CN219610986U - 一种基于半导体制冷片的散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光雷达设备散热技术领域，具体涉及一种基于半导体制冷片的散热结构。包括半导体制冷片和散热组件，半导体制冷片的冷面通过导冷板与发热主体的散热面贴合设置，半导体制冷片的热面连接散热组件安装板；散热组件包括散热齿和风机，散热齿的背板连接散热组件安装板，背板相对一侧间隔设置的多层翅片，风机连接散热组件安装板，并设置在散热齿翅片的侧面，半导体制冷片将发热主体的热量自冷面传递至散热齿，并在风机作用下加速热量散失。本散热结构利用帕尔帖原理，半导体制冷片的冷面贴合散热主体，并将散热主体产生的热量传导至热面，热面设置的散热组件能及时高效带走热量，从而达到降低散热主体温度的效果。

Description

一种基于半导体制冷片的散热结构

技术领域

本实用新型属于激光雷达设备散热技术领域，具体涉及一种基于半导体制冷片的散热结构。

背景技术

测风激光雷达一般采用红外波段，相对其它波段更容易受到温度的干扰。激光器作为整个雷达发射系统中最为核心的部件，在激光雷达发射系统承担着激光发射和回波采集的作用。

雷达系统工作时，不可避免的会发热，加上设备内部空气流动受阻，如果没有散热结构会导致设备内部的热量堆积，影响设备的工作效果和使用寿命。在工程实践中，为了保证激光雷达正常工作，会为整机设备设计散热结构，保证设计产品的可靠性。

传统的散热结构往往采用简单的通风散热设计，例如通过风机促进设备内部与外部之间的空气流动来给整机进行散热。但在实际的运行条件下，这种方式不可避免的会导致空气中的灰尘不断在设备内部堆积，对于机电设备来说，由于静电吸附的作用下，这种灰尘的沉积更为明显。设备内部元器件表面覆盖了一定厚度的灰尘后，会显著降低元器件与空气的热量交换，降低通风的散热效果，如果不及时清理，甚至会损伤设备。

因此，提供一种更高效的散热结构，避免影响设备运行是亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种基于半导体制冷片的散热结构。

本实用新型采用的技术方案为：

一种基于半导体制冷片的散热结构，该散热结构设置在发热主体上，包括半导体制冷片和散热组件，所述半导体制冷片的冷面通过导冷板与发热主体的散热面贴合设置，半导体制冷片的热面连接散热组件安装板；所述散热组件包括散热齿和风机，散热齿的背板连接散热组件安装板，背板相对一侧间隔设置的多层翅片，所述风机连接散热组件安装板，且风机的出风口朝向所述翅片设置；所述半导体制冷片将发热主体的热量自冷面传递至散热齿，并在风机作用下加速热量散失。

优选的，所述半导体制冷片的冷面和热面均贴合设置有导热垫，所述导热垫为硅胶材质，导热垫分别设置在半导体制冷片的冷面与导冷板之间、半导体制冷片的热面与散热组件安装板之间。

优选的，所述导冷板与散热组件安装板的面积均大于所述半导体制冷片，在超出所述半导体制冷片的范围处，导冷板与散热组件安装板之间设置隔热架以保证间距。

优选的，所述导冷板与散热组件安装板之间，在隔热架的间隙位置，还填充有隔热泡棉从而降低导冷板与散热组件安装板之间的热交换。

优选的，所述散热齿外侧还设置挡风罩，所述挡风罩连接风机的出风口，挡风罩约束所述风机的出风朝向所述散热齿侧流动。

优选的，所述发热主体设置在框架主体内部，所述框架主体上开设有散热孔，所述散热孔处还设置第二级散热组件。

优选的，所述第二级散热组件包括设置在所述框架主体外侧并覆盖所述散热孔的连接板，所述连接板的底面即在框架主体的内部设置第二半导体制冷片，第二半导体制冷片的热面贴合所述连接板，第二半导体制冷片的冷面、所述连接板的表面均分别设置第二散热齿和第二风机，所述第二风机的出风口朝向所述第二散热齿设置，且第二风机的出风方向在连接板两侧相同。

优选的，所述第二半导体制冷片的冷面与第二散热齿和第二风机之间通过导冷板连接，所述第二半导体制冷片的冷面和热面还均贴合设置有导热垫，所述导热垫分别设置在第二半导体制冷片的热面与连接板之间、第二半导体制冷片的冷面与所述导冷板之间。

优选的，所述连接板与导冷板的面积大于所述第二半导体制冷片，在超出所述第二半导体制冷片的范围处，导冷板与连接板之间设置隔热架，隔热架的间隙处还填充有隔热泡棉。

优选的，在所述连接板的表面，所述第二散热齿外侧还设置第二挡风罩，所述第二挡风罩连接第二风机的出风口，第二挡风罩约束所述第二风机的出风朝向所述第二散热齿侧流动。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型利用帕尔帖原理，使用半导体制冷片在通电时一面吸收热量一面释放热量的效果，提供了一种散热结构。半导体制冷片的冷面贴合散热主体，并将散热主体产生的热量传导至热面，热面设置的散热组件能及时高效带走热量，从而达到降低散热主体温度的效果。

本实用新型提供与散热组件类似的第二级散热组件，当发热主体外部存在框架主体如外壳时，在框架主体上设置第二级散热组件从而对框架主体内部空间进行降温。此时，散热组件单对发热主体进行降温，第二级散热组件对框架主体内部空间进行降温，通过分割整体的散热，能有效降低了单个散热组件的散热压力，提高整机的温控能力。

另外，由于框架主体内部的热量是通过半导体制冷片传导到外部散热齿，再由风机吹走，框架内部的空间相对封闭，提高了设备在恶劣空气环境下的使用性。

本散热结构中散热组件的安装板通过螺钉连接半导体制冷片，方便安装和拆除，并且安装板的外形尺寸可以根据不同的设备进行调整，提高了散热结构的兼容性。

本实用新型尤其适用于激光雷达设备中激光器的散热，激光器封装相当于框架主体，通过设置的第二级散热组件，能够高效散热，保证激光雷达正常工作，同时散热结构不存在框架主体内部空气流动带来的灰尘静电吸附问题，适合激光器等高端装备使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为散热齿的结构示意图；

图3为本实用新型设置两级散热结构的示意图；

图4为图3中Ⅰ部分即第二级散热组件的结构放大图。

图中标注符号的含义如下：

10-发热主体

20-半导体制冷片 21-导热垫 22-隔热架 23-隔热泡棉

30-导冷板

40-散热组件安装板

50-散热齿 51-背板 52-翅片

60-风机 61-挡风罩

70-框架主体 71-散热孔 72-连接板

20b-第二半导体制冷片

50b-第二散热齿 60b-第二风机 61b-第二挡风罩。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案进行说明，以便于本领域的技术人员理解。

如图1-2所示，一种基于半导体制冷片的散热结构，该散热结构设置在激光器等发热主体10上。包括半导体制冷片20，半导体制冷片20的冷面和热面均贴合设置有导热垫21，半导体制冷片20的冷面侧，在导热垫21表面通过导冷板30与发热主体10的散热面贴合设置，半导体制冷片20的热面侧，导热垫21表面连接散热组件安装板40。

散热组件包括散热齿50和风机60，散热齿50的背板51连接散热组件安装板40，背板51相对一侧为间隔设置的多层翅片52，翅片52能够增加热交换面积，提高散热速度。风机60连接散热组件安装板40并设置在散热齿50翅片52的侧面，风机60的出风口朝向散热齿50设置，通过出风提高散热齿50表面空气流动，提高散热效率。

由此，半导体制冷片20将发热主体10的热量自冷面传递至热面最终传递至散热齿50，在风机60作用下，热量在散热齿50处加速散失，达到高效散热目的。

进一步的，导冷板30与散热组件安装板40的面积均大于所述半导体制冷片20，在超出所述半导体制冷片20的范围处，导冷板30与散热组件安装板40之间设置隔热架22，间隙处还填充隔热泡棉23，以降低导冷板30与散热组件安装板40之间的热量交换，并防止热短路。

所述隔热架22与导冷板30之间通过沉头螺钉连接，为了保证与散热组件安装板40的平整固定，还设置对位凹槽和凸台用于卡接。

另外，散热齿50外侧还可以设置挡风罩61，挡风罩61连接风机60的出风口，能够约束所述风机60的出风朝向所述散热齿50侧流动，提高出风利用率。

上述散热组件安装板40、散热齿50和风机60、挡风罩61均为可拆卸式连接，例如可以通过螺钉进行连接，方便安装和拆除。散热组件安装板40的外形尺寸还可以根据不同的散热主体10形状进行调整，提高了散热结构的兼容性。

实施例2

如图3-4所示，在实施例1的基础上，进一步的，当发热主体10外部存在框架主体70如外壳时，在框架主体上还设置第二级散热组件。第二级散热组件的基本结构与前述散热结构基本相同。具体的，框架主体70上开设散热孔71，第二级散热组件安装在散热孔处。第二级散热组件包括覆盖所述散热孔71的连接板72，连接板72的底面连接框架主体70的内部，连接板72的表面为框架主体70的外侧；连接板72由铝材或其它高导热率材质制成，以方便热量传递。连接板72的底面设置第二半导体制冷片20b，第二半导体制冷片20b的热面贴合连接板72的底面，第二半导体制冷片20b的冷面和所述连接板72的表面，还均分别设置第二散热齿50b和第二风机60b，所述第二风机60b的出风口朝向所述第二散热齿50b设置，且第二风机60b的出风方向在连接板72两侧相同。

为了提高框架主体70内外两侧的热交换速率，所述第二半导体制冷片20b的冷面与第二散热齿50b和第二风机60b之间通过导冷板30连接，所述第二半导体制冷片20b的冷面和热面还均贴合设置有导热垫21，所述导热垫21为硅胶材质，分别设置在第二半导体制冷片20b的热面与连接板72之间、第二半导体制冷片20b的冷面与所述导冷板30之间。

连接板72与导冷板30的面积大于所述第二半导体制冷片20b，在超出所述第二半导体制冷片20b的范围处，导冷板30与连接板72之间设置隔热架22，隔热架22的间隙处还填充有隔热泡棉23。

在框架主体70外，第二散热齿50b外侧还可以设置第二挡风罩61b，所述第二挡风罩61b连接第二风机60b的出风口，第二挡风罩61b约束所述第二风机60b的出风朝向所述第二散热齿50b侧流动，加速热量流动。

本实施例中，散热主体10根据实际需求可以安装在框架主体70的侧壁上，与散热主体10连接的半导体制冷片20及其它散热结构根据需求，可以设置在框架主体70外侧，本实用新型对此不做特别限制。

由此，在一个包含散热主体10的装置中，散热组件单对发热主体进行降温，第二级散热组件则对框架主体70内部空间进行降温。通过分割整体的散热，有效降低了单个散热组件的散热压力，提高整机的温控能力。

以上仅为本实用新型创造的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型创造；尽管参照前述实施方式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：凡在本实用新型创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于半导体制冷片的散热结构，该散热结构设置在发热主体（10）上，其特征在于，包括半导体制冷片（20）和散热组件，所述半导体制冷片（20）的冷面通过导冷板（30）与发热主体（10）的散热面贴合设置，半导体制冷片（20）的热面连接散热组件安装板（40）；所述散热组件包括散热齿（50）和风机（60），散热齿（50）的背板（51）连接散热组件安装板（40），背板（51）相对一侧间隔设置的多层翅片（52），所述风机（60）连接散热组件安装板（40），且风机（60）的出风口朝向所述翅片（52）设置；所述半导体制冷片（20）将发热主体（10）的热量自冷面传递至散热齿（50），并在风机（60）作用下加速热量散失。

2.如权利要求1所述的一种基于半导体制冷片的散热结构，其特征在于，所述半导体制冷片（20）的冷面和热面均贴合设置有导热垫（21），所述导热垫（21）为硅胶材质，导热垫（21）分别设置在半导体制冷片（20）的冷面与导冷板（30）之间、半导体制冷片（20）的热面与散热组件安装板（40）之间。

3.如权利要求1所述的一种基于半导体制冷片的散热结构，其特征在于，所述导冷板（30）与散热组件安装板（40）的面积均大于所述半导体制冷片（20），在超出所述半导体制冷片（20）的范围处，导冷板（30）与散热组件安装板（40）之间设置隔热架（22）以保证间距。

4.如权利要求1所述的一种基于半导体制冷片的散热结构，其特征在于，所述导冷板（30）与散热组件安装板（40）之间，在隔热架（22）的间隙位置，还填充有隔热泡棉（23）。

5.如权利要求1所述的一种基于半导体制冷片的散热结构，其特征在于，所述散热齿（50）外侧还设置挡风罩（61），所述挡风罩（61）连接风机（60）的出风口，挡风罩（61）约束所述风机（60）的出风朝向所述散热齿（50）侧流动。

6.如权利要求1所述的一种基于半导体制冷片的散热结构，其特征在于，所述发热主体（10）设置在框架主体（70）内部，所述框架主体（70）上开设有散热孔（71），所述散热孔（71）处还设置第二级散热组件。

7.如权利要求6所述的一种基于半导体制冷片的散热结构，其特征在于，所述第二级散热组件包括设置在所述框架主体（70）外侧并覆盖所述散热孔（71）的连接板（72），所述连接板（72）的底面即在框架主体（70）的内部设置第二半导体制冷片（20b），第二半导体制冷片（20b）的热面贴合所述连接板（72），第二半导体制冷片（20b）的冷面、所述连接板（72）的表面均分别设置第二散热齿（50b）和第二风机（60b），所述第二风机（60b）的出风口朝向所述第二散热齿（50b）设置，且第二风机（60b）的出风方向在连接板（72）两侧相同。

8.如权利要求7所述的一种基于半导体制冷片的散热结构，其特征在于，所述第二半导体制冷片（20b）的冷面与第二散热齿（50b）和第二风机（60b）之间通过导冷板（30）连接，所述第二半导体制冷片（20b）的冷面和热面还均贴合设置有导热垫（21），所述导热垫（21）分别设置在第二半导体制冷片（20b）的热面与连接板（72）之间、第二半导体制冷片（20b）的冷面与所述导冷板（30）之间。

9.如权利要求8所述的一种基于半导体制冷片的散热结构，其特征在于，所述连接板（72）与导冷板（30）的面积大于所述第二半导体制冷片（20b），在超出所述第二半导体制冷片（20b）的范围处，导冷板（30）与连接板（72）之间设置隔热架（22），隔热架（22）的间隙处还填充有隔热泡棉（23）。

10.如权利要求8所述的一种基于半导体制冷片的散热结构，其特征在于，在所述连接板（72）的表面，所述第二散热齿（50b）外侧还设置第二挡风罩（61b），所述第二挡风罩（61b）连接第二风机（60b）的出风口，第二挡风罩（61b）约束所述第二风机（60b）的出风朝向所述第二散热齿（50b）侧流动。