CN213368468U - 主动散热器和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种主动散热器和车辆，用于通讯模块的散热，该主动散热器包括第一散热件(1)、第二散热件(2)和半导体制冷器(3)，所述第一散热件(1)具有用于罩设于所述通讯模块(5)的容纳槽(11)，所述半导体制冷器(3)设置于所述第一散热件(1)和所述第二散热件(2)之间，所述半导体制冷器(3)包括冷端和热端，所述冷端与所述容纳槽(11)的外壁热传导连接，以传导所述通讯模块(5)的热量，所述热端与所述第二散热件(2)热传导连接以通过所述第二散热件(2)将热量散发到周围环境中。通过上述技术方案，能够对通讯模块进行有效的散热，从而保证通讯模块的正常运行。

Description

主动散热器和车辆

技术领域

本公开涉及散热技术领域，具体地，涉及一种主动散热器和车辆。

背景技术

随着科技的快速发展，第五代移动通信系统技术(5G技术)凭借高带宽、低延时等技术优势，开始广泛应用于生活的各个领域，但随之而来的发热问题也成为限制通讯模块稳定工作的重要因素。现有技术中为了增强通讯模块的散热效果，通常会在其上方和下方设置多层散热片进行物理散热，在通讯模块温度较高的情况下，由于通讯模块和外部的温度差降低，散热片的散热效率也随之降低，从而产生散热不足的问题。同时，为了降低自身发热问题通讯模块也会进行降级工作，例如关闭天线或者限制运行速度等，以保证其能够处于安全的工作条件中，从而造成通讯模块性能降低的问题。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种主动散热器和车辆，该主动散热器能够对通讯模块进行稳定的散热，能够保证通讯模块的正常运行。

为了实现上述目的，本公开一方面提供一种主动散热器，用于通讯模块的散热，包括第一散热件、第二散热件和半导体制冷器，所述第一散热件具有用于罩设于所述通讯模块的容纳槽，所述半导体制冷器设置于所述第一散热件和所述第二散热件之间，所述半导体制冷器包括冷端和热端，所述冷端与所述容纳槽的外壁热传导连接，所述热端与所述第二散热件热传导连接。

可选地，所述第一散热件包括依次连接的构造为U型结构的第一散热段、第二散热段和第三散热段，所述第二散热段上形成有所述容纳槽，所述第一散热段和所述第三散热段朝背离所述容纳槽一侧延伸。

可选地，所述半导体制冷器和所述第二散热件均设置在所述U形结构的开口内，并且所述第二散热件与所述第二散热段间隔设置，所述半导体制冷器夹设于所述第二散热段和所述第二散热件之间，所述半导体制冷器的冷端与所述第二散热段热传导连接。

可选地，还包括设置于U形结构的开口内的导热保护组件，所述导热保护组件设置于所述第一散热件和所述第二散热件之间，所述导热保护组件内部中空以形成用于容纳所述半导体制冷器的保护腔体，所述冷端通过所述导热保护组件与所述容纳槽的外壁热传导连接，所述热端通过所述导热保护组件与所述第二散热件热传导连接。

可选地，所述导热保护组件包括保护模具和导热层，所述保护模具设置有容纳腔，所述容纳腔围绕所述半导体制冷器设置，所述容纳腔的两端设置有开口，所述导热层包括第一导热层和第二导热层，所述第一导热层封闭于所述容纳腔的其中一个开口，所述第一导热层夹设于所述第二散热件和所述半导体制冷器之间，所述第二导热层封闭于所述容纳腔的另一个开口，所述第二导热层夹设于所述第二散热段和所述半导体制冷器之间。

可选地，所述容纳腔的内壁贴合于所述半导体制冷器的侧面，所述第一导热层和所述第二导热层分别贴合于所述半导体制冷器的上下表面。

可选地，在厚度方向上，所述容纳腔的尺寸大于所述半导体制冷器的尺寸。

可选地，所述容纳槽的内壁设置有用于与所述通讯模块接触的第三导热层。

可选地，所述主动散热器还包括电连接的温度传感器和控制器，所述温度传感器用于测量所述通讯模块的温度，所述控制器根据获取的所述温度传感器的测量结果来控制所述半导体制冷器的主动散热速度。

通过上述技术方案，第一散热件罩设在通讯模块的外部，容纳槽中的通讯模块的多个侧面均能够通过第一散热件进行散热，将其运行中产生的热量传递给半导体制冷器，通过控制加载在半导体制冷器两端的直流电压，能够保证半导体制冷器的冷端和热端之间一直存在温度差，从而不断得将通讯模块的热量向半导体制冷器的热端传递，再通过与热端连接的第二散热件发散出去，主动散热器的散热效率稳定，能够满足通讯模块的高效率散热需求，保证其能够正常运行。

本公开第二方面提供一种车辆，包括上述的主动散热器。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种示例性实施方式提供的主动散热器的截面示意图；

图2是本公开一种示例性实施方式提供的设置有通讯模块的主动散热器的截面示意图；

图3是本公开一种示例性实施方式提供的第一散热器的截面示意图；

图4是本公开一种示例性实施方式提供的导热保护组件的截面示意图；

图5是本公开一种示例性实施方式提供的主动散热器的控制原理图。

附图标记说明

1-第一散热件；11-容纳槽；111-第三导热层；12-第一散热段；13-第二散热段；14-第三散热段；2-第二散热件；3-半导体制冷器；4-导热保护组件；41-保护模具；411-容纳腔；42-第一导热层；43-第二导热层；5-通讯模块；601-温度传感器；602-控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指主动散热器背离通讯模块的方向为上、主动散热器接近通讯模块的方向为下，可参考如图1所示的图面方向。“厚度方向”是指如图1所示的沿上下方向的厚度。“内、外”是相关零部件轮廓的内、外。

如图1至图5所示，本公开一方面提供了一种主动散热器，用于通讯模块的散热，包括第一散热件1、第二散热件2和半导体制冷器3，第一散热件1具有用于罩设于通讯模块5的容纳槽11，半导体制冷器3设置于第一散热件1和第二散热件2之间，半导体制冷器3包括冷端和热端，冷端与容纳槽11的外壁热传导连接，以传导通讯模块5的热量，热端与第二散热件2热传导连接以通过第二散热件2将热量散发到周围环境中。

上述半导体制冷器是指利用半导体的热-电效应进行制冷的器件，其工作过程为：在半导体制冷器的两端加载适当的直流电压，在半导体的热-电效应下热量会从半导体制冷器的一端流到另一端，半导体制冷器上温度降低的一端通常称为冷端，而温度上升的另一端通常称为热端，将半导体制冷器的冷端与需要进行制冷的结构热传导连接，就能够将热量从冷端传递到热端，然后通过半导体制冷器的热端将热量发散出去，达到散热制冷效果。通过调节加载在半导体制冷器两端的直流电压，可以控制冷端和热端的温度差，从而控制半导体制冷器的散热效率。

在使用上述主动散热器对通讯模块5进行散热时，该主动散热器能够罩设在通讯模块5的外部，将通讯模块5容纳在设置于第一散热件1上的容纳槽11内，通讯模块5产生的热量通过容纳槽11的内壁传递到外壁，再通过与容纳槽11外壁热传导连接的冷端，将热量传递到半导体制冷器3中，通过半导体制冷器3的热-电效应，热量能够从半导体制冷器3的冷端传递到热端，并通过与热端相连接的第二散热件2散发出去，从而实现散热功能。

这里，上述第一散热件1和第二散热件2均由热传导材料形成，在一种示例性实施方式中，第一散热件1和第二散热件2可以由铝合金材料形成。为了加快散热速度，第一散热件1和第二散热件2上与外界环境进行热交换的部分可以形成有锯齿状的散热结构，从而增加热交换面积，提高散热效果。本公开对于第一散热件1和第二散热件2的具形成材料和具体结构不做限制。

通过上述技术方案，第一散热件1罩设在通讯模块5的外部，容纳槽11中的通讯模块5的多个侧面均能够通过第一散热件1进行散热，将其运行中产生的热量传递给半导体制冷器3，通过控制加载在半导体制冷器3两端的直流电压，能够保证半导体制冷器3的冷端和热端之间一直存在温度差，从而不断地将通讯模块5的热量向半导体制冷器3的热端传递，再通过与热端连接的第二散热件2发散出去，主动散热器的散热效率稳定，能够满足通讯模块5的高效率散热需求，保证其能够正常运行。

可选地，作为一种实施方式，上述的通讯模块5可以是5G模块(该5G模块可以是车辆上的5G模块)，也可以为其它具有发热问题的通讯模块，本公开对于上述主动散热器的使用场景不做限制。

第一散热件1可以形成为多种结构，为了便于容纳槽11的布置，将如图3所示，在一种示例性实施方式中，第一散热件1可以包括依次连接的构造为U型结构的第一散热段12、第二散热段13和第三散热段14，第二散热段13上形成有容纳槽11，第一散热段12和第三散热段14朝背离容纳槽11一侧延伸。在将第一散热件1罩设在通讯模块5的外部时，由于第一散热段12和第三散热段14朝背离容纳槽11一侧延伸，从而可以避免第一散热件1与通讯模块5所在的印制电路板或者其他结构产生位置干涉，便于主动散热器的安装。

第一散热件1上形成有罩设通讯模块5的容纳槽11，通讯模块5产生的热量通过容纳槽11的内壁传递到外壁，再通过与容纳槽11外壁热传导连接的冷端，将热量传递到半导体制冷器3中，作为一种示例性实施方式，如图1所示，半导体制冷器3和第二散热件2可以均设置在U形结构的开口内，并且第二散热件2与第二散热段13间隔设置，半导体制冷器3夹设于第二散热段13和第二散热件2之间，半导体制冷器3的冷端与第二散热段13热传导连接。也就是说，半导体制冷器3的冷端通过第二散热段13与通讯模块5热传导连接，通讯模块5可以通过第二散热段13快速得传递给半导体制冷器3，从而完成散热。

在使用半导体制冷器3进行散热时，需要在半导体制冷器3上施加直流电压，为了保证半导体制冷器3在工作时的稳定性，可选地，主动散热器还可以包括设置于U形结构的开口内的导热保护组件4，导热保护组件4设置于第一散热件1和第二散热件2之间，导热保护组件4内部中空以形成用于容纳半导体制冷器3的保护腔体，冷端通过导热保护组件4与容纳槽11的外壁热传导连接，热端通过导热保护组件4与第二散热件2热传导连接。将半导体制冷器3容纳在导热保护组件4的保护腔体中，在不影响其散热效率的情况下，使得半导体制冷器3在相对外界独立的环境中进行工作，能够防止外界的硬力损伤，保证半导体制冷器的工作稳定性。

上述导热保护组件4对于半导体制冷器3起到保护作用，不同材质和结构的导热保护组件4能够对半导体制冷器3起到不同的保护作用，在一种示例性实施方式中，该导热保护组件4可以由绝缘导热材料构成，如导热硅胶，通过绝缘导热材料将半导体制冷器3容纳在保护腔体中，可以避免半导体制冷器3在工作过程中发生短路，提高其工作稳定性。

在另一种示例性实施方式中，将如图4所示，导热保护组件4可以包括保护模具41和导热层，保护模具41设置有容纳腔411，容纳腔411围绕半导体制冷器3设置，容纳腔411的两端设置有开口，导热层包括第一导热层42和第二导热层43，第一导热层42封闭于容纳腔411的其中一个开口，第一导热层42夹设于第二散热件2和半导体制冷器3之间，第二导热层43封闭于容纳腔411的另一个开口，第二导热层43夹设于第二散热段13和半导体制冷器3之间。通过第一导热层42和第二导热层43将容纳腔411封闭，能够将半导体制冷器3封闭在容纳腔411内，通讯模块5产生的热量能够从第一导热层42传递给冷端，再从热端传递给第二导热层43，从而保证半导体制冷器3的制热效率。

上述第一导热层42和第二导热层43可以由绝缘导热材料形成，例如导热硅胶等，第一导热层42和第二导热层43的导热性能稳定，可以保证半导体制冷器3的工作稳定性，为了提高半导体制冷器3的制冷速度，可选地，容纳腔411的内壁可以贴合于半导体制冷器3的侧面，第一导热层42和第二导热层43分别贴合于半导体制冷器3的上下表面。通过第一导热层42和第二导热层43分别贴合于半导体制冷器3的上下表面，可以减少容纳腔411中的空气，使得半导体制冷器3能够直接通过第一导热层42和第二导热层43进行热传导，提高导热速度。

上述保护模具41围绕半导体制冷器3设置，为了避免半导体制冷器3受到外界的物理损坏，保护模具41可以由高强度绝缘材料形成，作为一种示例性实施方式，上述保护模具41可以由工程塑料形成，由于工程塑料耐高温耐腐蚀和绝缘的特性，能够避免半导体制冷器3受到外界的硬力破坏，同时避免其在工作中发生短路等故障。

为了使得保护模具41能够在厚度方向上保护半导体制冷器3，避免半导体制冷器3受到外界的硬力破坏，可选地，如图4所示，在厚度方向上，容纳腔411的尺寸可以大于半导体制冷器3的尺寸。也就是说，半导体制冷器3放置在容纳腔411内部后，其冷端和热端与容纳腔411在厚度方向上的端面均存在一定距离，保护模具41在厚度方向上的端面受到硬力破坏时，半导体制冷器3不会受到损伤，从而保证半导体制冷器3能够稳定工作。

为了提高通讯模块5与第一散热件1的传热速度，作为一种示例性实施方式，容纳槽11的内壁可以设置有用于与通讯模块5接触的第三导热层111。通过通讯模块5和第三导热层111直接进行热传导，可以减少通讯模块5与容纳槽11中的空气之间进行的热交换，提高导热速度。

通过控制施加在半导体制冷器3上的直流电压，可以调整半导体制冷器3的冷端和热端间的温度差，从而控制半导体制冷器3的散热效率。可选地，将如图5所示，主动散热器还可以包括电连接的温度传感器601和控制器602，温度传感器601用于测量通讯模块5的温度，控制器602根据获取的温度传感器601的测量结果来控制半导体制冷器3的主动散热速度。

本公开第二方面提供一种车辆，包括上述的主动散热器。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种主动散热器，用于通讯模块的散热，其特征在于，包括第一散热件(1)、第二散热件(2)和半导体制冷器(3)，所述第一散热件(1)具有用于罩设于所述通讯模块(5)的容纳槽(11)，所述半导体制冷器(3)设置于所述第一散热件(1)和所述第二散热件(2)之间，所述半导体制冷器(3)包括冷端和热端，所述冷端与所述容纳槽(11)的外壁热传导连接，所述热端与所述第二散热件(2)热传导连接。

2.根据权利要求1所述的主动散热器，其特征在于，所述第一散热件(1)包括依次连接的构造为U型结构的第一散热段(12)、第二散热段(13)和第三散热段(14)，所述第二散热段(13)上形成有所述容纳槽(11)，所述第一散热段(12)和所述第三散热段(14)朝背离所述容纳槽(11)一侧延伸。

3.根据权利要求2所述的主动散热器，其特征在于，所述半导体制冷器(3)和所述第二散热件(2)均设置在所述U型结构的开口内，所述半导体制冷器(3)夹设于所述第二散热段(13)和所述第二散热件(2)之间，所述半导体制冷器(3)的冷端与所述第二散热段(13)热传导连接。

4.根据权利要求2所述的主动散热器，其特征在于，还包括设置于所述U型结构的开口内的导热保护组件(4)，所述导热保护组件(4)设置于所述第一散热件(1)和所述第二散热件(2)之间，所述导热保护组件(4)内部中空以形成用于容纳所述半导体制冷器(3)的保护腔体，所述冷端通过所述导热保护组件(4)与所述容纳槽(11)的外壁热传导连接，所述热端通过所述导热保护组件(4)与所述第二散热件(2)热传导连接。

5.根据权利要求4所述的主动散热器，其特征在于，所述导热保护组件(4)包括保护模具(41)和导热层，所述保护模具(41)设置有容纳腔(411)，所述容纳腔(411)围绕所述半导体制冷器(3)设置，所述容纳腔(411)的两端设置有开口；所述导热层包括第一导热层(42)和第二导热层(43)，所述第一导热层(42)封闭于所述容纳腔(411)的其中一个开口，所述第一导热层(42)夹设于所述第二散热件(2)和所述半导体制冷器(3)之间，所述第二导热层(43)封闭于所述容纳腔(411)的另一个开口，所述第二导热层(43)夹设于所述第二散热段(13)和所述半导体制冷器(3)之间。

6.根据权利要求5所述的主动散热器，其特征在于，所述容纳腔(411)的内壁贴合于所述半导体制冷器(3)的侧面，所述第一导热层(42)和所述第二导热层(43)分别贴合于所述半导体制冷器(3)的上下表面。

7.根据权利要求5所述的主动散热器，其特征在于，在厚度方向上，所述容纳腔(411)的尺寸大于所述半导体制冷器(3)的尺寸。

8.根据权利要求1所述的主动散热器，其特征在于，所述容纳槽(11)的内壁设置有用于与所述通讯模块(5)接触的第三导热层(111)。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的主动散热器，其特征在于，所述主动散热器还包括电连接的温度传感器(601)和控制器(602)，所述温度传感器用于测量所述通讯模块(5)的温度，所述控制器(602)根据获取的所述温度传感器(601)的测量结果来控制所述半导体制冷器(3)的主动散热速度。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一所述的主动散热器。

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