CN215500186U - 一种水冷散热结构及大功率伺服驱动器散热组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子设备冷却部件技术领域，尤其涉及一种水冷散热结构及大功率伺服驱动器散热组件，其包括水冷板和翅片散热器，水冷板包括导热基板和底板，导热基板和底板围合形成可容纳翅片散热器的空间，导热基板和底板焊接成一体，导热基板上还设置有进水口和出水口，底板内部形成水流道，翅片散热器的上表面与导热基板贴合，下表面置于底板的水流道内，翅片散热器与进水口及出水口连通，水流经方向依次是进水口、翅片散热器至出水口流出，导热基板的上表面上设置有IGBT模块，IGBT模块下方设置有翅片散热器用于散热。本实用新型提供的水冷散热结构，可以有效的对电子设备进行散热，并可以根据散热需求，调整翅片的密度，适用性强，散热效果好。

Description

一种水冷散热结构及大功率伺服驱动器散热组件

技术领域

本实用新型涉及电子设备冷却部件技术领域，尤其涉及一种水冷散热结构及大功率伺服驱动器散热组件。

背景技术

随着现代电子设备对可靠性要求、性能指标、功率密度等要求进一步的提高，电子设备的散热设计也越来越重要，功率器件是多数电子设备中的关键器件，其工作状态的好坏直接影响了整机的可靠性、安全性及使用寿命。目前电子设备通常采用水冷板进行散热，为了解决大功率设备的散热需求，常采用针翅式水冷板或者增大水冷板流道的热交换面积，但是鉴于目前加工工艺的限制，针翅式水冷板中的针翅数量不能无限制的增加，此时会造成水冷板内部无法产生足够的漩涡，进而导致水冷板的散热能力无法满足实际的需求。

伺服驱动器是一种用于控制伺服电机的控制器。主要通过速度、力矩、位置三种方式对伺服电机进行控制，实现传动系统的精确定位；随着伺服驱动器的功率密度越来越大，在使用大功率IGBT模块的基础上还要求伺服驱动器的整体结构紧凑、小巧，但是此时IGBT模块的布置就会特别密集，由此造成伺服驱动器中IGBT模块下部的水冷板存在一个高温区域，局部高温会导致大功率IGBT模块的结温超过其允许工作的结温。为了解决这个问题，以往只能采用针翅式水冷板或者增大水冷板流道的热交换面积。而增大水冷板流道的热交换面积会影响伺服驱动器的整体结构紧凑、小巧的要求，使得IGBT模块下的水冷板的散热能力无法满足实际的使用需求。

实用新型内容

为了解决上述问题，一方面本实用新型提供了一种水冷散热结构，包括水冷板和翅片散热器，所述水冷板包括导热基板和底板，所述导热基板和所述底板围合形成可容纳所述翅片散热器的空间，所述导热基板上还设置有进水口和出水口，所述底板内部形成水流道，所述翅片散热器的上表面与所述导热基板贴合，下表面置于所述底板的水流道内，所述翅片散热器与所述进水口及出水口连通。

较佳地，所述导热基板由铝质材料制成。

较佳地，所述底板由铝质材料制成。

较佳地，所述翅片散热器上设置有多个通孔。

较佳地，所述翅片散热器包括多个并排设置的翅片，每个所述翅片上设置有若干个交错设置的凸起。

较佳地，所述翅片散热器与所述导热基板及所述底板之间通过真空钎焊进行连接。

较佳地，所述导热基板和所述底板之间通过焊接固定。

另一方面，本实用新型提供了一种大功率伺服驱动器散热组件，包括IGBT模块和如上述任一项所述的水冷散热结构，所述IGBT模块设置在所述导热基板上。

较佳地，所述IGBT模块下方设置有所述翅片散热器。

本实用新型提供的水冷散热结构的工作原理是，导热基板和底板之间设置翅片散热器，翅片散热器与导热基板贴合，热量传导至翅片散热器上，翅片散热器与进水口和出水口连通，进行冷却的水由进水口进入，然后在翅片散热器中流通，与翅片散热器进行热量交换，然后由出水口流出，可以对翅片散热器进行降温，翅片散热器包含多个通孔，水流在通孔处可形成旋涡，加速热量交换，且翅片散热器由多个翅片并列设置，翅片之间形成水流通道，翅片散热器的散热面积大，可以提高散热效率。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)本实用新型提供的水冷散热结构，在导热基板和底板之间设置有翅片散热器，冷却水由进水口经过翅片散热器，再由出水口流出，散热结构中的水流道外形和大小无需经过精细化设计，只需要根据翅片散热器的外形轮廓确定即可，可以大大的节省设计周期；

2)本实用新型提供的水冷散热结构，翅片散热器采用模具挤压成型，然后根据需要的尺寸进行真空钎焊的方式与导热基板和底板进行连接，另外，只有导热基板安装IGBT模块的端面、底板、水流道、进水口和出水口需要进行精加工，其余部分只要半精加工即可，可以有效的缩短生产周期，适合批量生产；

3)本实用新型提供的大功率伺服驱动器散热组件，翅片散热器可以根据不同功率段的伺服驱动器对翅片密度进行相应功率段的散热需求，满足大功率伺服驱动器的散热需求，且翅片散热器的材质也可以根据相应功率段伺服驱动器的散热需求进行匹配。

附图说明

图1为本实用新型水冷散热结构的内部结构示意图；

图2为本实用新型水冷散热结构的结构示意图；

图3为本实用新型水冷散热结构的翅片散热器的结构示意图；

图4为本实用新型水冷散热结构的翅片散热器的局部放大示意图；

图5为本实用新型大功率伺服驱动器散热组件的俯视图；

图6为本实用新型大功率伺服驱动器散热组件的结构示意图(IGBT模块数量可做调整)；

图7为本实用新型大功率伺服驱动器散热组件的剖视图。

1-水冷板；101-导热基板；102-底板；103-进水口；104-出水口；105-水流道；2-翅片散热器；201-翅片；2011-凸起；202-通孔；3-IGBT模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。附图中，为清晰可见，可能放大了某部分的尺寸及相对尺寸。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”应做广义解释，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如说明书附图1-4所示，本实用新型提供了一种水冷散热结构，包括水冷板1和翅片散热器2，所述水冷板1包括导热基板101和底板102，导热基板101和底板102可以采用导热性好的金属材料制成，为了更好的进行热量传导以便散热，导热基板101和底板102采用铝质材料制成，所述导热基板101和所述底板102围合形成可容纳所述翅片散热器2的空间，导热基板101和底板102之间形成封闭空间，优选的，导热基板101和底板102相对的一侧设置有可容纳翅片散热器2的凹槽，翅片散热器2的翅片201之间可以供液体流通，用于热交换，进行散热，所述导热基板101上还设置有进水口103和出水口104，所述底板102内部形成水流道105，所述翅片散热器2的上表面与所述导热基板101贴合，下表面置于所述底板102的水流道105内，所述翅片散热器2与所述进水口103及出水口104连通。

进一步地，所述翅片散热器2与所述导热基板101及所述底板102之间通过真空钎焊连成一整体；所述导热基板101和所述底板102之间通过焊接固定，优先采用氩弧焊接为一体。

使用时，将电子设备安装在导热基板101的上端面上，导热基板101的上端面保持平整以便于电子设备的安装，保证电子设备与导热基板101紧贴，电子设备运行过程中产生的热量经过导热基板101热传导至翅片散热器2上，冷却水由进水口103进入，然后进入水流道105，翅片散热器2在水流道105内，且翅片201之间形成水流通道，冷却水与翅片201充分接触，进行热传导，水由出水口104流出，可以对电子设备进行有效散热。

进一步地，所述翅片散热器2上设置有多个通孔202，通孔202的大小和尺寸根据实际使用中的散热需求而定；所述翅片散热器2包括多个并排设置的翅片201，翅片201的高度以及翅片201的密度可以根据不同功率段的电子设备的散热需求进行设置，每个所述翅片201上设置有若干个交错设置的凸起2011，可以增大散热面积，并且可以增加翅片201与冷却水的接触时间，提高散热效率。

水冷散热结构的工作原理是，导热基板101和底板102之间设置翅片散热器2，翅片散热器2与导热基板101贴合，热量传导至翅片散热器2上，翅片散热器2与进水口103和出水口104连通，进行冷却的液体由进水口103进入，然后在翅片散热器2中流通，与翅片散热器2进行热量交换，然后由出水口104流出，可以对翅片散热器2进行降温，翅片散热器2包含多个通孔202，水流在通孔202处可形成旋涡，加速热量交换，且翅片散热器2由多个翅片201并列设置，翅片201之间形成水流通道，翅片散热器2的散热面积大，可以提高散热效率。

如说明书附图5-7所示，本实用新型还提供了一种大功率伺服驱动器散热组件，包括IGBT模块3和如上述任一项所述的水冷散热结构，所述IGBT模块3设置在所述导热基板101上，IGBT模块3可以有多个，可拆卸的安装在导热基板101上，且IGBT模块3的下表面与导热基板101的上表面贴合，便于热量传导；每个所述IGBT模块3下方设置有所述翅片散热器2，翅片散热器2设置在IGBT模块3的下方，外部低温冷却液通过进水口103流入翅片散热器2内，在翅片散热器2内产生旋涡，进而带走位于导热基板101上表面的ICBT模块3产生的热量，最后产生的高温水通过出水口104流出，可有效的对电子设备进行降温，避免出现局部高温的现象。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

本技术领域的技术人员应理解，本实用新型可以以许多其他具体形式实现而不脱离本实用新型的精神和范围。尽管已描述了本实用新型的实施例，应理解本实用新型不应限制为此实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本实用新型精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (9)

1.一种水冷散热结构，其特征在于，包括水冷板和翅片散热器，所述水冷板包括导热基板和底板，所述导热基板和所述底板围合形成可容纳所述翅片散热器的空间，所述导热基板上还设置有进水口和出水口，所述底板内部形成水流道，所述翅片散热器的上表面与所述导热基板贴合，下表面置于所述底板的水流道内，所述翅片散热器与所述进水口及出水口连通。

2.根据权利要求1所述的水冷散热结构，其特征在于，所述导热基板由铝质材料制成。

3.根据权利要求1所述的水冷散热结构，其特征在于，所述底板由铝质材料制成。

4.根据权利要求1所述的水冷散热结构，其特征在于，所述翅片散热器上设置有多个通孔。

5.根据权利要求1所述的水冷散热结构，其特征在于，所述翅片散热器包括多个并排设置的翅片，每个所述翅片上设置有若干个交错设置的凸起。

6.根据权利要求1所述的水冷散热结构，其特征在于，所述翅片散热器与所述导热基板及所述底板之间通过真空钎焊进行连接。

7.根据权利要求1所述的水冷散热结构，其特征在于，所述导热基板和所述底板之间通过焊接固定。

8.一种大功率伺服驱动器散热组件，其特征在于，包括IGBT模块和如权利要求1-7任一项所述的水冷散热结构，所述IGBT模块设置在所述导热基板上。

9.根据权利要求8所述的大功率伺服驱动器散热组件，其特征在于，所述IGBT模块下方设置有所述翅片散热器。

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