CN2826690Y - 一种大功耗功率器件散热装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种大功耗电子器件以及计算机中央处理器CPU的散热装置。现有散热装置结构较为复杂、安装空间很大且散热效率也不十分显著。本实用新型在大功耗电子器件的散热面上装有蒸发器，蒸发器内设有蛇型管路。蒸发器、压缩机、散热器、节流元件通过制冷管路连接。控制器分别与节流元件和安装在蒸发器上的传感器信号连接。该循环装置内装有冷却介质。本实用新型克服了传统系统降温效率不高，温度不宜控制，散热器体积过大的缺点。

Description

一种大功耗功率器件散热装置
技术领域
本实用新型涉及一种散热装置，尤其涉及电子设备中的大功耗电子器件如：电力换流、电机驱动、广播电视射频信号功率放大等设备里的功率电子器件的散热装置，以及计算机服务及计算机通讯系统中功耗较大的中央处理器CPU的散热装置等。
背景技术
功率器件主要用于电力换流设备，电机驱动设备，广播电视转播设备等需要功率放大和功率驱动的电子设备中。处于大电流和大功率工况下工作的电子器件，通常情况下自身的功率消耗也很大，因此在正常工作时它会产生大量的热量。若在工作时不及时将器件所产生的热量导出，功率器件的温度将会迅速升得很高，从而直接影响电子设备的可靠运行。相同的问题也发生在计算机服务及计算机通讯系统的中央处理器CPU上，当高速运行的CPU所产生的热量不及时冷却，CPU的运行就会出错，从而导致计算机系统的不稳定，严重时会引发CPU器件损坏。
传统给这些电子器件冷却的做法是：将大功耗电子器件安装在一散热器上，并且通过在散热器内部或周围通冷却水或通冷却风来实现将热量从散热器转移到电子设备的外部。散热器通常是由相对大的块状材料制成，它具有很好的热传导和热惯性性能。一流通通道形成在块状物中，冷却水或冷却风通过该通道循环，它吸收热量，并将其带出系统。实践证明这是较为有效的散热方法。但是，大功耗电子器件采用通风方式降温，往往需要很大的散热器和较强的通风功率，否则很难使器件工作在正常的工作温度范围。采用通水冷却，不失为一种较好的电子器件散热技术，但是电子器件上的温度也较难控制，有时还会超出正常的运行范围。此外，水冷却回路需要水控制构件，例如：水泵、热交换器以及需要将热量从散热器传送到外部环境的装置，一般结构较为复杂、安装空间很大且散热效率也不十分显著。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够改善大功耗电子器件的散热效果，提高电子设备运行的可靠性，同时减小一次散热器在设备内部的尺寸的大功耗电子器件散热装置。
该散热装置是在大功耗电子器件的散热面上装有蒸发器，蒸发器内设有蛇型管路。蒸发器的出口与压缩机的入口、压缩机的出口与散热器的入口、散热器的出口与节流元件的入口、节流元件的出口与蒸发器的入口都通过制冷管路连接。控制器分别与节流元件和安装在蒸发器上的传感器信号连接。该循环装置内装有冷却介质。
蒸发器内的流通通道也可以采用其他形式，只要增加制冷介质与蒸发器的接触面积都可实现发明目的。
压缩机和散热器都是成熟产品，可以通过购买取得。
节流元件可以采用电子膨胀阀。控制器可以采用东芝TMP87PH46N单片机。
本实用新型采用卡诺制冷循环原理将热量迅速转移至设备的外部。使在设备内部的散热器更小、降温效果更好，更有利于安装。安装在设备外部的散热器通常空间大，散热器的散热面积也大，因此效果较好。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，该散热装置是在大功耗电子器件9的散热面上装有蒸发器1，蒸发器1内设有蛇型管路4。蒸发器1的出口与压缩机3的入口、压缩机3的出口与散热器2的入口、散热器2的出口与电子膨胀阀6的入口、电子膨胀阀6的出口与蒸发器1的入口都通过制冷管路8连接。控制器7分别与电子膨胀阀6和安装在蒸发器1上的传感器5信号连接。该循环装置内装有冷却介质。
工作时气态制冷介质通过压缩机3被传送到散热器2，并在散热器2的冷却下变成液态的高压制冷介质；液态高压制冷介质又通过电子膨胀阀6进入蒸发器1，在蒸发器1制冷介质汽化并吸收大功耗电子器件9传递到蒸发器1上的热量，气态制冷介质循环到了压缩机3的入口，实现了发热元器件的散热过程。控制器7通过贴在蒸发器1上的传感器5获取电子元器件上的温度信号，发控制信号给电子膨胀阀6，从而获取在电子膨胀阀6上所需的节流状态，以实现最佳控制。
本实用新型有效地解决了将发热源热量快速导出的问题，是大功耗功率器件降温的一种有效解决办法，它克服了传统系统降温效率不高，温度不宜控制，散热器体积过大的缺点。因为其有效性，在同功率散热器下，本系统与现有技术相比允许安装更大功耗的功率器件。

Claims (1)

1、一种大功耗功率器件散热装置，其特征在于大功耗功率器件的散热面上设置有蒸发器，蒸发器内设有蛇型管路；蒸发器的出口与压缩机的入口、压缩机的出口与散热器的入口、散热器的出口与节流元件的入口、节流元件的出口与蒸发器的入口都通过制冷管路连接；控制器分别与节流元件和安装在蒸发器上的传感器信号连接；该循环装置内装有冷却介质。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100445659C (zh) * 2007-02-12 2008-12-24 格林斯潘控制技术（上海）有限公司 一种变频功率驱动模块散热机构
WO2011075929A1 (zh) * 2009-12-25 2011-06-30 中国科学院电工研究所 超级计算机表贴式蒸发冷却装置
CN101242728B (zh) * 2007-02-08 2011-11-09 李建民 带压缩机的功率器件热控制器

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