CN218244240U - 一种控温型高功率发热源散热结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种控温型高功率发热源散热结构，旨在解决微小型高功率发热源的散热处理为水冷散热时，水冷管道有漏液风险，且当水泵发生故障时，会烧坏高功率发热源；为增大散热器的方式则会增加体积，导致整体体积过大的问题，包括PCB电路板和设置于PCB电路板上的高功率发热源，所述PCB电路板的底端固定有用于导热的铜皮层，铜皮层的底端依次设有TEC制冷片和铜热沉，且TEC制冷片的冷端和热端分别与铜皮层和铜热沉相接触；所述铜热沉的底端嵌装有若干个高导热管的首端，且高导热管的尾端连接入外部散热器内以快速散热。本实用新型尤其适用于高功率发热源的精准控温，具有较高的社会使用价值和应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及高功率发热源散热技术领域，具体涉及一种控温型高功率发热源散热结构。
背景技术
目前针对微小型高功率的发热源(动辄上百W的热功率)的散热问题一直存在，业内采用的散热处理方式主要有两种，水冷散热和增大散热器。
水冷散热中，一方面水冷管道有漏液风险，另一方面水泵运行会发出噪声和振动，且当水泵发生故障时，会烧坏高功率发热源；
增大散热器，则会增加体积，导致整体体积过大。
为此，我们提出了一种控温型高功率发热源散热结构。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。
本实用新型提供一种控温型高功率发热源散热结构，包括PCB电路板和设置于PCB电路板上的高功率发热源，所述PCB电路板的底端固定有用于导热的铜皮层，铜皮层的底端依次设有TEC制冷片和铜热沉，且TEC制冷片的冷端和热端分别与铜皮层和铜热沉相接触；
所述铜热沉的底端嵌装有若干个高导热管的首端，且高导热管的尾端连接入外部散热器内以快速散热。
可选地，所述高功率发热源包括：
贴装并锡焊于PCB电路板上表面的AIN基板；
通过导热胶水粘接于AIN基板上端的发热芯片；
一体成型于AIN基板上端边缘以围护发热芯片的围坝。
可选地，所述TEC制冷片的冷端面和热端面上均涂覆有高导热胶。
可选地，所述TEC制冷片的正负极上分别连接有TEC引线，且两根TEC引线的另一端连接有外部温度控制器以精确控制TEC制冷片冷端温度。
可选地，所述铜热沉的下端面开设有若干个用于高导热管首端嵌装的导热管槽，且高导热管通过导热胶水粘接于导热管槽内。
可选地，所述铜热沉的表面覆盖有用于防止氧化的镀金层。
可选地，所述外部散热器为风冷散热器。
本实用新型主要具备以下有益效果：
本实用新型的高功率发热源将热量逐级传递给PCB电路板，再经由铜皮层传递给TEC制冷片的冷端，通过外部温度控制器对TEC制冷片冷端温度的精准控制，实现高功率发热源的精准控温；而TEC制冷片热端的热量经铜热沉、高导热管将热量传递至外部散热器进行快速冷却，从而实现高功率发热源的高效控温散热；且采用风冷散热的方式，有效的避免漏液和水泵发生故障时烧坏高功率发热源的风险。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种控温型高功率发热源散热结构的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1为本实用新型立体结构示意图；
图2为本实用新型结构爆炸图一；
图3为本实用新型结构爆炸图二；
图4为本实用新型中TEC制冷片的结构示意图；
图5为本实用新型中高功率发热源的结构示意图。
图中：高功率发热源10、AIN基板101、围坝102、发热芯片103、PCB电路板20、铜皮层201、TEC制冷片30、TEC引线301、铜热沉40、导热管槽401、高导热管50。
具体实施方式
下面结合附图1-5和实施例对本实用新型进一步说明：
实施例1
一种控温型高功率发热源散热结构，参照附图1-4，包括PCB电路板20和设置于PCB电路板20上的高功率发热源10，所述PCB电路板20的底端固定有用于导热的铜皮层201，铜皮层201的底端依次设有TEC制冷片30和铜热沉40，且TEC制冷片30的冷端和热端分别与铜皮层201和铜热沉40相接触，可以理解的是，TEC制冷片30的冷端面和热端面上均涂覆有高导热胶，所述TEC制冷片30的正负极上分别连接有TEC引线301，且两根TEC引线301的另一端连接有外部温度控制器以精确控制TEC制冷片30冷端温度；
本实施例中，如图1-3所示，所述铜热沉40的底端嵌装有若干个高导热管50的首端，且高导热管50的尾端连接入外部散热器内以快速散热；本实施例中，所述铜热沉40的下端面开设有若干个用于高导热管50首端嵌装的导热管槽401，且高导热管50通过导热胶水粘接于导热管槽401内，本实施例中，所述铜热沉40的表面覆盖有用于防止氧化的镀金层。
本实施例中，TEC制冷片也即半导体制冷片，基于Peliter帕尔贴效应，当通过直流电时，具有热电能量转换特性的材料可产生制冷功能，称为热电制冷；TEC制冷片可加热可冷却，相应的就具有一制冷端和制热端，结合温度控制器可使温度控制精确到±0.1℃范围。
本实施例中，如图5所示，所述高功率发热源10包括：贴装并锡焊于PCB电路板20上表面的AIN基板101；通过导热胶水粘接于AIN基板101上端的发热芯片103；一体成型于AIN基板101上端边缘以围护发热芯片103的围坝102。
本实施例中，AIN基板101和围坝102均为氮化铝陶瓷，具有高热导率、高强度、高电阻率、密度小、低介电常数、无毒、以及与Si相匹配的热膨胀系数等优异性能，室温时理论导热率最高可达320W/(m·K)，是氧化铝陶瓷的8～10倍，实际生产的热导率也可高达200W/(m·K)，可满足发热芯片103的散热需求。
本实施例中，发热芯片将热量逐级由底部传递给AIN基板101，再经由AIN基板101垂直向下传递给PCB电路板20；
PCB电路板20将热量经由铜皮层201传递给TEC制冷片30的冷端，TEC制冷片30的正负极经由两根TEC引线301连接到外部温度控制器，温度控制器对EC制冷片30的冷端温度作精准控制，可控制在±0.1℃；
TEC制冷片30的热端与铜热沉40相连，结合涂覆的高导热胶，提高散热效率，铜热沉40底端嵌装的高导热管50将热量传递至外部散热器进行快速冷却，从而实现高功率发热源的高效控温散热。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，(图中未示出)所述外部散热器为风冷散热器，风冷散热器由接触高导热管50的散热齿和静音散热风扇组成，保证发热源较低温度下持续工作，将热量通过空气对流导入空气中。
其他未描述结构参照实施例1。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种控温型高功率发热源散热结构，其特征在于，包括PCB电路板(20)和设置于PCB电路板(20)上的高功率发热源(10)，所述PCB电路板(20)的底端固定有用于导热的铜皮层(201)，铜皮层(201)的底端依次设有TEC制冷片(30)和铜热沉(40)，且TEC制冷片(30)的冷端和热端分别与铜皮层(201)和铜热沉(40)相接触；
所述铜热沉(40)的底端嵌装有若干个高导热管(50)的首端，且高导热管(50)的尾端连接入外部散热器内以快速散热。
2.如权利要求1所述的一种控温型高功率发热源散热结构，其特征在于：所述高功率发热源(10)包括：
贴装并锡焊于PCB电路板(20)上表面的AIN基板(101)；
通过导热胶水粘接于AIN基板(101)上端的发热芯片(103)；
一体成型于AIN基板(101)上端边缘以围护发热芯片(103)的围坝(102)。
3.如权利要求1所述的一种控温型高功率发热源散热结构，其特征在于：所述TEC制冷片(30)的冷端面和热端面上均涂覆有高导热胶。
4.如权利要求1所述的一种控温型高功率发热源散热结构，其特征在于：所述TEC制冷片(30)的正负极上分别连接有TEC引线(301)，且两根TEC引线(301)的另一端连接有外部温度控制器以精确控制TEC制冷片(30)冷端温度。
5.如权利要求1所述的一种控温型高功率发热源散热结构，其特征在于：所述铜热沉(40)的下端面开设有若干个用于高导热管(50)首端嵌装的导热管槽(401)，且高导热管(50)通过导热胶水粘接于导热管槽(401)内。
6.如权利要求5所述的一种控温型高功率发热源散热结构，其特征在于：所述铜热沉(40)的表面覆盖有用于防止氧化的镀金层。
7.如权利要求1所述的一种控温型高功率发热源散热结构，其特征在于：所述外部散热器为风冷散热器。
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| CN202222385346.0U Active CN218244240U (zh) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 一种控温型高功率发热源散热结构 |
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2022
- 2022-09-07 CN CN202222385346.0U patent/CN218244240U/zh active Active
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