CN216437821U - 用于电子器件的散热器模块和固态断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电子器件的散热器模块，所述散热器模块包括：一个或多个传热基座，每个传热基座包括用于贴靠对应的电子器件设置的传热面；散热部，包括彼此间隔开的多个散热片；一个或多个热管，在所述热管中设置有传热介质，且每个热管包括嵌入所述传热基座中的第一部分和穿过所述多个散热片的第二部分。本实用新型还涉及一种固态断路器，其包括在这种用于电子器件的散热器模块。

Description

用于电子器件的散热器模块和固态断路器

技术领域

本实用新型涉及对电子器件进行散热的散热器模块，还涉及包括这种散热器模块的固态断路器。

背景技术

固态断路器的应用是未来的一种趋势，其有非常读出的优势，涉及分断快速、互联互通、级联保护等，但是固态断路器往往使用IGBT、Mosfet等大功率元器件作为开断电流的电子元器件，这些器件往往发热量很大(>200W/相)，因此散热成为重要的问题。

针对该问题，现有技术采用使用水冷结构的系统，其涉及去离子水的使用，因此需要供应去离子水的泵和管路等，这样的系统价格昂贵，结构复杂，占地空间大，对外围设备要求高。

因此，需要改进的散热方案。

实用新型内容

为此，根据本实用新型的第一方面，提出一种用于电子器件的散热器模块，其包括：

一个或多个传热基座，每个传热基座包括用于贴靠对应的电子器件设置的传热面；

散热部，包括彼此间隔开的多个散热片；

一个或多个热管，在所述热管中设置有传热介质，且每个热管包括嵌入所述传热基座中的第一部分和穿过所述多个散热片的第二部分。

本实用新型所提出的用于电子器件的散热器模块可以包括以下进一步发展中的一项或多项。

在一个或一些实施例中，所述热管的所述第一部分包括从所述传热基座的对应的传热面露出的表面部，所述表面部贴靠对应的电子器件设置。

在一个或一些实施例中，在所述传热基座的所述传热面和所述热管的所述第一部分的所述表面部与对应的电子器件之间设置有电绝缘的导热垫。

在一个或一些实施例中，所述传热面和所述表面部是平坦的。

在一个或一些实施例中，所述散热器模块还包括成对设置的压条，每对压条设置为将对应的传热基座和对应的电子器件压在该对压条之间。

在一个或一些实施例中，每个传热基座设置在第一排电子器件与第二排电子器件之间，且所述传热基座的传热面包括贴靠所述第一排电子器件的第一传热面和贴靠所述第二排电子器件的第二传热面。

在一个或一些实施例中，所述热管包括在每个传热基座中设置有彼此交错的第一排热管和第二排热管，所述第一排热管的第一部分靠近所述第一排电子器件设置，所述第二排热管的第一部分靠近所述第二排电子器件设置。

在一个或一些实施例中，所述散热器模块还包括风扇，所述风扇设置在所述散热部的一侧，使得所述风扇能够在所述散热片之间送风。

在一个或一些实施例中，所述散热器模块包括相对于所述风扇设置在所述散热部的相对的一侧的孔板。

在一个或一些实施例中，所述散热器模块还包括设置在所述传热基座与所述散热部之间的风道挡板。

在一个或一些实施例中，所述多个散热片和/或所述散热基座的材料包括铝。

在一个或一些实施例中，所述传热介质是水。

在一个或一些实施例中，所述热管是直管。

根据本实用新型的第二方面，提出一种固态断路器，其包括如上所述的用于电子器件的散热器模块。

本实用新型所提出的固态断路器可以包括以下进一步发展中的一项或多项。

在一个或一些实施例中，所述电子器件为设置在固态断路器的电路板上的电子器件。

在一个或一些实施例中，所述电气器件包括IGBT和/或Mosfet。

在一个或一些实施例中，所述散热器模块设置在所述固态断路器的壳体中，且所述孔板是构成所述固态断路器的壳体的板。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的用于电子器件的散热器模块的局部立体示意图；

图2从不同的角度示出了根据本实用新型的一个实施例的用于电子器件的散热器模块的局部立体示意图；

图3从不同的角度示出了根据本实用新型的一个实施例的用于电子器件的散热器模块的局部立体示意图；

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的包括散热器模块的固态断路器的立体示意图。

附图标记列表

1 固态断路器

10 散热器模块

100 传热基座

110 第一传热面

120 第二传热面

200 散热部

210 散热片

300 热管

310 第一部分

311 表面部

320 第二部分

400 压条

500 风扇

600 孔板

700 风道挡板

20 电气器件

30 电子板

40 端子

60 壳体

610 侧板

a 第一排电子器件

b 第二排电子器件

c 第一排热管

d 第二排热管

具体实施方式

下面，参照附图详细描述根据本公开的实施例的用于电子器件的散热器模块和包括其的固态断路器。为使本实用公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对结合附图提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非上下文另有定义，否则单数形式包括复数形式。在整个说明书中，术语“包括”、“具有”、等在本文中用于指定所述特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合。

另外，即使包括诸如“第一”、“第二”等序数的术语可用于描述各种部件，但这些部件并不受这些术语的限制，并且这些术语仅用于区分一个元件与其他元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被称为第一部件。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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公开的限制。

图1-3示出了根据本实用新型的第一方面提出的用于电子器件20的散热器模块10的一个实施例，该散热器模块10用于散发电子器件20所散发的热量。非排他性地，且非限制性地，电气器件20可以是固态断路器1(如图4所示)的电子板30上的各种电子元器件，包括IGBT和/或Mosfet等。

如图1-3所示，用于电子器件20的散热器模块10可以包括传热基座100、散热部200和热管300。传热基座100用于贴靠对应的电子器件20设置，因此可以包括用于贴靠对应的电子器件20设置的至少一个传热面110、120，传热基座100的构造和数量可以根据其所用于的电子器件20设置，可选地，传热基座100的材料包括铝。散热部200则包括彼此间隔开的多个散热片210，这些散热片210可以彼此大致平行地设置，可选地，散热片210的材料包括铝。热管300中包括传热介质，且热管300被构造为包括嵌入相应的传热基座100中的第一部分310和穿过所述多个散热片210的第二部分320，可选地，传热介质是水，还可选地热管300的材料包括铜。还可选地，热管300是直管，即其从第一部分310到第二部分320均为直的，直管能够实现较好的散热效果。还可选地，热管300可以大致垂直地穿过散热片210，且热管300的两个端部可以分别在传热基座100处和散热部200处暴露。

更加具体地，热管是利用传热介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程(即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热)使热量快速传导。热管可以由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部被抽成负压状态，然后充入适当的传热介质。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，当热管一端受热时，毛细管中的传热介质迅速汽化，蒸气在热扩散的动力下流向另外一端，并在冷端冷凝释放出热量，传热介质再沿多孔材料靠毛细作用流回蒸发端，如此循环不止，直到热管两端温度相等(此时蒸汽热扩散停止)。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。具体地，在本实用新型中，热管300的蒸发端设置在其第一部分310处，且冷端设置在第二部分320处。

由此，使用本实用新型所提出的散热器模块10，由电子器件20所散发的热量可以经由相应的传热面110、120被传导到对应的传热基座100，然后从传热基座100传导到热管300中的传热介质，之后经由传热介质传导至散热部200，最后在散热部200经由散热片210散发出去，从而实现对电子器件20的散热。这样的散热器模块10结构简单，对外围设备无要求，尺寸紧凑，能够充分利用可用空间，且易于安装，成本效益高，同时散热效果好。

如图3所示，为了以更有效的方式将从电子器件20散发的热量传导至热管300，在一个或一些实施例中，热管300的第一部分310可以包括从传热基座100的对应的传热面110、120露出的表面部311，该表面部311可以贴靠对应的电子器件20设置。此外，可选地，在未示出的更加具体的实施方式中，由于电子器件20实际上一般并非具有平坦外部面，因此还可以在对应的电子器件20与传热基座100的传热面110、120、并且因此与热管300的第一部分310的表面部311之间设置电绝缘的导热垫(未示出)，这样的导热垫一方面对电子器件20具有保护作用，另一方面可以与电子器件20建立更大的导热表面，从而确保对其进行有效散热。在这种情况下，可选地，传热基座100的传热面110、120和热管300的第一部分310的表面部则可以设置成平坦的，这种平坦的面更易于加工，且形成了较大的热接触面，确保有效传热。即在这种情况下，热管300的第一部分310具有从传热基座100的相应传热面110、120露出的平面部，该平面部更具体地与相应传热面110、120齐平。

在一个或一些实施例中，如图2更清楚地示出的，散热器模块10还可以包括成对设置的压条400，每对压条400设置为将对应的传热基座100和对应的电子器件20压在该对压条400之间，以确保电子器件20与传热基座100之间的紧密接触，并因此确保有效传热。每对压条400可以通过螺钉螺母组件固定。

在一个或一些实施例中，如图2-3所示，每个传热基座100可以设置在第一排a电子器件20与第二排b电子器件20之间，在这种情况下，传热基座100可包括用于贴靠第一排a电子器件20的第一传热面110和用于贴靠第二排b电子器件的第二传热面120。在这种情况下，更具体地，在每个传热基座100中可以设置有第一排c热管300和第二排d热管300，其中第一排c热管300的第一部分310靠近第一排a电子器件20设置，第二排d热管300的第一部分310靠近第二排b电子器件20设置。且如上所述，第一排c热管300中的若干热管或全部热管300的第一部分310可以包括从传热基座100的第一传热面110暴露以贴靠第一排a电子器件20的表面部311，第二排d热管300中的若干热管或全部热管300的第一部分310则可以包括从传热基座100的第二传热面120暴露以贴靠第二排b电子器件20的表面部311。可选地，第一排c热管300与第二排d热管300可以交错布置，以使得传热效果更好。更加具体地，如上所述，可以在第一排a电子器件20与传热基座100的第一传热面110、并因此与第一排c热管300的表面部311之间设置有电绝缘的导热垫(未示出)，在第二排b电子器件20与传热基座100的第二传热面120、并因此与第二排d热管300的表面部311之间设置有电绝缘的导热垫(未示出)。如上所述，传热基座100的第一传热面110和第二传热面120以及第一排c热管300的和第二排d热管300的表面部311均可以是平的。

当然，传热基座的这种设置仅仅是示例性而非限制性的。实际上，传热基座的数量、位置和具体构造可以根据电子器件的布置进行适配。例如，可以在每两排电子器件之间均设置有传热基座，可以在同一排电子器件的两侧各设置有传热基座，等等。应理解，本实用新型涵盖所有这些可行性。

在一个或一些实施例中，散热器模块10还可以包括风扇500，该风扇500可以设置在散热部200的一侧，且该风扇500被定位和构造为能够在散热片210之间送风，例如沿大致平行于散热片210的方向送风，这样可以将热量从散热片210吹散出去。更加具体地，散热器模块10还包括相对于风扇500设置在散热部200的相对的一侧的孔板600。可选地，孔板600中设置有规则分布的通孔，例如均匀分布的通孔。经由该孔板600，热量可以被风扇500从散热部200吹到外部。可选地，还可以在传热基座100与散热部200之间设置风道挡板700，该风道挡板700例如平行于散热片210设置，以确保风扇500的送风和散热效率。

如图4所示，根据本实用新型的第二方面，还提出一种固态断路器1，其包括如上所述的用于电子器件20的散热器模块10。该固态断路器1可以包括壳体60，且包括设置在电路板30上的电子器件20，诸如IGBT和/或Mosfet，其例如成排布置。在这样的固态断路器1中，可以根据壳体60内的可用空间，电子器件20的原有尺寸、构造和设置方式，流经电子器件20的电流大小，确定出最优散热器模块1的具体构造，包括但不限于热管300数量和尺寸、散热部200的散热片210数量和尺寸、风扇500的规格以及他们的设置方式等。更加具体地，散热器模块10的孔板600可以是构成固态断路器1的壳体60的板。并且，散热器模块10的热管300和散热片210可以固定设置在固态断路器1的壳体60上。

在如图4所示的具体构造中，散热器模块10的风道挡板700将固态断路器1壳体60内的空间一分为二，风道挡板700的一侧设置了固态断路器1的电子板30以及其上的电子器件20和与之相连的接线端子40等，同时散热器模块10的传热基座100设置在这一侧，风道挡板700的另一侧则设置散热部200，热管300设置为穿过该风道挡板700。更加具体地，风道挡板700可以与孔板600垂直设置，散热器模块1的散热部200设置在风道挡板700与固态断路器1的壳体60的侧板610之间。

由此，散热器模块可以在不改变固态断路器的原有配置和构造的情况下集成到固态断路器，并有效利用可用空间，结构紧凑，空间节省，易于安装，对外围设备无要求，成本效益高，并且可以针对固态断路器的原有配置和构造进行定制，实现最优散热效果。

上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型所提出的用于电子器件的散热器模块和包括其的固态断路器的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本实用新型提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本实用新型的保护范围。

本公开的范围并非由上述描述的实施方式来限定，而是由所附的权利要求书及其等同范围来限定。

Claims (17)

1.一种用于电子器件的散热器模块，其特征在于，所述散热器模块包括：

一个或多个传热基座，每个传热基座包括用于贴靠对应的电子器件设置的传热面；

散热部，包括彼此间隔开的多个散热片；

一个或多个热管，在所述热管中设置有传热介质，且每个热管包括嵌入所述传热基座中的第一部分和穿过所述多个散热片的第二部分。

2.根据权利要求1所述的用于电子器件的散热器模块，其特征在于，所述热管的所述第一部分包括从所述传热基座的对应的传热面露出的表面部，所述表面部贴靠对应的电子器件设置。

3.根据权利要求2所述的用于电子器件的散热器模块，其特征在于，在所述传热基座的所述传热面和所述热管的所述第一部分的所述表面部与对应的电子器件之间设置有电绝缘的导热垫。

4.根据权利要求3所述的用于电子器件的散热器模块，其特征在于，所述传热面和所述表面部是平坦的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于电子器件的散热器模块，其特征在于，所述散热器模块还包括成对设置的压条，每对压条设置为将对应的传热基座和对应的电子器件压在该对压条之间。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于电子器件的散热器模块，其特征在于，每个传热基座设置在第一排电子器件与第二排电子器件之间，且所述传热基座的传热面包括贴靠所述第一排电子器件的第一传热面和贴靠所述第二排电子器件的第二传热面。

7.根据权利要求6所述的用于电子器件的散热器模块，其特征在于，所述热管包括在每个传热基座中设置有彼此交错的第一排热管和第二排热管，所述第一排热管的第一部分靠近所述第一排电子器件设置，所述第二排热管的第一部分靠近所述第二排电子器件设置。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的用于电子器件的散热器模块，其特征在于，所述散热器模块还包括风扇，所述风扇设置在所述散热部的一侧，使得所述风扇能够在所述散热片之间送风。

9.根据权利要求8所述的用于电子器件的散热器模块，其特征在于，所述散热器模块包括相对于所述风扇设置在所述散热部的相对的一侧的孔板。

10.根据权利要求9所述的用于电子器件的散热器模块，其特征在于，所述散热器模块还包括设置在所述传热基座与所述散热部之间的风道挡板。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的用于电子器件的散热器模块，其特征在于，所述多个散热片和/或所述传热基座的材料包括铝。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的用于电子器件的散热器模块，其特征在于，所述传热介质是水。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的用于电子器件的散热器模块，其特征在于，所述热管是直管。

14.一种固态断路器，其特征在于，其包括根据权利要求1至13中任一项所述的用于电子器件的散热器模块。

15.根据权利要求14所述的固态断路器，其特征在于，所述电子器件为设置在固态断路器的电路板上的电子器件。

16.根据权利要求15所述的固态断路器，其特征在于，所述电子器件包括IGBT和/或Mosfet。

17.一种固态断路器，其特征在于，其包括根据权利要求9至10中任一项所述的用于电子器件的散热器模块，所述散热器模块设置在所述固态断路器的壳体中，且所述孔板是构成所述固态断路器的壳体的板。

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