CN218634657U - 均温板、散热组件以及电子器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种均温板、散热组件以及电子器件，所述均温板包括中板及设于所述中板相对两侧的盖板，所述盖板与所述中板之间形成用于填充相变工质的空腔，所述中板上设有沿第一方向延伸的流道，所述流道位于所述空腔内，所述中板上还设有气槽和液孔，所述气槽和所述液孔分设于所述流道的相对两端且贯穿所述中板，以连通所述中板相对两侧的所述空腔。本实用新型提供一种均温板、散热组件以及电子器件，解决了现有的均温板热交换效率不高的技术问题。

Description

均温板、散热组件以及电子器件

技术领域

本实用新型涉及电子器件散热技术领域，尤其涉及一种均温板、散热组件以及电子器件。

背景技术

变频器、驱动器等工控领域中，经常用到如IGBT、二极管、晶闸管等大功率元器件。对于此类大功率器件，通常需要利用均温板进行散热，以防止温升过快而影响使用。目前的均温板一般为板状热管，在内部真空的环境内注入工作液体，借由工作液体的液气相变化实现热交换的功能。然而，受限于现有的均温板的结构，均温板的热交换效率不高，不利于大功率器件的散热。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种均温板、散热组件以及电子器件，旨在解决现有的均温板热交换效率不高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种均温板，所述均温板包括中板及设于所述中板相对两侧的盖板，所述盖板与所述中板之间形成用于填充相变工质的空腔，所述中板上设有沿第一方向延伸的流道，所述流道位于所述空腔内，所述中板上还设有气槽和液孔，所述气槽和所述液孔分设于所述流道的相对两端且贯穿所述中板，以连通所述中板相对两侧的所述空腔。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述均温板还包括凸部，设于所述中板朝向所述盖板的侧面，所述凸部沿第二方向间隔设有多条，相邻两条凸部之间的间隔形成所述流道。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述流道设有多条，每一所述流道对应设置一所述液孔，和/或，所述气槽沿所述第二方向延伸，以连接多条所述流道。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述中板上设有凹部，所述凸部、所述流道、所述液孔以及所述气槽设于所述凹部，所述盖板扣合于所述中板而与所述凹部形成所述空腔。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述均温板的截面呈T型结构，所述中板包括连接的第一段和第二段，所述第一段在第二方向上延伸的长度记为L1，所述第二段在第二方向上延伸的长度记为L2，其中L1大于L2。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述气槽设于所述第一段背离所述第二段的一侧，所述流道包括设于所述第一段的第一子通道及自所述第一段延伸至所述第二段的第二子通道，所述液孔包括对应所述第一子通道设置的第一子孔及对应所述第二子通道设置的第二子孔。

可选地，在本实用新型一实施例中，在所述中板的一侧所述第二子通道与相邻的所述第一子通道之间设置有分隔肋，以限制所述第一子通道中的相变介质流入所述第二子通道中，在所述中板的另一侧所述第二子通道与相邻的所述第一子通道之间未设置有分隔肋。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述相变工质的填充高度为所述空腔在所述第一方向延伸长度的25％。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种散热组件，所述散热组件包括散热器及均温板，所述散热器设于所述均温板的散热面，所述均温板为以上任一项描述的均温板。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种电子器件，所述电子器件包括功率元件及与所述功率元件连接的散热组件，所述散热组件为以上任一项描述的散热组件。

相对于现有技术，本实用新型提出的一个技术方案中，两块盖板中的一个用于安装发热件，另一个用于安装散热件。两块盖板之间设置了中板，且中板与盖板之间形成一个空腔，空腔内可以填充相变工质，利用相变工质的气液状态的变化进行散热。可以理解的是，空腔中的相变工质吸收发热件散发的热量，由液态转化为气态，并沿着流道朝气槽的方向运动，而气槽将中板两侧的空腔连通，从而使得气态的相变工质经气槽流向靠近散热件方向的空腔中。同时，散热件吸收气态的相变工质中的热量，气态的相变工质因降温冷凝，转变为液态的相变工质，且沿着流道朝液孔方向流动。由于液孔连通中板两侧的空腔，由气态转变为液态的相变工质可以补充到靠近发热件一侧的空腔中，使得中板两侧的相变工质的液位相同，一方面可以避免气态的相变工质与液态的相变工质共用通道，实现气态相变工质与液态相变工质单相的流动，另一方面能够提供更多的相变工质与发热件进行热交换，提高热交换效果，吸收发热件上更多的热量，及时地对发热件进行散热，保障发热件正常工作所需要的温度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型实施例的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型均温板实施例的爆炸结构示意图；

图2为图1中A部分的局部放大结构示意图；

图3为本实用新型电子器件实施例的一结构示意图；

图4为本实用新型电子器件实施例的另一结构示意图；

图5为本实用新型均温板实施例的另一爆炸结构示意图；

图6为本实用新型均温板实施例的部分结构示意图；

图7为图6中B部分的局部放大结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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，都属于本实用新型实施例保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型实施例中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型实施例要求的保护范围之内。

均温板是一种常用的散热部件，例如口琴管均温板，然而口琴管均温板通道内的气液状态的相变工质是共用通道的，气体和液体不是单向运动的，影响口琴管均温板的传热能力。另外，口琴管均温板通常采用的是多孔铝挤型材，型材内部有大量沟槽结构，铝挤型材加工时需慢挤成型，铝挤型材的单价也比较高，不利于大规模的推广使用。从以上内容可以看出，目前常用的口琴管均温板的热交换效率不高，制约了散热能力的提高，成本也较高。

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种均温板，均温板包括中板及设于中板两侧的盖板，从而形成三层结构。中板和盖板之间形成了空腔，空腔内可以填充相变工质以进行热交换。可以理解的是，中板的两侧分别形成一个空腔，在中板上设置了气槽和液孔，从而可以将中板两侧的空腔进行连通。可以理解的是，靠近发热件一侧的空腔中的相变工质吸热后生成的气态相变工质可以经过气槽流动到靠近散热件一侧的空腔中，有利于气态相变工质在散热件一侧进行冷凝。另外，气态的相变工质在靠近散热件一侧的空腔中冷凝后，经过液孔回流到靠近发热件一侧的空腔中，及时地对靠近发热件一侧的空腔中的相变工质进行补充，从而可以吸收发热件上更多的热量，提高热交换效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面结合附图对上述技术方案进行详细的说明。

如图1-2所示，本实用新型实施例提出的一种均温板，均温板包括中板20及设于中板20相对两侧的盖板10，盖板10与中板20之间形成用于填充相变工质的空腔，中板20上设有沿第一方向(竖直方向)延伸的流道21，流道21位于空腔内，中板20上还设有气槽22和液孔23，气槽22和液孔23分设于流道21的相对两端且贯穿中板20，以连通中板20相对两侧的空腔。本实施例中均温板的截面呈“1”字型。

在该实施例采用的技术方案中，两块盖板10中的一个用于安装发热件，另一个用于安装散热件。两块盖板10之间设置了中板20，且中板20与盖板10之间形成一个空腔，空腔内可以填充相变工质，利用相变工质的气液状态的变化进行散热。可以理解的是，空腔中的相变工质吸收发热件散发的热量，由液态转化为气态，并沿着流道21朝气槽22的方向运动，而气槽22将中板20两侧的空腔连通，从而使得气态的相变工质经气槽22流向靠近散热件方向的空腔中。同时，散热件吸收气态的相变工质中的热量，气态的相变工质因降温冷凝，转变为液态的相变工质，且沿着流道21朝液孔23方向流动。由于液孔23连通中板20两侧的空腔，由气态转变为液态的相变工质可以补充到靠近发热件一侧的空腔中，使得中板20两侧的相变工质的液位相同，一方面可以避免气态的相变工质与液态的相变工质共用通道，实现气态相变工质与液态相变工质单相的流动，另一方面能够提供更多的相变工质与发热件进行热交换，提高热交换效果，吸收发热件上更多的热量，及时地对发热件进行散热，保障发热件正常工作所需要的温度。

具体的，本实施例中的均温板可以应用于变频器、伺服驱动器等功率模块的散热场景中，在此不做限定。均温板包括中板20及盖板10，中板20的两侧分别设置一盖板10，可以理解的是盖板10设有两块，其中一块盖板10可以用来安装发热件，另一块盖板10可以用来安装散热件。盖板10扣合在中板20的一侧，与中板20共同形成空腔，可以理解的，每一块盖板10扣合在中板20的一侧后，都会形成一个空腔，即共形成两个空腔。为了方便描述，将靠近发热件一侧的空腔定义为吸热腔，将靠近散热件一侧的空腔定义为散热腔。吸热腔和/或散热腔中可以填充相变工质，相变工质吸热可以变为气态的相变工质，气态的相变工质降温冷凝可以变为液态的相变工质，从而利用相变工质的液气态的转化对发热件进行散热降温。在本实施例中，相变工质为有机相变介质和/或无机相变介质，也就是说，相变工质可以是有机相变介质或无机相变介质，相变工质还可以是有机相变介质和无机相变介质的混合物，其中，有机相变介质可以是石蜡、羧酸、酯和多元醇等一类或多类，无机相变介质可以是结晶水合盐类、熔融盐类等一类或多类。优选的，相变工质为水。中板20上设置了流道21，可以理解的是，中板20朝向盖板10的侧面设置了流道21，流道21沿第一方向延伸，第一方向为竖直方向，从而可以对液态或气态的相变工质在相变时的流动进行导向。也就是说，中板20的相对的两个侧面分别设置了流道21。为方便描述，将中板20朝向发热件的侧面设置的流道21定义为气流通道，将中板20朝向散热件的侧面设置的流道21定义为液体流道。同时，中板20上还设置了气槽22和液孔23，气槽22可以设置在中板20在第一方向上的顶端，液孔23可以设置在中板20在第一方向上的底端，通过气槽22和液孔23可以方便相变工质在吸热腔和散热腔之间的流动，从而能够提高热交换效率。而且，气槽22和液孔23均贯穿中板20，从而将吸热腔和散热腔连通。如此设置，吸热腔中的相变工质吸收发热件的热量后转化为气态相变工质，并沿着气流通道上升朝气槽22方向流动，经气槽22流动至散热腔一侧，散热件对流入散热腔的气态相变工质进行冷凝，气态相变工质转化为液态相变工质并沿液体流道下降而朝液孔23方向流动，经液孔23回流至吸热腔中，从而可以补充吸热腔中的相变工质，避免吸热腔中的相变工质减少而影响热交换效果，从而能够吸收发热件上更多的热量，及时对发热件进行散热。

进一步的，参照图2，在本实用新型一实施例中，均温板还包括凸部30，设于中板20朝向盖板10的侧面，凸部30沿第二方向(水平方向)间隔设有多条，相邻两条凸部30之间的间隔形成流道21。在本实施例中，通过在中板20上设置凸部30，相邻的两条凸部30限定出一个开放的空间，从而可以方便地形成流道21。凸部30可以设置多条，多条凸部30沿第二方向间隔设置，第二方向为水平方向，从而可以在第二方向上形成多条流道21，增加了与发热件的接触面积，从而能够带走发热件表面更多的热量，及时地对发热件进行散热。优选的，凸部30与中板20为一体成型，可以提高中板20与凸部30整体结构的强度，延长使用寿命。

进一步的，在本实用新型一实施例中，流道21设有多条；每一流道21对应设置一液孔23，从而可以对每一流道21流下的液态相变工质进行导向，有利于液态相变工质经液孔23快速、及时的回流到吸热腔中。在一实施例中，气态相变工质在流动过程中，比较分散不容易集中，需要有较大的通道才可以顺利流动至散热腔一侧，为此气槽22沿第二方向延伸，以连接多条流道21。可以理解的是，气槽22的两端延伸至多条流道21中边缘的流道21一侧，即所有流道21上流动的气态相变工质都通过上述气槽22流动至散热腔一侧。

进一步的，在本实用新型一实施例中，中板20上设有凹部，凸部30、流道21、液孔23以及气槽22设于凹部，盖板10扣合于中板20而与凹部形成空腔。在本实施例中，中板20上设有凹部，相当于中板20两侧分别凹陷形成一个凹槽，与盖板10配合，可以方便地形成空腔，从而节省制造工艺流程，降低制作成本。优选的，凹部、流道21、气槽22以及液孔23中的至少一种为蚀刻工艺而成。可以理解的是，通过蚀刻工艺在中板20的两侧分别形成流道21及凹部。

进一步的，参照图4和图5为本申请提供的另一种实施例，该实施例中均温板的截面呈T型结构。可以理解的是，通过T型结构的设计，使得均温板两端的宽度不同，也就是说，均温板在第二方向上延伸的长度不同。为方便描述，将均温板与散热器连接的一端在第二方向上延伸的长度记为L1，均温板与功率元件连接的一端在第二方向上延伸的长度记为L2，其中L1大于L2。如此设置，能够加快均温板与功率元件连接的一端上气体的流动，从而可以通过气体的流动及时带走功率元件散发的热量，进而提高均温板的散热效果。

进一步的，参照图6和图7，中板20包括连接的第一段25和第二段26，第一段25在第二方向上延伸的长度记为L1，第二段26在第二方向上延伸的长度记为L2，其中L1大于L2。气槽22设于第一段25背离第二段26的一侧，流道21包括设于第一段25的第一子通道211及自第一段25延伸至第二段26的第二子通道212，液孔23包括对应第一子通道211设置的第一子孔231及对应第二子通道212设置的第二子孔232；在中板20朝向功率元件的一侧，第二子通道212与相邻的第一子通道211之间设置有分隔肋27，以限制第一子通道211中的相变介质流入第二子通道212中；盖板10与中板20的形状适配。在本实施例中，吸热腔中的相变工质吸收功率元件的热量后转化为气态相变工质，分别沿着第一子通道211和第二子通道212上升，以朝气槽22的方向流动，经气槽22流动至散热腔一侧，散热件对流入散热腔的气态相变工质进行冷凝，气态相变工质转化为液态相变工质并朝下流动，使得第一子通道211中的液态相变工质可以经第一子孔231回流至吸热腔中、第二子通道212中的液态相变工质可以经第二子孔232回流至吸热腔中，实现吸热腔中液态相变工质的补充。而且，吸热腔中第二子通道212与相邻的第一子通道211之间设置有分隔肋27，能够防止吸热腔中第一子通道211的底端的相变工质流入第二子通道212中，保障第二子通道212中气流的顺畅流动。另外，散热腔中的第二子通道212与相邻的第一子通道211之间没有设置分隔肋27，可以使散热腔中第一子通道211中的液态相变工质流入第二子通道212中，防止散热腔中第一子通道211中液态相变工质的堆积。

进一步的，参照图1及图5，在本实用新型实施例中，均温板还包括连接管40，连接管40与气槽22连通，且延伸至中板20的外部。在本实施例中，通过设置的连接管40，可以向空腔中添加相变工质，也可以将空腔抽成真空状态。优选的，连接管40与中板20为可拆卸连接。

进一步的，参照图1及图5，在本实用新型实施例中，中板20上设有与气槽22连通的安装口24，安装口24沿第一方向延伸，连接管40的一端插入安装口24。在本实施例中，连接管40的一端连接外部设备，通过外部设备可以为空腔添加相变工质，或者将空腔抽成真空状态。连接管40的另一端插入安装口24，从而方便连接管40与中板20的安装，实现连接管40与空腔的连通。优选的，连接管40与中板20可以为可拆卸连接。安装口24还可以设置密封塞，以封堵安装口24。也就是说，在需要连接连接管40的时候，将密封塞从安装口24取下，将连接管40的一端插入安装口24中，如此实现连接管40与空腔的连通；不需要连接管40的时候，将连接管40从安装口24取下，同时将密封塞塞在安装口24中，如此实现安装口24的密封。

进一步的，在一实施例中，中板20及盖板10的材质分别为铜、铝或不锈钢中的任意一种；和/或，中板20与盖板10通过钎焊连接。如此能够降低均温板的制作使用成本，有利于均温板的推广使用。

进一步的，在本实用新型一实施例中，相变工质的填充高度为空腔在第一方向延伸长度的25％，当然并不以此为限。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种散热组件，参照图3及图4，散热组件包括散热器50及均温板，散热器50设于均温板的散热面，均温板为以上任一项描述的均温板。具体的，均温板的结构参照上述实施例，由于该散热组件采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。在本实施例中，均温板朝向散热器50的一侧为散热面。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种电子器件，参照图3及图4，电子器件包括功率元件60及与功率元件60连接的散热组件，散热组件为以上任一项描述的散热组件。具体的，散热组件的结构参照上述实施例，由于该电子器件采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型实施例的专利范围，凡是在本实用新型实施例的发明构思下，利用本实用新型实施例说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型实施例的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种均温板，其特征在于，所述均温板包括中板及设于所述中板相对两侧的盖板，所述盖板与所述中板之间形成用于填充相变工质的空腔，所述中板上设有沿第一方向延伸的流道，所述流道位于所述空腔内，所述中板上还设有气槽和液孔，所述气槽和所述液孔分设于所述流道的相对两端且贯穿所述中板，以连通所述中板相对两侧的所述空腔。

2.如权利要求1所述的均温板，其特征在于，所述均温板还包括凸部，设于所述中板朝向所述盖板的侧面，所述凸部沿第二方向间隔设有多条，相邻两条凸部之间的间隔形成所述流道。

3.如权利要求2所述的均温板，其特征在于，所述流道设有多条，每一所述流道对应设置一所述液孔，和/或，所述气槽沿所述第二方向延伸，以连接多条所述流道。

4.如权利要求2所述的均温板，其特征在于，所述中板上设有凹部，所述凸部、所述流道、所述液孔以及所述气槽设于所述凹部，所述盖板扣合于所述中板而与所述凹部形成所述空腔。

5.如权利要求1-4任一项所述的均温板，其特征在于，所述均温板的截面呈T型结构，所述中板包括连接的第一段和第二段，所述第一段在第二方向上延伸的长度记为L1，所述第二段在第二方向上延伸的长度记为L2，其中L1大于L2。

6.如权利要求5所述的均温板，其特征在于，所述气槽设于所述第一段背离所述第二段的一侧，所述流道包括设于所述第一段的第一子通道及自所述第一段延伸至所述第二段的第二子通道，所述液孔包括对应所述第一子通道设置的第一子孔及对应所述第二子通道设置的第二子孔。

7.如权利要求6所述的均温板，其特征在于，在所述中板的一侧所述第二子通道与相邻的所述第一子通道之间设置有分隔肋，以限制所述第一子通道中的相变介质流入所述第二子通道中，在所述中板的另一侧所述第二子通道与相邻的所述第一子通道之间未设置有分隔肋。

8.如权利要求7所述的均温板，其特征在于，所述相变工质的填充高度为所述空腔在所述第一方向延伸长度的25％。

9.一种散热组件，其特征在于，所述散热组件包括散热器及均温板，所述散热器设于所述均温板的散热面，所述均温板为如权利要求1-8任一项所述的均温板。

10.一种电子器件，其特征在于，所述电子器件包括功率元件及与所述功率元件连接的散热组件，所述散热组件为如权利要求9所述的散热组件。

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