向所述内部空间的内表面，使得由电子元件散发的热量可以至少部分地被冷却表面吸收并通过分配器单元或流过分配器单元的冷却剂消散。

一种变体还规定，外壳具有通风口，通过所述通风口，内部空间向外部敞开并且空气例如可以流过内部空间，从而除了液体冷却之外还可以实现空气冷却。

作为另一方面，还可以提及一种制造冷却装置的方法。在这种情况下特别是规定，为多个电路板提供统一的分配器单元。然后根据待冷却的电子元件在电路板上的位置，在分配单元中引入开口，然后将冷却附属装置的供应管线和排放管线插入其中，其中所述供应管线和所述排放管线设计成使得各个冷却附属装置的散热器接触各自的电子元件，同时分配器单元相对于电路板处于预定位置。

以上公开的特征可以根据需要组合，只要这在技术上是可行的并且它们不相互矛盾。

附图说明

本发明的其他有利的进一步方案在从属权利要求中表征或者在下文中与参照附图对本发明的优选的实施例的描述一起更详细地呈现。附图示出：

图1为冷却装置或包括冷却装置和电路板的系统的第一变体；

图2为冷却装置或包括冷却装置和电路板的系统的第二变体；

图3为冷却装置的第三变体；

图4为冷却装置的第四变体；

图5为冷却装置的第五变体的第一视图；

图6为冷却装置的第五变体的第二视图；

图7为冷却附属装置的第一变体；

图8为冷却附属装置的第一变体的截面图；

图9为冷却附属装置的第二变体；

图10为冷却附属装置的第二变体的散热器；

图11为冷却附属装置的第三变体；

图12为包括两个平面的冷却装置的第一变体的示意图；

图13为冷却装置的第六变体；

图14为包括两个平面的冷却装置的第二变体的示意图；

具体实施方式

附图均为示例性的示意图。图中相同的附图标记表示相同的功能和/或结构特征。

图1和图2分别示出了冷却装置1的变型和电路板2，其电子元件3与冷却装置1的冷却附属装置20接触并且因此可以被冷却。因此图1和图2中的冷却装置1连同相应的电路板2也对应于由冷却装置1和电路板2组成的系统1'。

在图1和图2中作为示例提供的电路板具有三个待冷却的电子元件3，此外也可以设置更多或更少的待冷却电子元件3。冷却装置1均适配于电路板并且例如具有与相应布置中待冷却的电子元件3的数量相对应的冷却附属装置20。

除了待被冷却的电子元件3之外，还可以在电路板上设置另外的电子元件(在此未示出)，这些电子元件不被或不应被冷却装置1的冷却附属装置20直接冷却。

在图1和图2中公开的冷却装置1的变体中均提供具有两个平面101、102的分配单元10。分配器单元10的两个平面101、102流体分离或仅通过三个流体地平行地布置在平面101、102之间的三个冷却附属装置20连接。

从流体连接到第一平面101的分配器单元10的冷却剂入口11开始，冷却剂沿着冷却剂路径(在图1和图2中未示出)输送到三个冷却附属装置20，流过它们到分配器单元10的第二平面102并被输送到分配器单元10的冷却剂出口12。当冷却剂流过冷却附属装置20时，冷却剂吸收由电子元件3释放到每个相邻的冷却附属装置20的热量并将其输送走。

图1和图2所示变体的框架形分配器单元10分别形成一个或多个正交于电路板2延伸的冷却表面13，其额外地吸收电路板2的部件散发的热量并将其传递到冷却剂，使得未通过冷却附属装置20直接冷却的部件也可以被冷却。

在根据图2的变体中使用的冷却附属装置20在与图11相关联的描述中更详细地解释。根据图1的变体的冷却附属装置20基本上具有相同的结构，但更扁平地形成，其中相应的冷却附属装置20的供应管线24和排放管线25在图2的变体中与电路板2相邻地延伸。

在图3和图4中均中公开了冷却装置1的另一实施例，其中分配器单元10仅设置有一个平面。各个分配器单元10平行于未示出的电路板布置，使得一个或多个冷却附属装置20布置在电路板和分配器单元10之间。

在图3所示的变体中，提供了扁平的分配器单元10或配电板，在其上布置单个冷却附属装置20。其被设计为一件式并且与分配器单元10一体式地设计。此外，在分配器单元10中提供开口或自由空间15以节省材料和重量。

在每个分配器单元10中，如图3和图4所示，形成冷却通道(未示出)，其限定通过分配器单元10和冷却附属装置20的冷却剂路径。冷却通过可以制成一个或多个部分，并且可以相对于分配器单元10的冷却剂入口11和分配器单元10的冷却剂出口12并联或连续或串联连接现有的冷却附属装置20。

图5和图6示出冷却装置1的另一有利的变体，其中图5中的冷却装置1是从斜下方观察，使得设置在分配器单元10上的冷却附属装置20、20'和分配器单元10的面向电路板2(未示出)的电子部件3的冷却表面13是可见的。分配器单元10也设计为具有单独平面的扁平配电板，其中冷却剂从分配器单元10的冷却剂入口11通过冷却通道14(如图6所示)被引导到分配器单元10的冷却剂出口12。冷却附属装置20、20'在彼此流体串联布置，使得冷却通道14被两个冷却附属装置20、20'的供应管线24和排放管线25分成多个部段或部分。冷却通道14的第一部分141从分配器单元10的冷却剂入口11通向第一冷却附属装置20的冷却剂入口21，冷却通道14的第三部分143从第一冷却附属装置20的冷却剂出口22通向第二冷却附属装置20'的冷却剂入口21，并且冷却通道14的第二部分142从第二冷却附属装置20的冷却剂出口22通向分配器单元10的冷却剂出口12。冷却通道14的各个部分141、142、143或整个冷却通道14在分配器单元10中曲折地延伸，使得分配器单元10的整个冷却表面13被流过冷却通道14的冷却剂冷却并且热量被消散。

如图6所示，分配器单元10中的冷却通道14可以例如设计成使得冷却通道14通过铣削形成在固体材料的配电板中，并且如图6所示的打开的上侧由盖封闭。

在图5和6所示的变体中，提供了两个不同的冷却附属装置20、20'，它们基本上仅在其供应管线24和排放管线25的形状上不同。替代地，也可以提供两个相同的冷却附属装置20、20'。在第一冷却附属装置20的情况下，供应管线24和排放管线25各自具有矩形流通横截面或设置为矩形管。冷却附属装置20'的第二变体设置用于供应管线24和排放管线25的圆形流通横截面，或者为其每一个设置圆形管。在冷却附属装置20、20'的两个变体中，优选地还设置供应管线24和排放管线25的宽度或直径等于冷却通道14的宽度，使得冷却通道14可以通过推入或引入冷却附属装置20、20'的供应管线24和排放管线25而关闭，并且冷却剂必须流过冷却附属装置20、20'的冷却剂入口21和冷却剂出口22或流过冷却附属装置20、20’。

图5和图6中的第一冷却附属装置20的变体在图7和8中更详细地示出，其中图8示出穿过冷却附属装置20的示意性横截面。如上所述，为供应管线24和排放管线25设置矩形管，该矩形管从主体28延伸到冷却附属装置20的冷却剂入口21或冷却剂出口22。在主体28中限定空腔26，该空腔邻接散热器23，其中散热器23优选地由特别好的导热材料(例如铜)形成。此外，散热器23被设计成使其背离空腔26的一侧直接或通过导热装置与电路板2的电子元件3接触。冷却剂路径P或冷却剂路径P在冷却附属装置20中延伸的部分从冷却剂入口21通过供应管线24通向空腔26并且从空腔26通过排放管线25通向冷却附属装置的冷却剂出口22。冷却剂路径P在空腔26中与散热器23相邻地延伸。冷却剂路径P可以在空腔中以曲折的方式延伸，其中空腔26能够为此目的相应地设计或者具有限定冷却剂路径P的引导元件。

图7和图8的冷却附属装置20的变体的修改在图9和图10中公开。在冷却附属装置20的情况下，如图9和图10所示，设置冷却翅片27，冷却翅片27固定到散热器23或与其一体地形成。冷却翅片27由导热良好的材料形成，例如铜。在所示的实施例中，冷却翅片27延伸到冷却附属装置20的供应管线24和排放管线25中并且基本上延伸到冷却附属装置20的冷却剂入口21或冷却剂出口22。传递到散热器23的热量因此可以通过冷却翅片27在更大的面积上并且沿着冷却剂路径P的更长的部分传递或散发到冷却剂，并且因此可以更有效地被输送走。

图11中所示的冷却附属装置20的变体优选地用于冷却装置1的实施例中，其中，如图2所示，分配器单元10的两个单独的平面101、102通过一个或多个冷却附属装置20彼此流体连接。图11中的冷却附属装置20基本上还包括主体28，其连接到散热器23(未示出)并在其内部限定空腔26(同样未示出)。空腔26通过在此处为圆形且管状的供应管线24连接到冷却附属装置20的冷却剂入口21，并且通过在此为圆形且管状的排放管线25连接到冷却剂出口22，其中冷却剂路径的在主体中延伸的部分可以设计成曲折的形状，如图14所示。

在冷却装置的变体中，如图12至图14所示，分配器单元10各自分为第一平面101和第二平面102，其中对应于图14的示意图基本上在对应于图1和图2中的各个冷却装置1的工作原理。

图12示出分配器单元10，其具有第一平面101和与其直接相邻的平面102。在此情况下，第一平面101对应于用于冷的冷却剂的分配器，其中冷却剂从分配器单元的冷却剂入口引导至冷却附属装置20的所有冷却剂入口21。冷却剂经由冷却附属装置20流入第二平面102并在此过程中在冷却附属装置20中被加热。在第二平面102中，所有冷却附属装置20的冷却剂被收集并引导至分配器单元的冷却剂出口。冷却剂路径P因此被分成多个部分P1、P2、P3。冷却剂经由冷却剂路径的第一部分P1供应到所有冷却附属装置20。冷却剂路径的第二部分P2穿过冷却附属装置20。冷却剂路径的第三部分P3限定冷却剂在第二平面102中的路径并且从冷却附属装置20的冷却剂出口22通向分配器单元10或第二平面102的冷却剂出口12。

图12中示意性示出的原理对应于图13中的变体，其中可以看出供应管线24的一部分延伸通过第二平面102在分配器单元10的第一平面101中穿过，排放管线25的一部分仅延伸到第二平面102中，而不延伸到第一平面101中。分配器单元10的平面101、102不被设计成完全一致，而是各自限定平面101、102彼此直接邻接的部分。分配器单元10或平面101、102还确定自由空间15以节省材料和重量。在此有利的是，还可以设置其中仅存在于平面101、102之一的部分。

图14示出了冷却装置1或系统1'的变体，其中分配器单元10由彼此间隔开的两个平面101、102形成。平面101、102通过冷却附属装置20流体连接，其中冷却液或冷却剂从第一平面11中的冷却剂入口11沿着冷却剂路径P的部分P1分配到所有冷却附属装置20，沿着冷却剂路径P的相应部分P2的冷却剂流过冷却附属装置20并由此吸收热量，并且冷却剂沿着冷却剂路径的部分P3被收集在第二平面102中并且被引导至分配器单元10的冷却剂出口12。

本发明的实施不限于上面给出的优选示例性实施例。更确切地说，即使在根本不同的设计的情况下，也可以想到利用所示解决方案的多种变体。

Claims (15)

1.一种用于冷却布置在电路板(2)上的多个发热电子元件(3)的冷却装置(1)，

其中所述冷却装置(1)具有分配器单元(10)和至少一个冷却附属装置(20)，

其中所述分配器单元(10)具有冷却剂入口(11)和冷却剂出口(12)，并且冷却剂能够沿着预定且固定的冷却剂路径(P)从分配器单元的冷却剂入口(11)通过所述分配器单元流到分配器单元的冷却剂出口(12)，

其中，所述至少一个冷却附属装置(20)固定在所述分配器单元(10)上相对于所述分配器单元(10)的预定空间位置中，并具有散热器(23)、冷却剂入口(21)和冷却剂出口(22)，

其中，所述散热器(23)能够与所述多个电子元件(3)中的至少一个电子元件(3)进行面接触，并且其中所述冷却剂能够沿着冷却剂路径(P)从冷却附属装置的冷却剂入口(21)通过冷却附属装置(20)流动到冷却附属装置的冷却剂出口(22)，

其中，所述冷却剂路径(P)穿过所述分配器单元(10)和所述至少一个冷却附属装置(20)并至少部分地沿所述冷却附属装置(20)的散热器(23)延伸。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，

其中，所述分配器单元(10)为扁平形或框形。

3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，

其中所述分配器单元(10)具有冷却表面(13)，当按预期使用时，所述冷却表面(13)面向所述电路板(2)上的电子元件(3)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的冷却装置，

其中，所述分配器单元(10)在其内部具有至少一个限定所述冷却剂路径(P)的冷却通道(14)。

5.根据权利要求4所述的冷却装置，

其中，所述冷却通道(14)设计成多个部分，并且所述冷却通道(14)的第一部分(141)从所述分配器单元(10)的冷却剂入口(11)延伸到冷却附属装置(20)的冷却剂入口(21)并且所述冷却通道(14)的第二部分(142)从所述冷却附属装置(20)的冷却剂出口(22)延伸到所述分配器单元(10)的冷却剂出口(12)。

6.根据权利要求4或5所述的冷却装置，

所述冷却通道(14)在所述分配器单元(10)中以曲折的方式延伸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的冷却装置，

其中所述分配器单元(10)具有冷却剂能够流过的两个水平面(101、102)，所述两个水平面彼此分开并且仅通过所述至少一个冷却附属装置(20)流体连接，

其中每个冷却附属装置(20)的冷却剂入口(21)与所述两个平面(101、102)中的第一平面(101)直接流体连通，并且每个冷却附属装置(20)的冷却剂出口(22)与所述两个平面(101、102)中的第二平面(102)直接流体连通，

并且其中所述分配器单元(10)的冷却剂入口(11)设置在所述第一平面(101)中并且所述分配器单元的冷却剂出口(12)设置在所述第二平面(102)中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的冷却装置，

其中冷却附属装置(20)具有至少一个管状供应管线(24)和管状排放管线(25)，所述至少一个管状供应管线将所述冷却附属装置(20)的冷却剂入口(21)流体连接到所述散热器(23)，所述管状排放管线将所述散热器(23)流体连接到所述冷却附属装置(20)的冷却剂出口(22)，

所述供应管线(24)和所述排放管线(25)各自限定所述冷却剂路径(P)的一部分，并且

所述冷却附属装置(20)通过所述供应管线(24)和所述排放管线(25)连接并固定在所述分配器单元(10)上，并保持在相对于所述分配器单元(10)的预定位置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的冷却装置，

其中所述至少一个冷却附属装置(20)形成与所述散热器(23)相邻的空腔(26)，所述空腔限定所述冷却剂路径的一部分并且所述冷却剂能够流过所述冷却剂路径的所述部分，

其中，所述空腔(26)中的所述至少一个冷却附属装置具有连接到所述散热器(23)的冷却翅片(27)。

10.根据权利要求8和9所述的冷却装置，

其中所述冷却翅片(27)延伸到所述供应管线(24)和/或所述排放管线(25)中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的冷却装置，

其中用于将所述分配器单元(10)固定到所述电路板(2)上的连接元件设置在所述分配器单元(10)上，

其中，所述连接元件具有相对于所述至少一个冷却附属装置(20)的预定位置，并且

所述分配器单元(10)能够布置在相对于所述电路板(2)的预定位置，所述冷却附属装置(20)能够布置在相对于所述电子元件(3)的预定位置。

12.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的冷却装置(1)和电路板(2)的系统(1')，所述电路板(2)上布置有发热电子部件(3)，其中

所述冷却装置(1)的所述分配器单元(10)具有相对于所述电路板(2)的预定位置，并且所述至少一个冷却附属装置(20)通过其散热器(23)与所述电子元件(3)中的至少一个接触。

13.根据权利要求12所述的系统，

其中所述分配器单元(10)平面地设计成配电板并且平行布置在距所述电路板(2)预定距离处，并且至少一个冷却附属装置(20)布置在所述电路板(2)和所述配电板(10)之间，其中冷却附属装置(20)的供应管线(24)和排放管线(25)正交于所述电路板(2)延伸到所述配电板(10)，或者

所述分配器单元(10)设计成框架形式并且至少部分地围绕所述电路板(2)和/或布置在其上的电子元件(3)延伸。

14.根据权利要求12或13所述的系统，

其中所述系统(1')设置外壳(30)并且所述电路板(2)和/或所述分配器单元(10)一体地形成所述外壳(30)的一部分，

其中所述电子元件(3)和所述至少一个冷却附属装置(20)布置在由所述外壳(30)形成的内部空间中。

15.根据权利要求12所述的系统，

其中所述分配器单元(10)具有冷却表面(13)，所述冷却表面(13)一体地形成所述外壳(30)的面向所述内部空间的内表面。

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