CN219610422U - 大功率相变散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大功率相变散热器，是针对解决现有同类产品的结构设计欠佳，导致生产装配较为不便，稳定性较差，较难满足现有大功率功率模块等功率器件产品散热需求的技术问题而设计。该大功率相变散热器包括热板和扣合翅片，所述热板为复合板式结构，热板内热超导管路为封闭管路，热板的一侧边沿设有充入传热工质后并进行封口的充注口；其要点是所述热板的热超导管路一侧与扣合翅片通过焊接或者胶粘的方式连为一体并导热连接的同时，热板的平面一侧设有打入的压铆螺母柱，压铆螺母柱一端的端部固定于热板，压铆螺母柱的另一端通过热板与扣合翅片连接，压铆螺母柱的端部与热板之间密封连为一体，热板的热超导管路内传热工质为流体。

Description

大功率相变散热器

技术领域

本实用新型涉及板式的散热装置，是一种大功率相变散热器。

背景技术

散热装置是指机械设备、金属机柜、电路板等设备部件中用来将热量快速散出，从而保证设备部件正常工作的装置，现有一些散热装置采用风冷铝翅片散热器。目前传统的风冷铝翅片散热器有铲齿散热器、铝挤散热器、插齿散热器等，其主要依赖单相材料导热将热量从器件传导至散热器表面，再与空气热交换将热量散到环境中。热传导的效率取决于同时也受限于材料固有的导热性能，随着功率模块（IGBT）等功率器件的功率越来越大，产品尺寸越来越小，传统散热器已无法满足功率器件日益增长的散热需求。现有翅片型大功率散热器主要应用于LED灯具，另一些带翅片组件及内设气液循环腔和工质的散热器，如中国专利文献中披露的申请号202220133437.2，授权公告日2022.07.29，实用新型名称“一种相变散热元件气液循环结构”；但上述产品和同类产品较难满足现有大功率功率模块（IGBT）等功率器件的散热需求，整体结构生产装配较为不便，特别是热板与扣合翅片之间稳定性较差，缺少螺钉、铆钉等安装方式进一步固定。

发明内容

为克服上述不足，本实用新型的目的是向本领域提供一种大功率相变散热器，使其解决现有同类产品的结构设计欠佳，导致生产装配较为不便，稳定性较差，较难满足现有大功率功率模块（IGBT）等功率器件产品散热需求的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种大功率相变散热器，该大功率相变散热器包括热板和扣合翅片，所述热板为复合板式结构，通过吹胀工艺或者冲压焊接工艺形成一侧平面，另一侧凸起的腔室内设有相互连通，并吹胀工艺或者冲压焊接工艺形成的热超导管路，热超导管路为封闭管路，热板的一侧边沿设有充入传热工质后并进行封口的充注口；其结构设计要点是所述热板的热超导管路一侧与扣合翅片通过焊接或者胶粘的方式连为一体并导热连接的同时，热板的平面一侧设有打入的压铆螺母柱，压铆螺母柱一端的端部固定于热板，压铆螺母柱的另一端通过热板与扣合翅片连接，压铆螺母柱的端部与热板之间密封连为一体。从而热板在所需安装孔位装入压铆螺母柱，扣合翅片，功率器件安装在热板上，直接与热板接触，避免通过基板安装，降低热量传导到热板过程中传导路径上的传导热阻，提升传热能力。即该大功率相变散热器通过降低传导热阻和增强翅片的换热效率，工质由液体产生气液混合的相变，循环工作，提高了整个散热器的散热能力，解决了大功率的散热需求的问题，扩展了散热器的应用场合和范围。

所述热板的热超导管路内传热工质为流体，所述传热工质为气体，或液体，或气体和液体的混合物。

所述热板内热超导管路的形状为六边形蜂窝状、纵横交错的网状，首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形，其中一种或者任意形状组合的热超导管路。

所述热板为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金，其中一种或者任意组合制成的板件。

所述扣合翅片的单个翅片之间扣合点位于扣合翅片总高度的30%-65%位置，扣合翅片的单个翅片通过单个翅片的扣合点依次连为一体。上述结构用以扩大新风风量，并对气流边界层进行扰动，从而增强换热效率。

所述扣合翅片的单个翅片之间扣合点处另一两侧中间及两侧设有开口点。上结构进一步提高其散热和通风效果。

本实用新型结构设计合理，生产装配方便，传导热阻低，传热能力和换热效率好，满足现有大功率的散热需求；其适合作为大功率相变散热器使用，及同类产品的进一步改进。

附图说明

图1是本实用新型的实施例正面结构示意图。

图2是图1的背面结构示意图。

图3是图2的部分爆炸结构示意图。

附图序号及名称：101、热板，102、扣合翅片，103、压铆螺母柱，1011、热超导管路，1012、充注口，1021、扣合点，1022、单个翅片，1023、开口点。

实施方式

现结合附图，对本实用新型结构和使用作进一步描述。如图1-图3所示，该大功率相变散热器包括热板101和扣合翅片102，通过焊接或者胶粘方式连为一体制作而成。所述热板为复合板式结构，通过吹胀工艺或者冲压焊接工艺形成，一面为平面，另一面为具有特定形状，相互连通的热超导管路1011，热超导管路为封闭管路，通过充注口1012充入传热工质后进行封口。所述热板的平面一侧通过压铆工艺在所需安装孔位装入压铆螺母柱103，压铆螺母柱的凸起方向朝管路面，压铆螺母柱的端部与热板之间密封连为一体，保证热板的平面一侧功能安装区域平面度符合要求，使其直接安装功率模块（IGBT）等功率器件，避免通过常规基板安装过渡热量，降低热量传导到热板上的传热热阻，提升传热能力，从而降低大功率功率模块等功率器件的结温，满足大功率功率模块等功率器件的散热需求。上述扣合翅片和热板的热超导管路通过焊接或者胶粘的方式连为一体并导热连接，所述扣合翅片包括多个单个翅片1022，所述单个翅片沿着一个方向折弯形成，依次扣合连接，扣合点1021降低至扣合翅片总高度的30%-65%位置，扣合翅片的单个翅片通过单个翅片的扣合点依次连为一体；扣合翅片的单个翅片之间扣合点处另一两侧中间及两侧设有开口点1023。

作为示例，所述传热工质为流体，优选地，所述传热工质为气体，或液体，或气体和液体的混合物。

作为示例，所述热超导管路的形状（未示出）为六边形蜂窝状、纵横交错的网状，首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形，其中一种或者任意形状组合的热超导管路。

作为示例，所述热板的材料应为导热性良好的材料；优选地，本实施例中，所述热板的材料为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金，其中一种或者任意组合的板件。

综上所述，该大功率相变散热器避免通过传统基板安装功率器件，让功率器件直接与热板安装接触，热量直接传导到热板的蒸发区域，降低了传导路程上的传导热阻，蒸发区域工质受热相变蒸发变成气体，流向热板上方的冷凝区域换热受冷后再变成液体流回蒸发区域，周而复始，循环工作，提高了整个热板导热系数和传热速率。同时，扣合翅片的不同扣合点结构形成所需的高度差，用以扩大新风风量，增加气流扰动，从而增强整个散热器的散热能力，解决了功率模块等功率器件大功率，高功率密度的散热需求。

Claims (5)

1.一种大功率相变散热器，该大功率相变散热器包括热板（101）和扣合翅片（102），所述热板为复合板式结构，通过吹胀工艺或者冲压焊接工艺形成一侧平面，另一侧凸起的腔室内设有相互连通，并吹胀工艺或者冲压焊接工艺形成的热超导管路（1011），热超导管路为封闭管路，热板的一侧边沿设有充入传热工质后并进行封口的充注口（1012）；其特征在于所述热板（101）的热超导管路（1011）一侧与扣合翅片通过焊接或者胶粘的方式连为一体并导热连接的同时，热板的平面一侧设有打入的压铆螺母柱（103），压铆螺母柱一端的端部固定于热板，压铆螺母柱的另一端通过热板与扣合翅片（102）连接，压铆螺母柱的端部与热板之间密封连为一体。

2.根据权利要求1所述的大功率相变散热器，其特征在于所述热板（101）的热超导管路（1011）内传热工质为流体，所述传热工质为气体，或液体，或气体和液体的混合物。

3.根据权利要求1所述的大功率相变散热器，其特征在于所述热板（101）内热超导管路（1011）的形状为六边形蜂窝状、纵横交错的网状，首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形，其中一种或者任意形状组合的热超导管路。

4.根据权利要求1所述的大功率相变散热器，其特征在于所述扣合翅片（102）的单个翅片（1022）之间扣合点（1021）位于扣合翅片总高度的30%-65%位置，扣合翅片的单个翅片通过单个翅片的扣合点依次连为一体。

5.根据权利要求4所述的大功率相变散热器，其特征在于所述扣合翅片（102）的单个翅片（1022）之间扣合点（1021）处另一两侧中间及两侧设有开口点（1023）。