CN211557821U - 电力电子散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电力电子散热器，包括：散热基板，以及间隔排布于所述散热基板一表面的若干散热翅片；所述散热翅片为复合板式结构，具有封闭的散热管路，所述散热管路内填充有导热媒质；其中，排布于外侧的散热翅片的第一表面形成有与所述散热管路相对应的凸起结构且面对内侧的散热翅片设置，与第一表面相对的第二表面为光滑面且背对内侧的散热翅片设置。本实用新型的电力电子散热器将最外侧的散热翅片的光洁面朝外设置，使得所有带有散热沟道的表面都包含在产品内部，大大降低了这些表面遭受外部意外冲击而失效的风险，提高了产品的整体可靠性；散热翅片阵列的外围都是光洁表面，产品的美观性显著提高。

Description

电力电子散热器

技术领域

本实用新型涉及热交换领域，特别是涉及一种电力电子散热器。

背景技术

电力电子技术中功率器件被广泛使用，功率器件工作时由于损耗产生的热量，会导致功率器件芯片温度升高，轻则造成效能的降低和使用寿命的缩短，重则造成功率器件的失效和芯片的炸毁。

在传统的大功率电力电子装置的散热方案中，一般会大量用到铝基散热器，其将多片散热翅片组装在一整块铝基板上，实现生产的便捷性和导热的高效性。如图1所示为现有的铝基散热器1的结构，铝基板11与散热翅片12通过一定的组装工艺结合成一个整体，通常发热器件安装在铝基板11上，发热器件的热量通过铝基板1传递到散热翅片12上，并利用散热翅片12内部管路内的传热工质将热量传导至整个散热翅片12的表面，从而为采用空气对流方式将热量散到外界环境中提供了有利条件。

其中，采用单面吹胀工艺制成的散热翅片12采用了沟道灌注的技术，使得在机构外形上存在不对称的情况，具体来讲，就是散热翅片12的一面为平整的铝基光滑面，另一面为有带有凸凹散热沟道的粗糙面，通常散热翅片12都是按照同一个方向来组装的，因此，产品安装完毕后，散热翅片阵列的一个侧面是铝基光滑面，另一侧面是带有凸凹沟道的粗糙面。以上的组装方式虽然安装快捷简单，但是有一个比较严重的缺陷，那就是最外侧的散热翅片中有一个的粗糙面是朝外设置的，如果此面受到外界过强机械冲击的时候，就会存在散热沟道外壁受损而导致内部媒质泄露从而使得散热翅片失效的问题，例如在搬运、装配等过程中管路出现破损、划伤等，这将会大大降低散热器的可靠性。另外，带有凸凹散热沟道的粗糙面放置在外侧，也会使得产品的美观性受到一定影响。

因此，如何提高散热器的可靠性已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电力电子散热器，用于解决现有技术中散热器的可靠性低，美观性差等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种电力电子散热器，所述电力电子散热器至少包括：

散热基板，以及间隔排布于所述散热基板一表面的若干散热翅片；

所述散热翅片为复合板式结构，具有封闭的散热管路，所述散热管路内填充有导热媒质；

其中，排布于外侧的散热翅片的第一表面形成有与所述散热管路相对应的凸起结构且面对内侧的散热翅片设置，与第一表面相对的第二表面为光滑面且背对内侧的散热翅片设置。

可选地，排布于内侧的散热翅片的第一表面及与第一表面相对的第二表面均形成有与所述散热管路相对应的凸起结构。

更可选地，所述散热翅片包括复合在一起的第一板材、第二板材及第三板材，所述第一板材与所述第二板材之间以及所述第二板材与所述第三板材之间均形成有所述散热管路。

更可选地，所述散热翅片包括复合在一起的第一板材及第二板材，所述第一板材与所述第二板材之间形成有所述散热管路。

可选地，排布于内侧的散热翅片的第一表面形成有与所述散热管路相对应的凸起结构，与第一表面相对的第二表面为光滑面。

更可选地，所述散热翅片包括复合在一起的第一板材及第二板材，所述第一板材与所述第二板材之间形成有所述散热管路。

更可选地，所述散热基板表面形成有插设各散热翅片的沟槽。

更可选地，所述导热媒质包括气体或液体或气体与液体的混合物。

更可选地，所述散热基板内埋设有烧结芯热管。

更可选地，所述散热翅片为相变抑制散热板。

如上所述，本实用新型的电力电子散热器，具有以下有益效果：

1、本实用新型的电力电子散热器将最外侧的散热翅片的光洁面朝外设置，使得所有带有散热沟道的表面都包含在产品内部，大大降低了这些表面遭受外部意外冲击而失效的风险，提高了产品的整体可靠性。

2、本实用新型的电力电子散热器中散热翅片阵列的外侧面都是光洁表面，产品的美观性显著提高。

附图说明

图1显示为现有技术中的铝基散热器的结构示意图。

图2显示为本实用新型的电力电子散热器的一种结构示意图。

图3显示为本实用新型的散热翅片设置有散热管路的表面示意图。

图4显示为本实用新型的电力电子散热器的另一种结构示意图。

元件标号说明

1 铝基散热器

11 铝基板

12 PCI散热翅片

2 电力电子散热器

21 散热基板

22 散热翅片

221 散热管路

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2～图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图2所示，本实施例提供一种电力电子散热器2，所述电力电子散热器2包括散热基板21，以及间隔排布于所述散热基板21一表面的若干散热翅片22。

如图2所示，所述散热基板21用于安装发热器件(图中未显示)及散热翅片22。

具体地，在本实施例中，所述散热基板21为扁平结构，所述散热基板21的一个表面用于安装发热器件，另一表面设置有用于插设各散热翅片22的沟槽(图中未显示)。所述发热器件包括但不限于功率器件。各沟槽在所述散热基板21的表面沿第一方向延伸，沿第二方向间隔排布，所述第一方向与所述第二方向垂直；在本实施例中，各沟槽与所述散热基板21的表面相垂直，在实际使用中，各沟槽也可相较于所述散热基板21的表面倾斜一定的角度，不以本实施例为限。

作为本实用新型的一种实现方式，所述散热基板21内埋设有烧结芯热管(未示出)。所述烧结芯热管为由一定目数的金属粉末烧结在一金属管的内壁上而形成的与管壁一体的烧结粉末管芯，烧结于所述金属管内部上的金属粉末形成吸液芯毛细结构，使得所述烧结芯热管具有较高的毛细抽吸力，使所述烧结芯热管的导热方向不受重力的影响，且烧结吸液芯毛细结构强化了蒸发吸热和冷凝放热，较大地提高了热管的导热能力和传输功率，使得所述烧结芯热管具有较大的轴向当量导热系数(是铜的几百倍到上千倍)。在所述散热基板21内埋设所述烧结芯热管，可以使得设置于所述散热基板21表面的发热器件产生的热量快速扩散至所述散热基板21的其他位置，使得所述散热基板21上热分布比较均匀，有效地提高了散热器的散热效率和散热能力。

如图2所示，所述散热翅片22设置于所述散热基板21的表面，用于散热；各散热翅片22为复合板式结构，具有封闭的散热管路221，所述散热管路221内填充有导热媒质。

具体地，在本实施例中，各散热翅片22插设于所述散热基板21表面的沟槽中，且与所述散热基板21的表面相垂直。在实际使用中，所述散热翅片22与所述散热基板21表面的夹角可设置为5°～90°(包括端点)，根据实际需要设定具体夹角度数，不以本实施例为限。将所述散热翅片22斜插入所述散热基板21内，以使得所述散热翅片22相较于所述散热基板21向上倾斜一定的夹角，可以避免所述散热翅片22内的导热媒质因重力作用堆积在远离散热基板21的一侧，进而大大降低重力对所述散热器散热效果的影响，进而使得散热器的散热效果达到最佳。所述散热翅片22与所述散热基板21的连接方式包括但不限于压封、胶粘或焊接，在本实施例中，通过焊接的方式可减小各散热翅片22与所述散热基板21之间的热阻，提高热传导效率。在本实施例中，各散热翅片22基于所述散热基板21表面的沟槽平行间隔排布，各散热翅片22沿第一方向延伸，沿第二方向排布，形成多行一列(或一行多列)的阵列结构；其中，位于第一行及最后一行(或第一列及最后一列)的散热翅片22即为最外侧的散热翅片22，位于第一行与最后一行之间(或第一列与最后一列之间)的散热翅片22即为内侧的散热翅片22。

需要说明的是，所述散热翅片22的排列方式包括但不限于本实施例所列举的形式，任意露出表面散热管路的排布方式均被本实用新型所涵盖。

具体地，如图2所示，各散热翅片22形成散热翅片阵列，其中，排布于外侧的散热翅片22具有第一表面及与所述第一表面相对设置的第二表面。外侧的散热翅片22的第一表面形成有与所述散热管路221相对应的凸起结构，如图3所示，所述散热管路221在散热翅片22表面的投影为六边形蜂窝状，在实际使用中，所述散热管路221的投影包括但不限于圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形、纵横交错的网状中一种或一种以上的组合，在此不一一赘述。且所述散热管路221中填充有导热媒质(图中未显示)以便于热传导，所述导热媒质包括但不限于流体，优选地，所述导热媒质可以为气体或液体或气体与液体的混合物，更为优选地，本实施例中，所述导热媒质为液体与气体的混合物。最外侧的散热翅片22的第二表面为光滑面。最外侧的散热翅片22的第一表面面对内侧的散热翅片22设置，即朝向散热翅片阵列的内部；最外侧的散热翅片22的第二表面背对内侧的散热翅片22设置，即朝向散热翅片阵列的外部；因此，散热翅片阵列的外围为光滑面，而散热管路221被保护在内部。

具体地，内侧的散热翅片22与外侧的散热翅片的结构相同，均为单面具有散热管路221的结构，在此不一一赘述，内侧的各散热翅片22具有散热管路221的表面的设置方向不限。本实施例中，各散热翅片22采用单面吹胀工艺制成，即各散热翅片22包括复合在一起的第一板材及第二板材，所述第一板材与所述第二板材之间充入高压流体以使得其中一块板凸起形成管路，具体制作步骤在此不一一赘述。

需要说明的是，在本实施例中，所述散热基板21及所述散热翅片22的材质为铝，在实际使用中，任意可传递热量的材质均适用于本实用新型的电力电子散热器2，包括但不限于铜、铜合金、铝、铝合金、铁、铁合金中一种或一种以上的组合，在此不一一赘述。

作为本实用新型的一种实现方式，内侧的散热翅片22的第二表面还设置有若干散热部件。所述散热部件垂直设置于内侧的散热翅片22的第二表面，各散热部件平行间隔排布，进一步扩大散热面积。所述散热部件与内侧的散热翅片22通过焊接的方式固定在一起，或所述散热部件通过吹胀板管路剖开形成(即内侧的散热翅片22包括复合在一起的第一板材、第二板材及第三板材，所述第一板材与所述第二板材之间充入高压流体以使得第一板材凸起形成散热管路221，所述第二板材与所述第三板材之间充入高压流体以使得第三板材凸起并剖开凸起形成散热部件)，在此不一一赘述。

需要说明的是，所述散热翅片22可采用热超导传热板，通过所述散热翅片22内的导热媒质的蒸发与冷凝相变实现热超导传热的热管技术。或者，所述散热翅片22采用相变抑制散热板，所述散热翅片22内的导热媒质在传热的过程中沸腾或冷凝被抑制，并在此基础上达到工质微结构的一致性，进而实现高效的相变抑制(PCI)传热。

本实用新型的电力电子散热器2的工作原理如下：贴置于所述散热基板21上的功率器件工作发热时，热量经由所述烧结芯热管迅速传到至整个所述散热基板21，再通过所述散热基板21与所述散热翅片22的接触处传递至各散热翅片22上，所述散热翅片22将热量迅速地均匀地散布在整个翅片表面上，从而快速散热。由于本实用新型的电力电子散热器将最外侧的散热翅片的光洁面朝外设置，使得所有带有散热沟道的表面都包含在产品内部，大大降低了这些表面遭受外部意外冲击而失效的风险，提高了产品的整体可靠性，同时产品的美观性显著提高。

实施例二

如图4所示，本实施例提供一种电力电子散热器2，与实施例一及实施例二的不同之处在于，内侧的散热翅片22的结构不同。

具体地，在本实施例中，内侧的散热翅片22的第一表面及第二表面均形成有与所述散热管路221相对应的凸起结构；本实施例中，内侧的各散热翅片22采用双面吹胀工艺制成，即各散热翅片22包括复合在一起的第一板材、第二板材及第三板材，所述第一板材与所述第二板材及所述第二板材与所述第三板材之间分别充入高压流体以使得第一板材及第三板材凸起形成双面管路，两侧散热管路分别独立封闭设置，具体制作步骤在此不一一赘述；或者各散热翅片22包括复合在一起的第一板材及第二板材，所述第一板材与所述第二板材之间充入高压流体以使得所述第一板材与所述第二板材分别凸起形成双面管路，具体制作步骤在此不一一赘述。

需要说明的是，散热翅片22包括但不限于两层或三层板材的复合结构，板材的数量大于等于两层即可，不以本实施例为限。

其它部件的结构及工作原理与实施例一相同，在此不一一赘述。

综上所述，本实用新型提供一种电力电子散热器，包括：散热基板，以及间隔排布于所述散热基板一表面的若干散热翅片；所述散热翅片为复合板式结构，具有封闭的散热管路，所述散热管路内填充有导热媒质；其中，排布于外侧的散热翅片的第一表面形成有与所述散热管路相对应的凸起结构且面对内侧的散热翅片设置，与第一表面相对的第二表面为光滑面且背对内侧的散热翅片设置。本实用新型的电力电子散热器将最外侧的散热翅片的光洁面朝外设置，使得所有带有散热沟道的表面都包含在产品内部，大大降低了这些表面遭受外部意外冲击而失效的风险，提高了产品的整体可靠性；散热翅片阵列的外侧面都是光洁表面，产品的美观性显著提高。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电力电子散热器，其特征在于，所述电力电子散热器至少包括：

散热基板，以及间隔排布于所述散热基板一表面的若干散热翅片；

所述散热翅片为复合板式结构，具有封闭的散热管路，所述散热管路内填充有导热媒质；

其中，排布于外侧的散热翅片的第一表面形成有与所述散热管路相对应的凸起结构且面对内侧的散热翅片设置，与第一表面相对的第二表面为光滑面且背对内侧的散热翅片设置。

2.根据权利要求1所述的电力电子散热器，其特征在于：排布于内侧的散热翅片的第一表面及与第一表面相对的第二表面均形成有与所述散热管路相对应的凸起结构。

3.根据权利要求2所述的电力电子散热器，其特征在于：所述散热翅片包括复合在一起的第一板材、第二板材及第三板材，所述第一板材与所述第二板材之间以及所述第二板材与所述第三板材之间均形成有所述散热管路。

4.根据权利要求2所述的电力电子散热器，其特征在于：所述散热翅片包括复合在一起的第一板材及第二板材，所述第一板材与所述第二板材之间形成有所述散热管路。

5.根据权利要求1所述的电力电子散热器，其特征在于：排布于内侧的散热翅片的第一表面形成有与所述散热管路相对应的凸起结构，与第一表面相对的第二表面为光滑面。

6.根据权利要求5所述的电力电子散热器，其特征在于：所述散热翅片包括复合在一起的第一板材及第二板材，所述第一板材与所述第二板材之间形成有所述散热管路。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的电力电子散热器，其特征在于：所述散热基板表面形成有插设各散热翅片的沟槽。

8.根据权利要求1～6任意一项所述的电力电子散热器，其特征在于：所述导热媒质包括气体或液体或气体与液体的混合物。

9.根据权利要求1～6任意一项所述的电力电子散热器，其特征在于：所述散热基板内埋设有烧结芯热管。

10.根据权利要求1～6任意一项所述的电力电子散热器，其特征在于：所述散热翅片为相变抑制散热板。

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