CN206024381U - 散热液冷装置及具有所述散热液冷装置的电力电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了散热液冷装置及具有所述散热液冷装置的电力电子设备。散热液冷装置包括基板。基板的一侧设置进水口，相对另一侧设置出水口，基板内设置连通进水口与出水口的流道一。流道一上设置有两个槽道一、位于两个槽道一之间的至少一个槽道二，基板内还设置连通两个槽道一的流道二，流道二的横截面积大于流道一的横截面积。本实用新型提出采用分流道设计的方案，电力电子设备的高发热器件和低发热器件下方分别设有一个流道，可通过控制流道的流阻来控制它们的流量，使高发热器件下面的流道流量增大，散热能力提高，低发热器件下面的流道在满足散热要求的前提下，流量减小，散热能力下降，避免散热能力的浪费，提高整体散热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种散热液冷装置及具有所述散热液冷装置的设备，尤其涉及一种电力电子器件的散热液冷装置及具有所述散热液冷装置的电力电子设备。
背景技术
电力电子技术的发展使得电力电子器件的功率越来越大，但体积反而越来越小，为了保证器件的正常工作，必须使器件温度保持在一定范围内，这就对器件的散热设计提出了很高的要求，传统的自然散热和强迫风冷散热已经无法满足大功率器件的散热要求，因而更为高效的水冷散热在这些领域的应用越来越多，液冷板作为水冷散热的重要组成部件，它的结构设计直接关系到水冷散热效率。
液冷板散热主要途径是：器件发的热量传到液冷板上，再通过液冷板传递给流体介质，通过介质的不断流动将热量带出去。目前液冷板多采用单流道，各器件下方流量一样，但是很多时候同一液冷板上安装的电器件发热功率有大有小，在同一流道前提下，各器件下流量一样，有些大功率器件的热量来不及散去，温升高，小而功率器件又出现散热能力过剩的情况，流量分配不合理。
实用新型内容
为了使液冷板内部流量分配的更加合理，本实用新型提出采用分流道设计的方案，本实用新型提供一种电力电子器件的散热液冷装置及具有所述散热液冷装置的电力电子设备。电力电子设备的高发热器件和低发热器件下方分别设有一个流道，可通过控制流道的流阻来控制它们的流量，使高发热器件下面的流道流量增大，散热能力提高，低发热器件下面的流道在满足散热要求的前提下，流量减小，散热能力下降，避免散热能力的浪费，提高整体散热效率。
本实用新型的解决方案是：一种电力电子器件的散热液冷装置，其包括基板；所述基板的一侧设置进水口，相对另一侧设置出水口，所述基板内设置连通进水口与出水口的流道一；所述流道一上设置有两个槽道一、位于所述两个槽道一之间的至少一个槽道二，所述基板内还设置连通所述两个槽道一的流道二，所述流道二的横截面积大于所述流道一的横截面积。
作为上述方案的进一步改进，所述流道二上设置有至少一个槽道三。
作为上述方案的进一步改进，每个槽道的底壁上设置有至少一个扰流柱。
进一步地，所述扰流柱的直径范围为1～5mm。
进一步地，所述扰流柱焊接在相应槽道的底壁上。
作为上述方案的进一步改进，所述流道二的横截面积和所述流道一的横截面积根据位于相应流道上方的电力电子器件的发热功率来确定。
作为上述方案的进一步改进，所有槽道和流道均为从所述基板的同一外表面向内凹陷的结构；所述散热液冷装置还包括盖板，所述盖板固定在所述外表面上密封所有槽道和流道。
进一步地，所述盖板上开设有用于安装若干电力电子器件的若干安装孔。
作为上述方案的进一步改进，所述进水口和所述出水口分别安装有一个焊接接头。
本实用新型还提供一种电力电子设备，其包括散热液冷装置、安装在所述散热液冷装置上的多个电力电子器件；所述散热液冷装置为上述任意电力电子器件的散热液冷装置，所述多个电力电子器件中的高发热器件安装在所述散热液冷装置的流道二流经的槽道上，所述多个电力电子器件中的低发热器件安装在所述散热液冷装置的流道一流经的槽道上。
本实用新型的有益效果如下：
1、基板根据器件发热功率的不同，采用分流道设计，可通过控制不同流道的流阻来控制它们的流量，从而使高发热器件下面的流道流量增大，散热能力提高，低发热器件下面的流道在满足散热要求的前提下，流量减小，散热能力下降，避免散热能力的浪费，提高整体散热效率；
2、在各槽道里焊接一些小垂直扰流柱，增加液冷板与介质换热效率，同时对介质流动方向影响很小，使介质可正常流入两个流道；
3、在进出水口处直接焊接接头，密封性好，拆装水管方便。
附图说明
图1为本实用新型实施例1提供的电力电子器件的散热液冷装置的结构示意图。
图2为图1中散热液冷装置揭除盖板后的结构示意图。
图3为本实用新型实施例2提供的电力电子器件的散热液冷装置揭除盖板后的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
请一并参阅图1及图2，本实用新型的电力电子器件的散热液冷装置可应用于电力电子设备中，所述电力电子设备可包括所述散热液冷装置、安装在所述散热液冷装置上的多个电力电子器件。
散热液冷装置可包括液冷板(即基板1)和盖板13。基板1的一侧设置进水口11，相对另一侧设置出水口7，进水口11和出水口7可分别安装有一个焊接接头12，方便拆卸水管。
基板1内设置连通进水口11与出水口7的至少一个流道一3，其中至少有一个流道一3上设置有两个槽道一2、6和位于两个槽道一2、6之间的至少一个槽道二。在本实施例中，流道一3的数量为1个；槽道二的数量为两个，分别为槽道二4、5。可在基板1上先铣出流道和槽道，然后焊接上盖板13，盖板13上开设有用于安装若干电力电子器件的若干安装孔14。在其他实施例中，散热液冷装置也可以不采用一块基板1和一块盖板13结合的方式；也可以是一块基板1和两块盖板13结合的方式，基板1在中间，两块盖板13在两侧，两块盖板13上均可安装电子电力器件；甚至，还可以是一块基板1，这一块基板1分成可扣合的上下结构，基板1的上下两侧均可安装电子电力器件。
基板1内还设置连通两个槽道一2、6的至少一个流道二9，其中至少有一个流道二9上设置有至少一个槽道三8，流道二9的横截面积大于流道一3的横截面积。在本实施例中，流道二9的数量为1个；槽道三8的数量以一个为例进行举例说明。本实用新型在盖板13上可安装有功率不同的电子电力器件，根据电子电力器件发热功率的不同，基板1上的流道采用分流道设计，高发热功率的器件所在流道二9的流道截面积大(即高发热功率的器件安装在所述散热液冷装置的流道二9流经的槽道上，如两个槽道一2、6和槽道三8)，流阻小从而使液体介质流量大，低发热功率器件所在流道一3的流道截面积相对较小(即所述多个电力电子器件中的低发热器件安装在所述散热液冷装置的流道一3流经的槽道上，如槽道二4、5)，流阻较大从而使液体介质流量小，两个流道公用进出水口。因此，流道二9的横截面积和流道一3的横截面积可以根据位于相应流道上方的电力电子器件的发热功率来确定。
在电力电子器件下面的槽道里可安装垂直于底面的扰流柱10，增加散热效果，液冷板进出水口处焊接有焊接接头12。该液冷板采用分流道设计，使高发热器件下面的流道流量增大，散热能力提高，低发热器件下面的流道在满足散热要求的前提下，流量减小，散热能力下降，避免散热能力的浪费，提高整体散热效率。同时设置垂直扰流柱10，增加液冷板与介质换热效率，同时对介质流动方向影响很小，使介质可正常流入两个流道。采用在基板1铣槽再焊接盖板13的方式，加工较为简单，焊接接头12使在液冷板上拆装水管更加方便。
综上所述，请再次参阅图2，在本实施例中，各槽道和流道均是在基板1上加工得到，由于电路等安装需要，将高发热器件安装在槽道一2、6和槽道三8所在位置的上方，将低发热器件安装在槽道二4、5所在位置的上方，其中上流道即流道一3经过热槽道二4、5，下流道即流道二9经过槽道一2、6和槽道三8，两个流道在槽道一2、6处汇合，为了使槽道一2、6和槽道三8的流量大而槽道一4、5的流量小，适当降低流道一3的截面积，增加流阻，减小流道一3的流量，同时增加流道二9的截面积，减小其流阻，增加流道二9的流量，从而使高发热器件下面的流道流量增大，散热能力提高，低发热器件下面的流道在满足散热要求的前提下，流量减小，散热能力下降，避免散热能力的浪费，提高整体散热效率。具体的流道流阻可以通过公式计算或者软件模拟分析来确定。
在各槽道里焊接一些垂直扰流柱10，增加液冷板与介质换热效率，同时对介质流动方向影响很小，使介质可正常流入两个流道，扰流柱10直径优选1至5mm。
请再次结合图1，图1是液冷板的整体示意图，基板1和盖板13密封焊接在一起，盖板13上加工器件安装孔14，其中基板1较厚一些，盖板13薄一些。在两板焊接好后，在进水口11和出水口7处均焊接接头12，方便拆装水管。
实施例2
请参阅图3，实施例2的散热液冷装置与实施例1的散热液冷装置，两者结构基本相同，其区别在于两者结构对流道一与流道二的选取不同。
实施例1中的散热液冷装置选取附图标记3为流道一，附图标记9为流道二，此时流道二的横截面积必须满足大于流道一的横截面积，则附图标记4、5为低散热的槽道，附图标记2、6、8为高散热的槽道。
而实施例2中的散热液冷装置选取附图标记9为流道一，附图标记3为流道二，此时流道二的横截面积必须满足大于流道一的横截面积。则附图标记8 为低散热的槽道，附图标记4、2、5、6为高散热的槽道。
因此，不论两个流道如何选取，总有一个流道的横截面积大于另一个流道的横截面积，横截面积较大的流道上的槽道为高散热的槽道，横截面积较小的流道上的槽道为低散热的槽道。两种实施例的散热液冷装置具有相同的有益效果。
结合两个实施例可知，本实用新型中采用分流道设计，改变流道的流阻来调节不同流道的流量，在其他实施例中，除了通过增大或减小流道截面积来改变流阻外，还可以通过在流道中间设置障碍物的方法来改变流阻。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电力电子器件的散热液冷装置，其包括基板；所述基板的一侧设置进水口，相对另一侧设置出水口，所述基板内设置连通进水口与出水口的流道一；其特征在于：所述流道一上设置有两个槽道一、位于所述两个槽道一之间的至少一个槽道二，所述基板内还设置连通所述两个槽道一的流道二，所述流道二的横截面积大于所述流道一的横截面积。
2.如权利要求1所述的电力电子器件的散热液冷装置，其特征在于：所述流道二上设置有至少一个槽道三。
3.如权利要求1所述的电力电子器件的散热液冷装置，其特征在于：每个槽道的底壁上设置有至少一个扰流柱。
4.如权利要求3所述的电力电子器件的散热液冷装置，其特征在于：所述扰流柱的直径范围为1～5mm。
5.如权利要求3所述的电力电子器件的散热液冷装置，其特征在于：所述扰流柱焊接在相应槽道的底壁上。
6.如权利要求1所述的电力电子器件的散热液冷装置，其特征在于：所述流道二的横截面积和所述流道一的横截面积根据位于相应流道上方的电力电子器件的发热功率来确定。
7.如权利要求1所述的电力电子器件的散热液冷装置，其特征在于：所有槽道和流道均为从所述基板的同一外表面向内凹陷的结构；所述散热液冷装置还包括盖板，所述盖板固定在所述外表面上密封所有槽道和流道。
8.如权利要求7所述的电力电子器件的散热液冷装置，其特征在于：所述盖板上开设有用于安装若干电力电子器件的若干安装孔。
9.如权利要求1所述的电力电子器件的散热液冷装置，其特征在于：所述进水口和所述出水口分别安装有一个焊接接头。
10.一种电力电子设备，其包括散热液冷装置、安装在所述散热液冷装置上的多个电力电子器件；其特征在于：所述散热液冷装置为如权利要求1至9中任意一项所述的电力电子器件的散热液冷装置，所述多个电力电子器件中的高发热器件安装在所述散热液冷装置的流道二流经的槽道上，所述多个电力电子器件中的低发热器件安装在所述散热液冷装置的流道一流经的槽道上。
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