CN216650316U - 一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器，涉及电力电子散热领域，包括第一基板，所述第一基板背面固定连接有若干个散热翅片，第一基板正面表面设置有脉动热管，脉动热管包括水平微流道，水平微流道等距排列在第一基板正面表面，水平微流道的末端均固定连接有单向流动结构，单向流动结构远离水平微流道的一端固定连接有垂直微流道，垂直微流道等距排列在第一基板正面表面，第一基板正面表面焊接有第二基板，脉动热管为单向连通回路，脉动热管内部充注满液体，液体包括丙酮、氨和氟利昂。本实用新型通过设置脉动热管，可以进行逆重力散热工作，发热元件可以安装在散热器较高的位置，不影响散热器能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子散热领域，具体是涉及一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器。
背景技术
铲齿风冷散热器用于大功率IGBT散热，特别是用于整流器，逆变器等，广泛用于光伏，风电等新能源，电机，水泵驱动等场合，铲齿简单来说就是把一整块铝或铜根据需要，通过专用铲片机切割出标准间距与一定片厚和片高的鳍片。由于采用高精密的切削技术，一体化成形，相对其他加工工艺，同样体积原材料可以切削出更大的散热面积，传热性能更稳定，较插片散热器可提升10-30％的散热效能，从而大大提高散热效率和延长发热元器件的使用寿命。
当前风电，光伏逆变器用大功率风冷散热器，由原来的铝挤压型材散热器，发展到插片散热器，铲齿散热器，为了强化基板导热，在基板上镶嵌热管，其缺点是，热管传输热量有限，尤其是长度超过600mm后，热管逆重力工作时性能变差，发热元件如果安装在散热器较高的位置，会影响散热器能力，镶嵌热管需要较高的成本。
为解决上述问题，有必要提供一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器。
实用新型内容
为解决上述技术问题，提供一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器，本技术方案解决了上述背景技术中提出的散热性能较差、逆重力工作时性能较差和镶嵌热管需要较高的成本的问题。
为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器，包括第一基板，所述第一基板背面固定连接有若干个散热翅片，第一基板正面表面设置有脉动热管，脉动热管包括水平微流道，水平微流道等距排列在第一基板正面表面，水平微流道的末端均固定连接有单向流动结构，单向流动结构远离水平微流道的一端固定连接有垂直微流道，垂直微流道等距排列在第一基板正面表面，第一基板正面表面焊接有第二基板。
优选的，所述脉动热管为单向连通回路，脉动热管内部充注满液体。
优选的，所述散热翅片等距排列在第一基板的背面。
优选的，所述第一基板和第二基板均为铜铝复合板。
优选的，所述垂直微流道、水平微流道和单向流动结构有多个，脉动热管按照垂直微流道与单向流动结构串联，单向流动结构与水平微流道串联的顺序依次串联而成。
优选的，所述垂直微流道和水平微流道的结构均为第一基板内部开设的凹槽。
优选的，所述第一基板与第二基板为一体化成型结构。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器，具备以下有益效果：
通过在铲齿散热器的第一基板中设置脉动热管，脉动热管具有复合流体动力学的单向流动结构，直接灌注液体，形成闭式单向脉动热管，解决了如下问题：
1、降低成本，脉动热管为第一基板内的凹槽结构，无需额外嵌入铜热管，因此，不需要重新购置材料，比嵌入铜热管成本低10％左右；
2、与传统镶嵌热管相比，性能有所提升，散热其热阻降低5％-20％；
3、当热源工作时，内部流体蒸发沸腾，液体和气体混合的柱塞流形态，将热量从发热区传送到冷却区，起到整个第一基板均温的作用，均温过程由发热热源驱动，不需要耗费电能，由此，脉动热管可以逆重力工作，发热元件可以安装在散热器较高的位置，不影响散热器能力，使得散热装置使用起来更加灵活便捷。
附图说明
图1为本实用新型的正面立体结构示意图；
图2为本实用新型的第一基板正面结构示意图；
图3为采用传统热管的基板温度分布示意图；
图4为采用本实用新型的基板温度分布示意图。
图中标号为：
1、散热翅片；2、第一基板；3、垂直微流道；4、水平微流道；5、单向流动结构；6、脉动热管；7、第二基板。
具体实施方式
以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
参照图1-4所示，本实用新型提供一种技术方案：一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器，包括第一基板2，所述第一基板2背面固定连接有若干个散热翅片1，第一基板2正面表面设置有脉动热管6，脉动热管6包括水平微流道4，水平微流道4等距排列在第一基板2正面表面，水平微流道4的末端均固定连接有单向流动结构5，单向流动结构5远离水平微流道4的一端固定连接有垂直微流道3，垂直微流道3等距排列在第一基板2正面表面，第一基板2正面表面焊接有第二基板7；
参考图2，在IGBT与散热器接触面下布置的脉动热管6，脉动热管6具有单向流动结构5，使液体蒸发相变后沿着特定方向流动，因为有多个热源，因此这种结构也是在基板内多处分布，形成的串联流道有多处驱动动力，这些单向结构是使流体向相同方向流动的，起到“热驱动泵”的作用，因此可以将热量从空间较高的位置，传输到空间较低的位置。
参考图2，具体的，脉动热管6为单向连通回路，脉动热管6内部充注满液体，液体包括丙酮、氨和氟利昂类工作介质，在制作脉动热管6时，铝板表面采用CNC加工，采用真空钎焊或搅拌摩擦焊等方法形成水平微流道4和垂直微流道3，将水平微流道4和垂直微流道3用单向流动结构5串联，将水平微流道4 和垂直微流道3抽真空注液形成脉动热管6。
参考图3和图4，在实际使用过程中，使用传统热管，基板上下温差大约37 度，散热表面最高温度约97度，而使用脉动热管6，基板上下温差大约11度，散热表面最高温度约77度，散热器最高温度下降约20度。
散热翅片1等距排列在第一基板2的背面，在背面散热翅片1形成风冷散热器。
第一基板2和第二基板7均为铜铝复合板。
垂直微流道3、水平微流道4和单向流动结构5有多个，脉动热管6按照垂直微流道3与单向流动结构5串联，单向流动结构5与水平微流道4串联的顺序依次串联而成。
垂直微流道3和水平微流道4的结构均为第一基板2内部开设的凹槽。
第一基板2与第二基板7为一体化成型结构。
本实用新型的工作原理及使用流程：通过在铲齿散热器的第一基板2中设置脉动热管6，脉动热管6具有复合流体动力学的单向流动结构5，直接灌注液体，形成闭式单向脉动热管6，解决了如下问题：降低成本，脉动热管6为第一基板 2内的凹槽结构，无需额外嵌入铜热管，因此，不需要重新购置材料，比嵌入铜热管成本低10％左右；与传统镶嵌热管相比，性能有所提升，散热其热阻降低 5％-20％；当热源工作时，内部流体蒸发沸腾，液体和气体混合的柱塞流形态，将热量从发热区传送到冷却区，起到整个第一基板2均温的作用，由此，脉动热管6可以逆重力工作，发热元件可以安装在散热器较高的位置，不影响散热器能力，使得散热装置使用起来更加灵活便捷。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (7)
1.一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器，其特征在于，包括第一基板(2)，所述第一基板(2)背面固定连接有若干个散热翅片(1)，第一基板(2)正面表面设置有脉动热管(6)，脉动热管(6)包括水平微流道(4)，水平微流道(4)等距排列在第一基板(2)正面表面，水平微流道(4)的末端均固定连接有单向流动结构(5)，单向流动结构(5)远离水平微流道(4)的一端固定连接有垂直微流道(3)，垂直微流道(3)等距排列在第一基板(2)正面表面，第一基板(2)正面表面焊接有第二基板(7)。
2.根据权利要求1所述的一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器，其特征在于：所述脉动热管(6)为单向连通回路，脉动热管(6)内部充注满液体。
3.根据权利要求1所述的一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器，其特征在于：所述散热翅片(1)等距排列在第一基板(2)的背面。
4.根据权利要求1所述的一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器，其特征在于：所述第一基板(2)和第二基板(7)均为铜铝复合板。
5.根据权利要求1所述的一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器，其特征在于：所述垂直微流道(3)、水平微流道(4)和单向流动结构(5)有多个，脉动热管(6)按照垂直微流道(3)与单向流动结构(5)串联，单向流动结构(5)与水平微流道(4)串联的顺序依次串联而成。
6.根据权利要求1所述的一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器，其特征在于：所述垂直微流道(3)和水平微流道(4)的结构均为第一基板(2)内部开设的凹槽。
7.根据权利要求1所述的一种基板内置环形脉动热管的铲齿风冷散热器，其特征在于：所述第一基板(2)与第二基板(7)为一体化成型结构。
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| CN216650316U true CN216650316U (zh) | 2022-05-31 |
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2021
- 2021-09-26 CN CN202122333327.9U patent/CN216650316U/zh active Active
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