CN204761949U - 一种用于功率器件的散热系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于功率器件的散热系统，涉及到一种散热器，由机内散热器、机外冷却器、循环泵（10）和绝缘管组成，机内散热器为移热式散热器，其体中有移热腔，移热腔的下部有输入接口，移热腔的上部有输出接口；在移热式散热器上有压紧簧片，压紧簧片由压紧面、弹力弯和压脚构成；机外冷却器由膨胀管、冷却盘管和散热翅片构成；绝缘连接管包括输送管和回流管，移热式散热器下部的输入接口通过输送管和循环泵连接到机外冷却器的循环出口上，机外冷却器上的回流口通过回流管连接到移热式散热器上部的输出接口。本实用新型通过移热介质的循环流动，把功率开关管产生的热量散去，使散热器体积大大减小，节省占位空间，使开关电源结构紧凑、功率密度高、小型化。
Description
技术领域
实用新型涉及到一种散热器，特别涉及到一种塑封功率管的散热器。
背景技术
当前，在工业生产、城市固体废物处置、通信、电力等领域广泛使用开关电源，对开关电源的一般要求是可靠、稳定、小型和高效率，高频化使得开关电源去掉工频变压器，从而实现高效率和小型化。但是，开关电源中的功率开关在工作时会发热，为了使开关电源能够可靠和稳定工作，功率开关管产生的热量必须及时散去，否则会使功率开关管损坏。一般塑封功率开关管通过铝制散热器进行散热，塑封功率开关管把热量传递给铝制散热器，铝制散热器再通过风冷或自然冷却方式把热量向周边的空间散发，铝制散热器必须要有足够的有效散热面积才能把塑封功率开关管产生的热量散去，因此，常规的铝制散热器体积较大，存在占位空间大和重量大的缺点，影响了开关电源的功率密度，使得小型化受到限止。
实用新型内容
本实用新型的目的是使功率开关管的散热器在电路板上的占位空间小，便于功率器件在电路板上布局，使开关电源结构紧凑，功率密度高，利于开关电源小型化。
本实用新型的一种用于功率器件的散热系统，由机内散热器、机外冷却器8、循环泵10和绝缘管组成，其特征是机内散热器为移热式散热器，移热式散热器1的体中有移热腔1-4，移热腔1-4的下部后侧有输入接口1-1接入，移热腔1-4的上部有输出接口1-5接出；在移热式散热器1上有压紧簧片4，压紧簧片4由压紧面4-1、弹力弯4-2和压脚4-3构成，压紧面4-1位于压紧簧片4的中间段，压紧面4-1的两边为拱起的弹力弯4-2，两边的弹力弯4-2外侧各为L形的压脚4-3，在压脚4-3上有安装通孔；机外冷却器8由膨胀管8-4、冷却盘管8-5和散热翅片8-3构成，膨胀管8-4和冷却盘管8-5嵌入在散热翅片8-3中，膨胀管8-4上有回流口8-1接入，冷却盘管8-5的上端连接到膨胀管8-4上，冷却盘管8-5的下端有循环出口8-6接出；绝缘管包括输送管11和回流管7，移热式散热器1下部的输入接口1-1通过输送管11连接到循环泵10的出口，循环泵10的进口连接到机外冷却器8的冷却盘管8-5下端的循环出口8-6上，机外冷却器8的膨胀管8-4上的回流口8-1通过回流管7连接到移热式散热器1上部的输出接口1-5。
本实用新型中，在移热式散热器1的前面有用于安装功率开关管的平面，在移热式散热器1前面的平面上有用于紧固功率开关管的压紧螺孔，在移热式散热器1的前面下部有避开功率开关管引脚的间距凹口；移热式散热器1的下端为封闭的实体，在移热式散热器1下端的封闭实体中有安装螺孔1-2；移热式散热器1的输入接口1-1和输出接口1-5各为内螺纹管牙结构，在输入接口1-1上有移热介质输入接头2，在输出接口1-5上有移热介质输出接头6；移热式散热器1的移热腔1-4为一段圆形直孔或方形直孔或多边形直孔，在圆形直孔或方形直孔中有冷却肋条；在机外冷却器8的膨胀管8-4上有呼吸管8-2接出；机外冷却器8的散热翅片8-3为多片设置，各散热翅片8-3之间的空间构成散热气流通道。
本实用新型应用时，在功率开关管3背后的散热面涂上导热硅胶，再把功率开关管3贴附在移热式散热器1前面的平面上，然后把压紧簧片4扣压在功率开关管3上，压紧簧片4的压紧面4-1压合在功率开关管3上，用压紧螺栓穿过压脚4-3上的安装通孔旋合在移热式散热器1的压紧螺孔中，使功率开关管3背后的散热面与移热式散热器1前面的平面进行紧密接触，具体实施时，可在压紧簧片4的压紧面4-1与功率开关管3之间设置胶垫5，使压紧面4-1与功率开关管3之间进行软接触，避免压力过大损坏功率开关管3；然后把移热式散热器1携功率开关管3安装在开关电源的电路板上，通过使用螺钉穿过电路板旋合在移热式散热器1的安装螺孔1-2中的措施把移热式散热器1在电路板上进行定位，再把功率开关管3的引脚焊接在电路板的线路上；在移热式散热器1的移热腔1-4和机外冷却器8的冷却盘管8-5、膨胀管8-4中加入移热介质，使膨胀管8-4中预留膨胀空间，移热介质受热后体积会增加，膨胀空间用来吸纳移热介质受热增加的体积，所述的移热介质包括导热油或冷却水。移热介质采用循环泵10强制循环方式在移热式散热器1与机外冷却器8之间进行流动。机外冷却器8采用风扇强制冷却方式或冷却水热交换方式进行散热冷却。
上述的实用新型工作时，功率开关管3产生的热量通过移热式散热器1的壁体传递到移热腔1-4中的移热介质中，移热介质以循环流动方式把热量快速从移热式散热器1中移出，送入到机外冷却器8中，再通过风扇强制冷却方式或冷却水热交换方式把热量散去，使移热介质得到冷却，冷却后的移热介质返回到移热式散热器1的移热腔1-4中进行循环利用。在其工作过程中，采用循环泵10以强制循环方式使移热介质在移热式散热器1与机外冷却器8之间进行流动，功率开关管3产生的热量传递到移热式散热器1的移热腔1-4中的移热介质中，使移热介质受热升温，受热升温后的移热介质被迫从移热腔1-4上部的移热介质输出接头7流出，通过回流管7进入到机外冷却器8中进行散热冷却，由于冷却盘管8-5嵌入在散热翅片8-3中，移热介质的热量通过散热翅片8-3进行散发，使散热面积大，散热效果好；热的移热介质经散热冷却后，从机外冷却器8的冷却盘管8-5下端的循环出口8-6输出，由循环泵10强制送入移热式散热器1的下部补充进移热腔1-4中，如此周而复始，通过移热介质的循环流动，把功率开关管3产生的热量以移热方式散去，使功率开关管3的散热器体积大大减小，节省电路板上散热器的占位空间，方便电路板上的元件布局和线路布局，使电路板上结构紧凑，从而使开关电源结构紧凑、功率密度高、小型化。高频开关电源在高电压大电流工作的情况下，其通态时的损耗大，发热量更大，本实用新型采用移热方式把功率开关管3产生的热量通过机外冷却器8进行散热，散热面积大，采用强制循环方式使移热介质，使散热速度更快和效率更高，能有效解决高频开关电源在高电压大电流工作的情况下的散热问题，其冷却器件不占据机内的空间，给开关电源的小型化创造条件。
上述实用新型中，不用功率开关管上的原有安装孔来安装功率开关管，而使用压紧簧片4扣压在功率开关管3上的方式来安装功率开关管，因压紧簧片4上的压紧面5-1比功率开关管上的原有安装孔的螺钉压合面的施压面积大很多，因此，用压紧簧片4来安装功率开关管施压更均匀和更中心，使功率开关管3的散热面与移热式散热器1的贴合更紧密；压紧簧片4具有弹力弯4-2结构，使压紧面4-1在压紧功率开关管时具有弹性，避免器件热胀冷缩后松动，从而确保功率开关管3的散热面与移热式散热器1之间的贴合始终紧密。
本实用新型的有益效果是：提供的一种用于功率器件的散热系统，通过移热介质的循环流动，把功率开关管3产生的热量以移热方式散去，使功率开关管3的散热器体积大大减小，节省电路板上散热器的占位空间，方便电路板上的元件布局和线路布局，使电路板结构紧凑，从而使开关电源结构紧凑、功率密度高、小型化。
附图说明
图1是本实用新型的一种用于功率器件的散热系统结构图。
图2是图1的A-A剖面图。
图中：1.移热式散热器，1-1.输入接口，1-2.安装螺孔，1-3.间距凹口，1-4.移热腔，1-5.输出接口，2.移热介质输入接头，3.功率开关管，4.压紧簧片，4-1.压紧面，4-2.弹力弯，4-3.压脚，5.胶垫，6.移热介质输出接头，7.回流管，8.机外冷却器，8-1.回流口，8-2.呼吸管，8-3.散热翅片，8-4.膨胀管，8-5.冷却盘管，8-6.循环出口，9.连通管，10.循环泵，11.输送管。
具体实施方式
实施例1图1所示的实施方式中，用于功率器件的散热系统，由机内散热器、机外冷却器8、循环泵10和绝缘管组成，其特征是机内散热器为移热式散热器，移热式散热器1的前面有用于安装功率开关管的平面，移热式散热器1前面的平面上有用于紧固功率开关管的压紧螺孔，在移热式散热器1的前面下部有避开功率开关管引脚的间距凹口，移热式散热器1的下端为封闭的实体，在移热式散热器1下端的封闭实体中有安装螺孔1-2，移热式散热器1的体中有移热腔1-4，移热腔1-4为一段圆形直孔或方形直孔或多边形直孔，在圆形直孔或方形直孔中有冷却肋条，移热腔1-4的下部后侧有输入接口1-1接入，移热腔1-4的上部有输出接口1-5接出，输入接口1-1和输出接口1-5各为内螺纹管牙结构，在输入接口1-1上有移热介质输入接头2，在输出接口1-5上有移热介质输出接头6；在移热式散热器1上有压紧簧片4，压紧簧片4由压紧面4-1、弹力弯4-2和压脚4-3构成，压紧面4-1位于压紧簧片4的中间段，压紧面4-1的两边为拱起的弹力弯4-2，两边的弹力弯4-2外侧各为L形的压脚4-3，在压脚4-3上有安装通孔；机外冷却器8由膨胀管8-4、冷却盘管8-5和散热翅片8-3构成，散热翅片8-3为多片设置，各散热翅片8-3之间的空间构成散热气流通道，膨胀管8-4和冷却盘管8-5嵌入在散热翅片8-3中，膨胀管8-4上有回流口8-1接入，在膨胀管8-4的上侧壁体上有呼吸管8-2接出；冷却盘管8-5的上端连接到膨胀管8-4的下侧壁体上，冷却盘管8-5的下端有循环出口8-6接出；绝缘管包括输送管11和回流管7，移热式散热器1下部的输入接口1-1通过输送管11连接到循环泵10的出口，循环泵10的进口连接到机外冷却器8的冷却盘管8-5下端的循环出口8-6上，机外冷却器8的膨胀管8-4上的回流口8-1通过回流管7连接到移热式散热器1上部的输出接口1-5。所述的回流管7和输送管11选用聚四氟乙烯材料的半软管。
本实施例应用时，在功率开关管3背后的散热面涂上导热硅胶，再把功率开关管3贴附在移热式散热器1前面的平面上，然后把压紧簧片4扣压在功率开关管3上，压紧簧片4的压紧面4-1压合在功率开关管3上，用压紧螺栓穿过压脚4-3上的安装通孔旋合在移热式散热器1的压紧螺孔中，使功率开关管3背后的散热面与移热式散热器1前面的平面进行紧密接触，在压紧簧片4的压紧面4-1与功率开关管3之间设置胶垫5，使压紧面4-1与功率开关管3之间进行软接触，避免压力过大损坏功率开关管3；然后把移热式散热器1携功率开关管3安装在开关电源的电路板上，通过使用螺钉穿过电路板旋合在移热式散热器1的安装螺孔1-2中的措施把移热式散热器1在电路板上进行定位，再把功率开关管3的引脚焊接在电路板的线路上；在移热式散热器1的移热腔1-4和机外冷却器8的冷却盘管8-5、膨胀管8-4中加入移热介质，使膨胀管8-4中预留膨胀空间，所述的移热介质包括导热油或冷却水。移热介质采用循环泵10强制循环方式在移热式散热器1与机外冷却器8之间进行流动。机外冷却器8采用风扇强制冷却方式或冷却水热交换方式进行散热冷却。
上述的实施例工作时，功率开关管3产生的热量通过移热式散热器1的壁体传递到移热腔1-4中的移热介质中，移热介质以循环流动方式把热量快速从移热式散热器1中移出，送入到机外冷却器8中，再通过风扇强制冷却方式或冷却水热交换方式把热量散去，使移热介质得到冷却，冷却后的移热介质返回到移热式散热器1的移热腔1-4中进行循环利用。在其工作过程中，采用循环泵10以强制循环方式使移热介质在移热式散热器1与机外冷却器8之间进行流动，功率开关管3产生的热量传递到移热式散热器1的移热腔1-4中的移热介质中，使移热介质受热升温，受热升温后的移热介质被迫从移热腔1-4上部的移热介质输出接头7流出，通过回流管7进入到机外冷却器8中进行散热冷却，由于冷却盘管8-5嵌入在散热翅片8-3中，移热介质的热量通过散热翅片8-3进行散发，使散热面积大，散热效果好；热的移热介质经散热冷却后，从机外冷却器8的冷却盘管8-5下端的循环出口8-6输出，由循环泵10强制送入移热式散热器1的下部补充进移热腔1-4中，如此周而复始，通过移热介质的循环流动，把功率开关管3产生的热量以移热方式散去，使功率开关管3的散热器体积大大减小，节省电路板上散热器的占位空间，方便电路板上的元件布局和线路布局，使电路板上结构紧凑，从而使开关电源结构紧凑、功率密度高、小型化。本实施例采用移热方式把功率开关管3产生的热量通过机外冷却器8进行散热，散热面积大，采用强制循环方式使移热介质，使散热速度更快和效率高，其冷却器件不占据机内的空间，给开关电源的小型化创造条件。
Claims (7)
1.一种用于功率器件的散热系统，由机内散热器、机外冷却器（8）、循环泵（10）和绝缘管组成，其特征是机内散热器为移热式散热器，移热式散热器（1）的体中有移热腔（1-4），移热腔（1-4）的下部后侧有输入接口（1-1）接入，移热腔（1-4）的上部有输出接口（1-5）接出；在移热式散热器（1）上有压紧簧片（4），压紧簧片（4）由压紧面（4-1）、弹力弯（4-2）和压脚（4-3）构成，压紧面（4-1）位于压紧簧片（4）的中间段，压紧面（4-1）的两边为拱起的弹力弯（4-2），两边的弹力弯（4-2）外侧各为L形的压脚（4-3），在压脚（4-3）上有安装通孔；机外冷却器（8）由膨胀管（8-4）、冷却盘管（8-5）和散热翅片（8-3）构成，膨胀管（8-4）和冷却盘管（8-5）嵌入在散热翅片（8-3）中，膨胀管（8-4）上有回流口（8-1）接入，冷却盘管（8-5）的上端连接到膨胀管（8-4）上，冷却盘管（8-5）的下端有循环出口（8-6）接出；绝缘管包括输送管（11）和回流管（7），移热式散热器（1）下部的输入接口（1-1）通过输送管（11）连接到循环泵（10）的出口，循环泵（10）的进口连接到机外冷却器（8）的冷却盘管（8-5）下端的循环出口（8-6）上，机外冷却器（8）的膨胀管（8-4）上的回流口（8-1）通过回流管（7）连接到移热式散热器（1）上部的输出接口（1-5）。
2.根据权利要求1所述的一种用于功率器件的散热系统，其特征是在移热式散热器（1）的前面有用于安装功率开关管的平面，在移热式散热器（1）前面的平面上有用于紧固功率开关管的压紧螺孔，在移热式散热器（1）的前面下部有避开功率开关管引脚的间距凹口。
3.根据权利要求1所述的一种用于功率器件的散热系统，其特征是移热式散热器（1）的下端为封闭的实体，在移热式散热器（1）下端的封闭实体中有安装螺孔（1-2）。
4.根据权利要求1所述的一种用于功率器件的散热系统，其特征是移热式散热器（1）的输入接口（1-1）和输出接口（1-5）各为内螺纹管牙结构，在输入接口（1-1）上有移热介质输入接头（2），在输出接口（1-5）上有移热介质输出接头（6）。
5.根据权利要求1所述的一种用于功率器件的散热系统，其特征是移热式散热器（1）的移热腔（1-4）为一段圆形直孔或方形直孔或多边形直孔，在圆形直孔或方形直孔中有冷却肋条。
6.根据权利要求1所述的一种用于功率器件的散热系统，其特征是在机外冷却器（8）的膨胀管（8-4）上有呼吸管（8-2）接出。
7.根据权利要求1所述的一种用于功率器件的散热系统，其特征是机外冷却器（8）的散热翅片（8-3）为多片设置，各散热翅片（8-3）之间的空间构成散热气流通道。
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| CN105072872A (zh) * | 2015-08-08 | 2015-11-18 | 衢州昀睿工业设计有限公司 | 一种用于功率器件的散热系统 |
| CN110895429A (zh) * | 2019-05-14 | 2020-03-20 | 研祥智能科技股份有限公司 | 器件散热系统及方法 |
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