CN202304511U - 板式散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种板式散热器，包括相贴合的槽板、平板，槽板上的凹槽于平板围合成冷却液的流道，流道内设置有散热翅片，散热翅片的上下面分别与平板和槽板相贴合。散热翅片可以选择板式、柱式，只要保证其上下端面可以分别与平板、槽板相贴合即可。本实用新型的板式散热器保证散热功率的同时加工难度低，减低了加工成本。适用于大功率电子元器件的散热。

Description

板式散热器

技术领域

本实用新型涉及换热技术领域，尤其涉及板式散热器领域。 

背景技术

随着电子元器件的高功率、高集成的飞速发展，其工作时放出的热量越来越大，对散热器的要求也越来越苛刻。传统风冷冷却方式已经无法满足大功率电子元器件的工作要求，水冷正逐步取代风冷主要应用于大功率元器件的冷却。近年来，大功率电子元器件使用水冷板式散热器的研究越来越受到高度重视。与风冷相比，具有效率高、重量轻、体积小、可靠性高的特点，是一种广泛应用于日常及工业大功率电子元器件的散热设备。 

功率模块工作时产生的热量，通过其与水冷板式散热器的安装接触面传递到水冷散热器关键散热部件，同时，冷却液通过进水口进入水冷散热器后，流经冷却液流道后从出水口4流出。冷却液在冷却流道的流动过程中带走散热器所吸收的模块产生的热量，从而降低功率模块的温度，使其正常工作。 

目前，水冷板式散热器主要是由槽板、平板和进、出水口等部件组成，其中关键散热结构为槽板上的具有连续的较为复杂结构形式的冷却液流道。目前普遍应用的水冷散热器的槽板形式均为：一侧平面，另一侧是机械加工而成的连续凹槽形式。槽板的凹槽面和平板经过加工后黏贴在一起，使槽板的凹槽结构被平板封闭，形成水冷散热器的内部空腔，即冷却液流道，也就是水冷板式散热器中的关键散热部分。 

现普遍使用的水冷散热器为了保证其板面温度均匀，因此，所设计的冷却液流道都具有宽度窄、深度大、精度高和形状复杂的特点，同时，这些冷却液 流道均是利用普通机械加工而成。这就决定了水冷散热器的冷却流道的机械加工难度大，精度高的特性，利用普通机械加工冷却液流道，需要去除大量的金属导致材料和能源的浪费，且受进刀量和切削速度的影响，生产效率较低、成本高，因此冷却液流道的加工成为水冷散热器生产过程中最耗时、最需要优化的工序。 

实用新型内容 

本实用新型所解决的技术问题是，提供一种加工成本更低的大功率电子元器件使用的板式散热器。 

本实用新型采用的技术方案是板式散热器，包括相黏贴的槽板、平板，槽板上的凹槽于平板围合成冷却液的流道，所述流道内设置有散热翅片，散热翅片的上下面分别与平板和槽板相贴合。其中散热翅片可以选择板式、柱式，只要保证其上下端面可以分别与平板、槽板相贴合即可，这样就可以利用散热翅片增大热传导的效率。 

作为优选方案，本实用新型的散热翅片为板式翅片，其横截面由至少一个单波形组成，波峰、波谷分别与平板、槽板相贴合，波峰延伸方向与冷却液流通方向保持一致。 

所述单个波形的波峰、波谷呈直线状或圆弧状。 

波峰和波谷之间的区段为过渡段，过渡段呈直线状或圆弧状。 

波峰沿流道呈折线状延伸。 

散热翅片的过渡段上开有切口。 

切口呈圆孔状、方孔状或狭缝状。 

散热翅片为板件冲压成型。 

槽板、平板、散热翅片之间以焊接方式相黏贴。 

散热翅片不受力状态下的高度大于流道高度，小于流道高度和压缩余量之和。 

本实用新型的有益效果是，为大功率电子元器件提供了高效、可靠的大功率水冷板式散热器，在保证正常工作和延长工作寿命的前提下，解决了机械加工冷却液流道导致材料和能源的浪费以及生产效率较低、成本高的难题，降低其生产成本，通过翅片的设计增加导热面积，提高换热效率。 

附图说明

图1是板式散热器结构示意图。 

图2是图1的俯视图。 

图3是沿图2中A-A方向的剖视图。 

图4是散热翅片俯视图。 

图5是沿图4中B-B方向剖视图。 

图6是单个波形示意图。 

图7是过渡段与平板夹角为锐角的波形示意图。 

图8为过渡段与平板相垂直的波形示意图。 

图中标记为：1-槽板，2-平板，3-进水口，4-出水口，5-分隔板，6-散热翅片，7-前段流道，8-后段流道，9-过渡段，10-切口。 

具体实施方式

本实用新型涉及的新型水冷板式散热器是由进水口3、出水口4、槽板1、平板2和散热翅片6等部分组成的。其中槽板1，一侧为平面，另一侧具有凹槽结构，且这种凹槽结构被槽板1上的分隔板5分割成往回状凹槽区域。槽板1与平板2相黏贴后凹槽区域被围成冷却液的流道，两者黏贴前，在这些凹槽区域中放置散热翅片6，散热翅片6的上下面分别与平板2和槽板1相贴合，然后 与平板2黏贴在一起组成水冷板式散热器的散热主体，这样槽板1、平板2及散热翅片6连为一体，通过散热翅片6加大与冷却液的接触面积，避免了现有板式散热器为了增加接触面积而导致冷却液流道都宽度窄、深度大、精度高和形状复杂，因而也避免了机械加工冷却液流道导致材料和能源的浪费以及生产效率较低、成本高的难题。槽板1、平板2及散热翅片6之间的黏贴通过焊接方式实现，焊缝具有密封性，同时保证连接强度，在局部可以以黏合剂相粘贴。本实用新型板式散热器对流道的加工精度低，节约加工成本，提高加工效率。 

其中，根据散热功率要求及进出水口的相对位置，确定所述槽板1的具体尺寸及形式。若进出水口在散热器的同一侧，则分隔板5数量N＝2n+1(n≥0)个，若进出水口分别在散热器的两侧，则分隔板5的数量N＝2n(n≥0)个，同时水冷散热器的槽板1被分成N+1(N≥0)个凹槽区域，各凹槽区域总体形成连通的流道。 

本实用新型的板式散热器的散热翅片6优选板式翅片，其板式翅片的横截面由至少一个单波形组成，波峰、波谷分别与平板2、槽板1相贴合，波峰延伸方向与冷却液流通方向保持一致，板式翅片结构简单，便于加工制作成与流道相适配的形状，选择形状匹配的散热翅片6放入凹槽内即可，工序简单，避免的繁琐的调整、校验的工序。为了更有效的与平板2及槽板1相贴合，散热翅片6不受力状态下的高度大于流道高度，这样是为了保证散热翅片6上下面与平板2、槽板1的贴合，保证传热效率，散热翅片6与平板2、槽板1的紧密贴合非常重要。同时散热翅片6的高度要小于流道高度和压缩余量之和，压缩余量及翅片原始高度与流道高度之差，根据加工经验，压缩余量控制在2mm，太大则会影响平板2与槽板1之间焊接黏合的质量。散热翅片6与平板2和槽板1之间充分贴合，起到对另外两者的支撑和连接作用，大大地提高了散热器的可 靠性。 

工作状态下，冷却液流动沿波峰、波谷延伸方向流动，该翅片截面由若干个单波型组成，各单个波形的波峰、波谷呈直线状或圆弧状。波峰和波谷之间的区段为过渡段9，过渡段9呈直线状或圆弧状。根据板式散热器的功率，可以任意调整过渡段9与波峰波谷的长度及形状，如图7、图8所示，其中过渡段9既可以垂直于槽板1底平面及平板2，也可以与两者形成一定的倾斜角度。直线状的波峰波谷可以最大限度的加大散热翅片6与槽板1、平板2的接触面积，但是需要更精确的控制压缩余量，圆弧状的波峰、波谷使散热翅片6的可压缩性更好，对压缩余量的控制更宽松，但是与槽板1及平板2的接触面积有所减小。采用圆弧状的过渡段9也能增加接触面积，同时也增加了加工难度。 

本实用新型的板式散热器的散热翅片6的过渡段9上开有切口10。其作用在于最大程度地增加翅片对冷却液的紊流作用，以提高该新型水冷板式散热器的散热效率。切口10可以呈圆形、方形，也可以呈狭缝状。 

所述波峰沿流道呈折线状延伸。直线状的折线或波浪线状。这种结构可以在有限的空间内，在保证散热器阻力要求条件下，尽量增强冷却液的扰动，以提高散热效率。 

本实用新型的散热翅片6由一张厚度在0.4-6.0mm之间的金属薄板经冲压成型。这种加工方式也解决了机械加工冷却液流道导致材料和能源的浪费以及生产效率较低、成本高的难题。 

如图3所示，在分隔板5的作用下行程往回状的流道，前段流道7和后段流道8，前段流道7和后段流道8中分别放置有散热翅片6，功率模块工作时会产生大量热量，热量通过其与水冷散热器的安装接触面传递到水冷散热器的分隔板5及散热翅片6上，冷却液通过进水口3进入水冷散热器后，流经前段流 道7中的散热翅片6，然后绕过分隔板5流入后段流道8中的散热翅片6，最后从出水口4流出。这样冷却液在散热器中的流动一周，带走了散热翅片6所吸收的模块产生的热量，从而降低功率模块的温度，使其正常工作。其中槽板1、平板2的两个面都可以作为安装接触面，因此散热翅片6与槽板1、平板2两个面都充分接触十分重要。 

Claims (10)

1.板式散热器，包括相黏贴的槽板(1)、平板(2)，槽板(1)上的凹槽于平板(2)围合成冷却液的流道，其特征在于：所述流道内设置有散热翅片(6)，散热翅片(6)的上下面分别与平板(2)和槽板(1)相贴合。

2.如权利要求1所述的板式散热器，其特征在于：所述散热翅片(6)为板式翅片，其横截面由至少一个单波形组成，波峰、波谷分别与平板(2)、槽板(1)相贴合，波峰延伸方向与冷却液流通方向保持一致。

3.如权利要求2所述的板式散热器，其特征在于：所述所述单个波形的波峰、波谷呈直线状或圆弧状。

4.如权利要求2所述的板式散热器，其特征在于：所述波峰和波谷之间的区段为过渡段(9)，过渡段(9)呈直线状或圆弧状。

5.如权利要求2所述的板式散热器，其特征在于：所述波峰沿流道呈折线状延伸。

6.如权利要求5所述的板式散热器，其特征在于：所述散热翅片(6)的过渡段(9)上开有切口(10)。

7.如权利要求6所述的板式散热器，其特征在于：所述切口(10)呈圆孔状、方孔状或狭缝状。

8.如权利要求6所述的板式散热器，其特征在于：所述散热翅片(6)为板材冲压成型。

9.如权利要求6所述的板式散热器，其特征在于：所述槽板(1)、平板(2)、散热翅片(6)之间以焊接方式相黏贴。

10.如权利要求6所述的板式散热器，其特征在于：所述散热翅片(6)不受力状态下的高度大于流道高度，小于流道高度和压缩余量之和。 

Images