CN208093545U - 大功率热管散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大功率热管散热装置，包括基板、若干个L型大功率热管和若干个散热翅片，基板包括基板正面和基板反面，所述基板反面与所述L型大功率热管焊接成一体，所述L型大功率热管为密闭的真空管，内部均灌注有工作液体，包括水平设置的热管冷凝端和竖直设置的热管吸热端，所述热管吸热端焊接在所述基板反面上，所述热管冷凝端上套设有所述散热翅片，散热翅片与所述热管冷凝端过盈配合紧固连接，若干个所述散热翅片互相叠置且在竖直方向上彼此间隔。本实用新型克服了现有技术的不足，提供了新一代的一种大功率热管散热装置，解决了轨道交通、电力电子设备中，IGBT半导体、电子元器件功率增加发热的问题。

Description

大功率热管散热装置

技术领域

本实用新型涉及散热器技术领域，尤其涉及一种适用于大功率IGBT半导体散热，电力电子元器件的大功率热管散热装置。

背景技术

现代电力电子设备对可靠性要求、性能指标、功率密度等要求进一步提高，电力电子设备的热设计也越来越重要。IGBT器件是轨道交通、电力电子设备中的关键器件，其工作状态的好坏直接影响整机可靠性、安全性以及使用寿命，IGBT器件的散热方案除了能有效的散掉热量之外，可靠性也是至关重要的。

热管散热器是一种高效率的散热器件，它具有独特的散热特性。即它具有高的导热率，它的蒸发段和冷却段之间温度沿轴向的分布是均匀和基本相等的。

但是现有技术中的热管散热装置散热效率低、结构不稳固，无法适用于大功率IGBT半导体散热。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种散热效率高且结构稳固的大功率热管散热装置，解决了轨道交通、电力电子设备中，IGBT半导体、电子元器件功率增加发热的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种大功率热管散热装置，包括基板、若干个L型大功率热管和若干个散热翅片，基板包括基板正面和基板反面，所述基板反面与所述L型大功率热管焊接成一体，所述L型大功率热管为密闭的真空管，内部均灌注有工作液体，包括水平设置的热管冷凝端和竖直设置的热管吸热端，所述热管吸热端焊接在所述基板反面上，所述热管冷凝端上套设有所述散热翅片，散热翅片与所述热管冷凝端过盈配合紧固连接，若干个所述散热翅片互相叠置且在竖直方向上彼此间隔。

进一步地，所述L型大功率热管内壁开设有若干个波纹沟槽。

进一步地，所述L型大功率热管为大直径铜管90度折弯工艺成型。

进一步地，所述L型大功率热管均匀排布固定在所述基板反面上。

进一步地，所述L型大功率热管成排设置，同一排的任一所述L型大功率热管与相邻的L型大功率热管紧密相接。

进一步地，相邻的所述L型大功率热管的热管吸热端彼此紧密相接，且所述热管吸热端的自由端相对设置，相邻的所述L型大功率热管的热管冷凝端互相间隔。

进一步地，所述散热翅片上开设有若干个通孔，通孔的开设位置与所述热管冷凝端的位置相对应，若干个所述通孔成排设置，且互相间隔。

进一步地，所述基板反面开设有用于与L型大功率热管结合的半圆形凹槽。

进一步地，所述基板正面用于安装若干个电子元器件，并与所述电子元器件紧密接触。

进一步地，所述基板为具有高传热系数的金属板体。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型一种大功率热管散热装置，通过设计L型大功率热管大直径铜管90度折弯工艺成型，热管内壁设若干个波纹沟槽，增强液体回流及散热面积，极大提高了热管的吸热和散热能力，从而大大提高了热管散热器的散热能力；

(2)本实用新型一种大功率热管散热装置，基板和L型大功率热管采用焊料焊接成一体，提高了整体散热装置强度和可靠性；

(3)本实用新型一种大功率热管散热装置，散热翅片与L型大功率热管采用过盈配合紧固连接，加工工艺简单，大幅降低了生产成本；

(4)本实用新型一种大功率热管散热装置，所述基板正面设若干个电子元器件，可实现多个电子元器件散热，大幅度降低热阻满足大功率电子元器件的散热需求；

(5)本实用新型一种大功率热管散热装置，相邻的L型大功率热管的热管吸热端彼此紧密相接，而相邻的L型大功率热管的热管冷凝端彼此之间具有间隙，热管冷凝端交叉错落，达到均匀散热的目的。

附图说明

图1为本实用新型大功率热管散热装置一个优选实施例的结构分解示意图；

图2为本实用新型大功率热管散热装置一个优选实施例的整体组装示意图；

图3为本实用新型大功率热管散热装置一个优选实施例的组装侧视示意图；

图4为本实用新型L型大功率热管一个优选实施例的内部结构示意图。

附图标记包括：

001-散热翅片 002--L型大功率热管 003-基板

004-热管冷凝端 005-热管吸热端 006-基板正面

007-基板反面 008-电子元器件 009-波纹沟槽

010-通孔 011-第一行 012-第二行

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

请参阅图1-图4，本实用新型的大功率热管散热装置是用来安装在功率IGBT半导体等电子元器件008上对其进行散热。该大功率热管散热装置包括基板003、若干个L型大功率热管002和若干个散热翅片001，所述基板003的基板反面007与所述L型大功率热管002焊接成一体，所述L型大功率热管002为密闭的真空管，内部均灌注有工作液体，包括水平设置的热管冷凝端004和竖直设置的热管吸热端005，所述热管吸热端005焊接在所述基板反面007上，所述热管冷凝端004上套设有所述散热翅片001，散热翅片001与所述热管冷凝端004过盈配合紧固连接，若干个所述散热翅片001互相叠置且在竖直方向上彼此间隔。

该大功率热管散热装置基板003上的热量通过L型大功率热管002传递至散热翅片001，从而与外界气体形成对流热交换。本实用新型克服了现有技术的不足，提供了新一代的一种大功率热管散热装置，解决了轨道交通、电力电子设备中，IGBT半导体、电子元器件功率增加发热的问题。以下对上述各个组成部分分别作进一步详细介绍。

如图1所示，基板003为具有高传热系数的金属板体，例如铜板。基板003具有基板正面006和基板反面007。

如图3所示，基板正面006用于安装若干个电子元器件008，并与电子元器件008紧密接触。该大功率热管散热装置基板003可实现多个电子元器件008散热，大幅度降低热阻满足大功率电子元器件008的散热需求。

基板反面007开设有用于与L型大功率热管002结合的半圆形凹槽(图中未标示)。L型大功率热管002的热管吸热端005设置在半圆形凹槽内，并紧密贴合在基板反面007，通过焊料与基板003焊接成一体，使L型大功率热管002与基板003稳固连接，提高了整体散热装置的连接强度和可靠性。

电子元器件008产生的热量可快速传递到基板正面006，再传递到基板反面007，由于L型大功率热管002的热管吸热端005紧密贴合在基板反面007上，热量可快速由基板003传递到L型大功率热管002的热管吸热端005上。

如图1所示，L型大功率热管002为密闭的真空管，通过大直径铜管90度折弯工艺成型。L型大功率热管002内部均灌注有工作液体，内壁开设有若干个波纹沟槽009，如图4所示，增强了工作液体的回流及散热面积，极大提高了L型大功率热管002的吸热和散热能力，从而大大提高了本实用新型的大功率热管散热装置的散热能力。

如图1所示，具体地，L型大功率热管002包括水平设置的热管冷凝端004和竖直设置的热管吸热端005。热管冷凝端004具有两端，一端与热管吸热端005固定连接，另一端为自由端。所述热管吸热端005焊接在所述基板反面007上，所述热管冷凝端004上套设有所述散热翅片001。

如图1和图2所示，所述L型大功率热管002均匀排布固定在所述基板反面007上。所述L型大功率热管002成排设置，同一排的任一所述L型大功率热管002与相邻的L型大功率热管002紧密相接。

具体地，如图1所示，在本申请的一个实施例中，L型大功率热管002共有四排。同一排的任一所述L型大功率热管002的热管吸热端005与相邻的L型大功率热管002的热管吸热端005紧密相接。且紧密相接的热管吸热端005的自由端彼此相对设置，使相邻的所述L型大功率热管002的热管冷凝端004互相间隔。

每排L型大功率热管002都有两行热管冷凝端004，分别为第一行011和第二行012。位于第一行011和第二行012的热管冷凝端004与相邻的热管冷凝端004之间均具有间隙，所述间隙大致等于热管吸热端005的外径。并且第二行012的任意一个热管冷凝端004均对应于第一行011相邻的两个热管冷凝端004之间的间隙。第一行011和第二行012的热管冷凝端004交叉错落，达到均匀散热的目的。

本实用新型如此排布L型大功率热管002，既可以增加L型大功率热管002的数量，使基板003上的热量尽快传递到L型大功率热管002上去；又可以使若干个L型大功率热管002的热管冷凝端004之间彼此具有间隔，加强与外界气体形成的对流热交换作用。

L型大功率热管002运行时，其热管吸热端005吸收基板003上的热量，使其内部的工作液体沸腾化成蒸汽。带有热量的蒸汽就从L型大功率热管002的热管吸热端005向热管冷凝端004移动，当蒸汽把热量传给热管冷凝端004后，蒸汽就重又冷凝成液体。冷凝的工作液体便通过内管壁上波纹沟槽009的毛细管作用返回到热管吸热端005，如此重复上述循环过程不断地散热。

散热翅片001为具有高传热系数的金属薄板，若干个所述散热翅片001互相叠置且在竖直方向上彼此间隔，使若干个散热翅片001与外界气体形成对流热交换。

所述散热翅片001上开设有若干个通孔010，通孔010的开设位置与所述热管冷凝端004的位置相对应，若干个所述通孔010成排设置，且互相间隔。散热翅片001通过通孔010套设在L型大功率热管002的热管冷凝端004上。

通孔010的直径略小于L型大功率热管002的热管冷凝端004的外径，使L型大功率热管002与散热翅片001过盈配合紧固连接。散热翅片001与L型大功率热管002采用过盈配合紧固连接，加工工艺简单，大幅降低了生产成本。

本实用新型大功率热管散热装置使用时，基板003上的热量通过L型大功率热管002传递至散热翅片001，并与外界气体形成对流热交换，从而将基板003上的电子元器件008产生的热量带走。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种大功率热管散热装置，其特征在于：包括基板(003)、若干个L型大功率热管(002)和若干个散热翅片(001)，基板(003)包括基板正面(006)和基板反面(007)，所述基板反面(007)与所述L型大功率热管(002)焊接成一体，所述L型大功率热管(002)为密闭的真空管，内部均灌注有工作液体，包括水平设置的热管冷凝端(004)和竖直设置的热管吸热端(005)，所述热管吸热端(005)焊接在所述基板反面(007)上，所述热管冷凝端(004)上套设有所述散热翅片(001)，散热翅片(001)与所述热管冷凝端(004)过盈配合紧固连接，若干个所述散热翅片(001)互相叠置且在竖直方向上彼此间隔。

2.根据权利要求1所述的大功率热管散热装置，其特征在于：所述L型大功率热管(002)内壁开设有若干个波纹沟槽(009)。

3.根据权利要求2所述的大功率热管散热装置，其特征在于：所述L型大功率热管(002)为大直径铜管90度折弯工艺成型。

4.根据权利要求3所述的大功率热管散热装置，其特征在于：所述L型大功率热管(002)均匀排布固定在所述基板反面(007)上。

5.根据权利要求4所述的大功率热管散热装置，其特征在于：所述L型大功率热管(002)成排设置，同一排的任一所述L型大功率热管(002)与相邻的L型大功率热管(002)紧密相接。

6.根据权利要求5所述的大功率热管散热装置，其特征在于：相邻的所述L型大功率热管(002)的热管吸热端(005)彼此紧密相接，且所述热管吸热端(005)的自由端相对设置，相邻的所述L型大功率热管(002)的热管冷凝端(004)互相间隔。

7.根据权利要求6所述的大功率热管散热装置，其特征在于：所述散热翅片(001)上开设有若干个通孔(010)，通孔(010)的开设位置与所述热管冷凝端(004)的位置相对应，若干个所述通孔(010)成排设置，且互相间隔。

8.根据权利要求1所述的大功率热管散热装置，其特征在于：所述基板反面(007)开设有用于与L型大功率热管(002)结合的半圆形凹槽。

9.根据权利要求1所述的大功率热管散热装置，其特征在于：所述基板正面(006)用于安装若干个电子元器件(008)，并与所述电子元器件(008)紧密接触。

10.根据权利要求1所述的大功率热管散热装置，其特征在于：所述基板(003)为具有高传热系数的金属板体。