CN212013372U - 一种具有随温度自适应张合翅片的散热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种具有随温度自适应张合翅片的散热器，包括基座和散热组件，基座上设有多个安装槽，每个安装槽内设有一组散热组件，散热组件包括形状记忆合金件和散热翅片，形状记忆合金件与散热翅片紧贴，形状记忆合金件的根部和散热翅片的根部共同固定至安装槽内，形状记忆合金件随温度变化产生形变，带动散热翅片移动。基座的底面设置有热源，基座吸收热源热量开始升温，随着温度的升高，形状记忆合金件随温度变形为与温度相对应的形状，形状记忆合金件带动散热翅片随温度上升逐渐展开。与传统的直翅片散热器相比，本申请的散热翅片能够随温度改变张合角度，根据不同时刻散热需求来自动调整散热器姿态以满足散热需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子器件散热技术领域，特别涉及一种具有随温度自适应张合翅片的散热器。
背景技术
近年来，随着科学技术的不断革新，电子器件逐渐往集成化、高功率密度化和微型化发展，从而导致电子器件单位面积的耗散功率越来越大，表面热流密度不断提高，如今应用于科技行业的高端芯片甚至达到500W/cm2左右。研究表明，超过55％的电子设备失效是由工作温度超过限定值引起的，极端温度也会导致电子器件使用寿命下降，如果电子器件的工作温度超过限定值10℃，其可靠性就会降低约50％。
翅片散热器是工业中最常见的散热器形式之一，广泛应用在大功率发热元器件上，目前常规直翅片散热器采用的散热翅片的形状及尺寸在装配完成后不能发生形状上的改变。一般器件在启停以及工作时的热负荷情况非恒定，并且器件外部环境也会发生改变，常规散热器无法满足热功率负载变化情况下的最优散热需求。此外，散热器必须配合有效的自然对流或强制对流进行散热，气流中灰尘、纤维等杂质极易在散热翅片根部、棱边产生堆积，阻断散热路径，影响散热效率。因此，需要打破传统固定翅片散热器的固有结构，提出新的具有随温度自适应张合翅片的新型散热器结构。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有随温度自适应张合翅片的散热器，解决了散热翅片的形状及尺寸在装配完成后形状不能改变的问题。
本实用新型的技术方案为：一种具有随温度自适应张合翅片的散热器，包括基座和散热组件，所述基座上设有多个安装槽，每个安装槽内设有一组散热组件，散热组件包括形状记忆合金件和散热翅片，形状记忆合金件与散热翅片紧贴，形状记忆合金件的根部和散热翅片的根部共同固定至安装槽内，形状记忆合金件随温度变化产生形变，带动散热翅片移动。基座的底面设置有热源，基座吸收热源热量开始升温，随着温度的升高，形状记忆合金件随温度变形为与温度相对应的形状，形状记忆合金件带动散热翅片随温度上升逐渐展开。
进一步，所述安装槽内设有锡膏，形状记忆合金件的根部和散热翅片的根部通过焊接固定至安装槽。通过升高温度使锡膏熔化，将形状记忆合金件的根部和散热翅片的根部焊接至安装槽。
进一步，所述散热翅片的材料为紫铜，厚度为0.1-0.2mm。
进一步，所述具有随温度自适应张合翅片的散热器还包括多个夹紧件和限位件，夹紧件放置于基座的顶面，相邻两个夹紧件共同夹持形状记忆合金件的根部和散热翅片的根部，限位件呈U型，限位件包括连接杆和固定杆，连接杆的两端分别与固定杆连接，连接杆由上至下压接多个夹紧件的顶面，固定杆通过螺栓固定至基座的端面，基座沿轴向的长度与多个夹紧件沿轴向排列的长度相等，且与连接杆的长度相等。通过限位件和夹紧件对形状记忆合金件和散热翅片进行固定，无需焊接，方便拆卸和组装。
进一步，所述多个夹紧件与基座之间涂覆导热硅脂层，导热硅脂层可减小连接处的热阻，提高散热效果。
进一步，所述形状记忆合金件与基座顶面的夹角为0°-90°。
进一步，所述散热翅片和形状记忆合金件分别沿中部对折，散热翅片和形状记忆合金件的首尾两端分别固定至安装槽内，形状记忆合金件位于散热翅片内侧。将散热翅片和形状记忆合金件对折后，低温时对折的上下两部分是贴合的，随着温度升高，散热翅片内侧的形状记忆合金件开始变形，将散热翅片逐渐撑开，增加散热翅片与空气的接触面积，同时，相比散热翅片和形状记忆合金件未对折时，在散热翅片的起始高度相同的情况下，对折后的散热翅片散热面积增加了一倍，散热效果更佳。
进一步，所述多个散热翅片的高度不相同。使得散热翅片可以在不同的高度进行散热，增大散热翅片的散热空间。
进一步，所述多个散热翅片的高度沿基座的轴向逐渐降低。使得高度最高的散热翅片可以沿基座的轴向进行防尘，防止灰尘、纤维在散热翅片根部和棱边堆积。
进一步，相邻两组散热组件的距离为10-12mm。确保相邻两组散热组件在张合时互不影响。
本实用新型的具有随温度自适应张合翅片的散热器的工作原理，随着温度上升，形状记忆合金件便会从室温形状变形张开至与温度相对应的形状，带动散热翅片张开至与基座顶面成对应的角度，以满足散热需求。
本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
本实用新型的具有随温度自适应张合翅片的散热器，与传统的直翅片散热器相比，能够随温度改变张合角度，随温度自适应张合翅片的散热器能够更好的适应任意时刻元器件的工作状态，根据不同时刻散热需求来自动调整散热器姿态以满足散热需求，具有更智能地温度控制效果，在保证可靠性和成本的前提下，很好地解决了各种工作状况下的散热问题。
本实用新型的具有随温度自适应张合翅片的散热器，与传统的直翅片散热器相比，本具有随温度自适应张合翅片的散热器在元器件非工作状态时自动闭合，能够起到更好的防尘和防碰撞作用，防止气流中灰尘、纤维等杂质在散热翅片根部、棱边产生堆积，阻断散热路径，以此提高工作状态的散热性能，并延长散热器的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的具有随温度自适应张合翅片的散热器完全张开时的结构示意图。
图2为基座的结构示意图。
图3为本实用新型的具有随温度自适应张合翅片的散热器的半张开时的结构示意图。
图4为本实用新型实施例2的具有随温度自适应张合翅片的散热器完全张开时的结构示意图。
图5为本实用新型实施例3的具有随温度自适应张合翅片的散热器未张开时的结构示意图。
图6为本实用新型实施例3的具有随温度自适应张合翅片的散热器完全张开时的结构示意图。
图7为本实用新型实施例4的具有随温度自适应张合翅片的散热器未张开时的结构示意图。
图8为本实用新型实施例4的具有随温度自适应张合翅片的散热器完全张开时的结构示意图。
基座1、安装槽2、形状记忆合金件3、散热翅片4、夹紧件5、限位件6、连接杆61、固定杆62、螺栓7。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供一种具有随温度自适应张合翅片的散热器，包括基座1和散热组件。
如图1、图2和图3所示，基座的底面设有热源，基座顶面设有多个安装槽2，安装槽为方形，尺寸为1mm×25mm×3mm，两槽中心线间距为10mm，安装槽内设有锡膏，每个安装槽内设有一组散热组件，相邻两组散热组件的距离为10mm，散热组件包括形状记忆合金件3和散热翅片4，形状记忆合金件和散热翅片均为片状，散热翅片尺寸为25mm×60mm，形状记忆合金件的尺寸为25mm×40mm，形状记忆合金件与散热翅片紧贴，形状记忆合金件与散热翅片之间设有导热硅脂，形状记忆合金件的根部和散热翅片的根部共同固定至安装槽内，形状记忆合金件与基座顶面的夹角为0°-90°，通过升高温度使锡膏熔化，将形状记忆合金件的根部和散热翅片的根部焊接至安装槽。在其它实施例中，形状记忆合金件也可以为形状记忆合金丝。
散热翅片的材料为T2紫铜，厚度为0.1mm，导热率可达到398W/mK，且延展性能好；形状记忆合金件采用镍-钛合金，由于这种材料的形状记忆效应，这种形状记忆合金可同时作为温度传感器和执行器，其在低温(室温)时可由施加外力并固定而形成任意形状，并且在受热后引起相变，当高于相变温度时，形状记忆合金微观组织为奥氏体，低于相变温度时为马氏体，出现形状记忆效应，随温度逐渐变形为预先设定的高温(最大工况)形状之间随温度自由变化，变形过程中的形状与温度成线性或非线性关系。
本实用新型的具有随温度自适应张合翅片的散热器的工作原理，随着温度上升，形状记忆合金件便会从室温形状变形张开至与温度相对应的形状，带动散热翅片张开至与基座顶面成对应的角度，以满足散热需求。
实施例2
如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述具有随温度自适应张合翅片的散热器还包括多个夹紧件5和限位件6，夹紧件放置于基座的顶面，相邻两个夹紧件共同夹持形状记忆合金件的根部和散热翅片的根部，限位件呈U型，限位件包括连接杆61和固定杆62，连接杆的两端分别与固定杆连接，连接杆由上至下压接多个夹紧件的顶面，固定杆通过螺栓7固定至基座的端面，基座沿轴向的长度与多个夹紧件沿轴向排列的长度相等，且与连接杆的长度相等。通过限位件和夹紧件对形状记忆合金件和散热翅片进行固定，无需焊接，方便拆卸和组装。多个夹紧件与基座之间涂覆导热硅脂层，导热硅脂层可减小连接处的热阻，提高散热效果。
实施例3
如图5和图6所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述散热翅片和形状记忆合金件分别沿中部对折，散热翅片和形状记忆合金件的首尾两端分别固定至安装槽内，形状记忆合金件位于散热翅片内侧。将散热翅片和形状记忆合金件对折后，低温时对折的上下两部分是贴合的，随着温度升高，散热翅片内侧的形状记忆合金件开始变形，将散热翅片逐渐撑开，增加散热翅片与空气的接触面积，同时，相比散热翅片和形状记忆合金件未对折时，在散热翅片的起始高度相同的情况下，对折后的散热翅片散热面积增加了一倍，散热效果更佳。
实施例4
如图7和图8所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述多个散热翅片的高度不相同，在本实施例中，具体为，多个散热翅片的高度沿基座的轴向逐渐降低，使得高度最高的散热翅片可以沿基座的轴向进行防尘，防止灰尘和纤维在散热翅片根部和棱边堆积，同时散热翅片可以在不同的高度进行散热，增大散热翅片的散热空间。
如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (10)
1.一种具有随温度自适应张合翅片的散热器，其特征在于，包括基座和散热组件，所述基座上设有多个安装槽，每个安装槽内设有一组散热组件，散热组件包括形状记忆合金件和散热翅片，形状记忆合金件与散热翅片紧贴，形状记忆合金件的根部和散热翅片的根部共同固定至安装槽内，形状记忆合金件随温度变化产生形变，带动散热翅片移动。
2.根据权利要求1所述的具有随温度自适应张合翅片的散热器，其特征在于，所述安装槽内设有锡膏，形状记忆合金件的根部和散热翅片的根部通过焊接固定至安装槽。
3.根据权利要求1所述的具有随温度自适应张合翅片的散热器，其特征在于，所述散热翅片的材料为紫铜，厚度为0.1-0.2mm。
4.根据权利要求1所述的具有随温度自适应张合翅片的散热器，其特征在于，还包括多个夹紧件和限位件，夹紧件放置于基座的顶面，相邻两个夹紧件共同夹持形状记忆合金件的根部和散热翅片的根部，限位件呈U型，限位件包括连接杆和固定杆，连接杆的两端分别与固定杆连接，连接杆由上至下压接多个夹紧件的顶面，固定杆通过螺栓固定至基座的端面，基座沿轴向的长度与多个夹紧件沿轴向排列的长度相等，且与连接杆的长度相等。
5.根据权利要求4所述的具有随温度自适应张合翅片的散热器，其特征在于，所述多个夹紧件与基座之间涂覆导热硅脂层。
6.根据权利要求1所述的具有随温度自适应张合翅片的散热器，其特征在于，所述形状记忆合金件与基座顶面的夹角为0°-90°。
7.根据权利要求1所述的具有随温度自适应张合翅片的散热器，其特征在于，所述散热翅片和形状记忆合金件分别沿中部对折，散热翅片和形状记忆合金件的首尾两端分别固定至安装槽内，形状记忆合金件位于散热翅片内侧。
8.根据权利要求1所述的具有随温度自适应张合翅片的散热器，其特征在于，所述多个散热翅片的高度不相同。
9.根据权利要求8所述的具有随温度自适应张合翅片的散热器，其特征在于，所述多个散热翅片的高度沿基座的轴向逐渐降低。
10.根据权利要求1所述的具有随温度自适应张合翅片的散热器，其特征在于，相邻两组散热组件的距离为10-12mm。
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