CN216980543U - 一种单管功率器件的双面冷却散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单管功率器件的双面冷却散热结构，包括：第一散热器，设有第一散热面；第二散热器，设有第二上散热面；所述第一散热面和所述第二上散热面之间形成有第一散热区域，所述第一散热区域内设有若干单管功率器件组；所述单管功率器件组包括第一单管功率器件和第二单管功率器件，其中：所述第一散热面与所述第一单管功率器件的第一面贴合；所述第二上散热面与所述第二单管功率器件的第一面贴合；所述第一单管功率器件的第二面与所述第二单管功率器件的第二面贴合。与现有技术相比，本实用新型解决了市面上MOSFET单管功率器件受安装方式的影响，体积功率无法缩小，不能有效提升产品输出功率的技术问题。

Description

一种单管功率器件的双面冷却散热结构

技术领域

本实用新型涉及单管功率器件技术领域，特别是一种单管功率器件的双面冷却散热结构。

背景技术

目前市面上MOSFET单管(以TO-247封装为例)功率器件的散热结构普遍采用单面的散热结构进行散热；而单面散热受固定方式的影响其输出功率的能力受到一定的限制，同样体积也受到一定的限制，功率密度的提升受到影响，从而使产品的输出功率无法得到有效提升。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种单管功率器件的双面冷却散热结构，以解决现有技术中的技术问题。

本实用新型提供了一种单管功率器件的双面冷却散热结构，包括：

第一散热器，设有第一散热面；

第二散热器，设有第二上散热面；

所述第一散热面和所述第二上散热面相对设置，所述第一散热面和所述第二上散热面之间形成有第一散热区域，所述第一散热区域内设有若干单管功率器件组；

所述单管功率器件组包括第一单管功率器件和第二单管功率器件，其中：

所述第一散热面与所述第一单管功率器件的第一面贴合，以降低所述第一单管功率器件的温度；

所述第二上散热面与所述第二单管功率器件的第一面贴合，以降低所述第二单管功率器件的温度；

所述第一单管功率器件的第二面与所述第二单管功率器件的第二面贴合。

如上所述的一种单管功率器件的双面冷却散热结构，其中，优选的是，还设有第三散热器，所述第三散热器上设有第三散热面；

所述第二散热器设有第二下散热面；

所述第二下散热面与所述第三散热面相对设置，所述第二下散热面与所述第三散热面之间形成有第二散热区域。

如上所述的一种单管功率器件的双面冷却散热结构，其中，优选的是，所述第一散热器内设有第一流道，所述第二散热器内设有第二流道，所述第三散热器内设有第三流道，所述第一流道、所述第二流道和所述第三流道均用于冷却液流通。

如上所述的一种单管功率器件的双面冷却散热结构，其中，优选的是，所述第一流道的第一端、所述第二流道的第一端和所述第三流道的第一端之间均通过第一管路依次连通；

所述第一流道的第二端、所述第二流道的第二端和所述第三流道的第二端之间均通过第二管路依次连通；

所述第三流道的第一端设有进水口，所述第三流道的第二端设有出水口。

如上所述的一种单管功率器件的双面冷却散热结构，其中，优选的是，所述冷却液为水基冷却液。

如上所述的一种单管功率器件的双面冷却散热结构，其中，优选的是，若干所述单管功率器件组呈平行两列对称设置。

如上所述的一种单管功率器件的双面冷却散热结构，其中，优选的是，所述第一单管功率器件和所述第二单管功率器件的第一面上均贴合有导热绝缘贴。

如上所述的一种单管功率器件的双面冷却散热结构，其中，优选的是，还设有PCB板，所述第一单管功率器件和所述第二单管功率器件的引脚均焊接于所述PCB板上。

如上所述的一种单管功率器件的双面冷却散热结构，其中，优选的是，所述第一单管功率器件与所述第二单管功率器件的结构以及尺寸均相同。

如上所述的一种单管功率器件的双面冷却散热结构，其中，优选的是，所述第一散热器、所述第二散热器和所述第三散热器均为铝质材料。

与现有技术相比，本实用新型解决了市面上MOSFET单管功率器件受安装方式的影响，体积功率无法缩小，不能有效提升产品输出功率的技术问题。本实用新型所提供的散热结构采用背靠背结构方式可同时冷却两只单管功率器件，当功率等级越高，需要并联的单管功率器件增加时，其对冷却效果的提升，尤其明显，能使产品体积更小更加紧凑，产品的输出功率得到提升。

附图说明

图1是本实用新型的实施例一的轴测图；

图2是本实用新型的实施例一的爆炸结构示意图；

图3是本实用新型的实施例一的单管功率器件组的轴测图；

图4是本实用新型的实施例二的轴测图；

图5是本实用新型的实施例二的爆炸结构示意图；

图6是本实用新型的实施例二的侧视图。

附图标记说明：

1-第一散热器，11-第一散热面；

2-第二散热器，21-第二上散热面，22-第二下散热面；

3-第三散热器，31-第三散热面；

4-单管功率器件组，41-第一单管功率器件，42-第二单管功率器件；

51-第一管路，52-第二管路，53-进水口，54-出水口；

6-PCB板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

实施例一：

参照图1至图3所示，本实用新型的实施例提供了一种单管功率器件的双面冷却散热结构，包括：

第一散热器1，设有第一散热面11，所述第一散热器1可采用铝板成型加工，然后采用钎焊工艺制造成成品，第一散热面11位于第一散热器1的外表面，本实施例中，第一散热面11为水平延伸的平面，以提高接触面积，提供散热效果，第一散热面11与待冷却部位直接接触，第一散热器1可通过多种方式进行散热降温，例如水冷或风冷等，在此不做限定。

第二散热器2，设有第二上散热面21，所述第二散热器2同样可用铝板成型加工，然后采用钎焊工艺制造成成品，第二散热器2与第一散热器1对应设置，第二上散热面21位于第二散热器2的外表面，本实施例中，第一散热面11和第二上散热面21正对，其同样为水平延伸的平面，第二上散热面21与待冷却部位直接接触，第二散热器2同样可通过多种方式进行散热降温，例如水冷或风冷等，在此不做限定；

所述第一散热面11和所述第二上散热面21相对设置，其具体相对位置可参照图1所示，所述第一散热器1位于第二散热器2的顶部，第一散热面11形成于第一散热器1的底面，第二上散热面21形成于第二散热器2的顶面，第一散热面11正对所述第二上散热面21设置，所述第一散热面11和所述第二上散热面21之间形成有第一散热区域，所述第一散热区域内设有若干单管功率器件组4，若干单管功率器件组4被第一散热器1和第二散热器2夹持。

在本实施例中，若干单管功率器件组4呈单列设置，沿着第一散热器1或第二散热器2的长度方向间隔设置。本领域的技术人员可以知晓，相邻单管功率器件组4的位置关系可以根据实际需要而做出修改，在此不做限定。

每个所述单管功率器件组4均包括第一单管功率器件41和第二单管功率器件42，在本实施例中，优选的是，第一单管功率器件41和第二单管功率器件42的形状、结构以及尺寸均相同。第一单管功率器件41和第二单管功率器件42背靠背设置，第一散热器1和第二散热器2将第一单管功率器件41和第二单管功率器件42背靠背紧贴固定，其中：

第一散热器1用于对第一单管功率器件41进行散热，所述第一散热面11与所述第一单管功率器件41的第一面贴合，利用第一散热器1内的风冷或水冷等冷却手段，带走第一单管功率器件41内的热量，以降低所述第一单管功率器件41的温度；

第二散热器2用于对第二单管功率器件42进行散热，所述第二上散热面21与所述第二单管功率器件42的第一面贴合，利用第二散热器内的风冷或水冷等冷却手段，带走第二单管功率器件42内的热量，以降低所述第二单管功率器件42的温度；

所述第一单管功率器件41的第二面与所述第二单管功率器件42的第二面贴合，从而实现背靠背的设置。

通过设置第一散热器1和和第二散热器2，将第一单管功率器件41和第二单管功率器件42背靠背夹持固定在第一散热区域的空间，解决了市面上MOSFET单管功率器件受安装方式的影响，体积功率无法缩小，不能有效提升产品输出功率的技术问题。

本实用新型所提供的散热结构采用背靠背结构方式可同时冷却两只单管功率器件，其对冷却效果的提升，当功率等级越高，需要并联的单管功率器件增加时尤其明显，能使产品体积更小更加紧凑，产品的输出功率得到提升。

作为本实施例的优选技术方案，提升散热结构的空间利用率，还设有第三散热器3，所述第三散热器3上设有第三散热面31，所述第三散热器3同样可用铝板成型加工，然后采用钎焊工艺制造成成品，第三散热器3位于第二散热器2的背离第一散热器1的一侧，第三散热面31为水平延伸的平面，第三散热面31与待冷却部位直接接触，第三散热器3同样可通过多种方式进行散热降温，例如水冷或风冷等，在此不做限定；

所述第二散热器2设有第二下散热面22；参照图1和图2可知晓相对位置，第三散热器3位于第二散热器2的下方，第二下散热面22位于第二散热器2的底面，第三散热面31位于第三散热器3的顶面。

所述第二下散热面22与所述第三散热面31相对设置，所述第二下散热面22与所述第三散热面31之间形成有第二散热区域。所述第二散热区域内同样可以设有若干单管功率器件组4，若干单管功率器件组4被第二散热器2和第三散热器3夹持。第二散热区域内的单管功率器件组4的散热原理可参照第一散热区域内的散热原理，在此不做赘述。

本领域的技术人员可以知晓，可以根据散热需要和区域位置，继续增加散热器，以实现更多的散热区域，在此不做限定。

进一步地，作为本实施例的优选技术方案，第一散热器1、第二散热器2和第三散热器3均采用水冷方式进行散热，具体地，所述第一散热器1内设有第一流道(未示出)，所述第二散热器2内设有第二流道(未示出)，所述第三散热器3内设有第三流道(未示出)，所述第一流道、所述第二流道和所述第三流道均用于冷却液流通。第一流道内的冷却液用于带走第一散热面11所接触到的部位的热量，第二流道内的冷却液用于带走第二上散热面21和第二下散热面22所接触到的部位的热量，第三流道内的冷却液用于带走第三散热面31所接触到的部位的热量。

进一步地，将液冷散热结构设为并联式散热，提升散热效率和散热效果，具体地，所述第一流道的第一端、所述第二流道的第一端和所述第三流道的第一端之间均通过第一管路51依次连通；所述第一流道的第二端、所述第二流道的第二端和所述第三流道的第二端之间均通过第二管路52依次连通；所述第三流道的第一端设有进水口53，所述第三流道的第二端设有出水口54。冷却液自进水口53进入后，通过第一管路51的引流，同时流经第一流道、第二流道和第三流道后经第二管路52从出水口54流出，带走热量，降低温度。

进一步地，所述冷却液为水基冷却液，所谓的水基冷却液是指该冷却液的基体成分是水，更为优选为主要成分是水和乙二醇的防冻冷却液，比如约50％水+约50％的乙二醇混合液，另外还有一些防腐剂、缓蚀剂等添加剂。

进一步地，所述第一单管功率器件41和所述第二单管功率器件42的第一面上均贴合有导热绝缘贴(未示出)。所述第一单管功率器件41和所述第二单管功率器件42分别通过导热绝缘贴与对应的散热面贴合，以与散热器良好的导热，同时起到绝缘的目的

进一步地，还设有PCB板6，所述第一单管功率器件41和所述第二单管功率器件42的引脚均焊接于所述PCB板6上，通过PCB板6导通电流进行功率的输入与输出，体积小、结构紧凑。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，主要区别在于本实施例中若干所述单管功率器件组4呈平行两列对称设置，相邻的两列单管功率器件组4以第一散热器1的长度方向为轴线镜像对称设置，从而进一步提高了产品功率密度，使产品体积更小更加紧凑，产品的输出功率得到提升。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种单管功率器件的双面冷却散热结构，其特征在于，包括：

第一散热器，设有第一散热面；

第二散热器，设有第二上散热面；

所述第一散热面和所述第二上散热面相对设置，所述第一散热面和所述第二上散热面之间形成有第一散热区域，所述第一散热区域内设有若干单管功率器件组；

所述单管功率器件组包括第一单管功率器件和第二单管功率器件，其中：

所述第一散热面与所述第一单管功率器件的第一面贴合，以降低所述第一单管功率器件的温度；

所述第二上散热面与所述第二单管功率器件的第一面贴合，以降低所述第二单管功率器件的温度；

所述第一单管功率器件的第二面与所述第二单管功率器件的第二面贴合。

2.根据权利要求1所述的单管功率器件的双面冷却散热结构，其特征在于：还设有第三散热器，所述第三散热器上设有第三散热面；

所述第二散热器设有第二下散热面；

所述第二下散热面与所述第三散热面相对设置，所述第二下散热面与所述第三散热面之间形成有第二散热区域。

3.根据权利要求2所述的单管功率器件的双面冷却散热结构，其特征在于：所述第一散热器内设有第一流道，所述第二散热器内设有第二流道，所述第三散热器内设有第三流道，所述第一流道、所述第二流道和所述第三流道均用于冷却液流通。

4.根据权利要求3所述的单管功率器件的双面冷却散热结构，其特征在于：所述第一流道的第一端、所述第二流道的第一端和所述第三流道的第一端之间均通过第一管路依次连通；

所述第一流道的第二端、所述第二流道的第二端和所述第三流道的第二端之间均通过第二管路依次连通；

所述第三流道的第一端设有进水口，所述第三流道的第二端设有出水口。

5.根据权利要求3所述的单管功率器件的双面冷却散热结构，其特征在于：所述冷却液为水基冷却液。

6.根据权利要求1所述的单管功率器件的双面冷却散热结构，其特征在于：若干所述单管功率器件组呈平行两列对称设置。

7.根据权利要求1所述的单管功率器件的双面冷却散热结构，其特征在于：所述第一单管功率器件和所述第二单管功率器件的第一面上均贴合有导热绝缘贴。

8.根据权利要求1所述的单管功率器件的双面冷却散热结构，其特征在于：还设有PCB板，所述第一单管功率器件和所述第二单管功率器件的引脚均焊接于所述PCB板上。

9.根据权利要求1所述的单管功率器件的双面冷却散热结构，其特征在于：所述第一单管功率器件与所述第二单管功率器件的结构以及尺寸均相同。

10.根据权利要求3所述的单管功率器件的双面冷却散热结构，其特征在于：所述第一散热器、所述第二散热器和所述第三散热器均为铝质材料。

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