[實用新型]一種電力電子發熱器件的散熱裝置

有效

• 申請號: 201220405816.9
• 申請日: 2012-08-15
• 公開（公告）號: CN202713886U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 徐新旗
• 申請（專利權）人: 北京瑞德桑節能科技有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于電力電子冷卻領域，是一種高效的電子器件冷卻裝置，將發熱器件的表面與散熱裝置的吸熱面緊密貼合，接觸面涂抹導熱硅脂后可有效降低電力電子發熱器件的溫度。適用于發熱功率為30w-200w的電力電子發熱器件的散熱，將發熱器件的溫度控制在65℃以下。

背景技術

二十世紀六十年代至今，隨著微電子和光電子等行業的不斷發展，技術上的不斷進步，光電器件的集成度越來越高，工作時產生的熱量越來越多，熱流密度也越來越高。在半導體芯片領域，根據著名的摩爾定律，在價格不變的情況下，集成電路上可以容納的晶體管的數量每隔約十八個月就會增加一倍，其性能也將提升一倍。雖然技術的進步也同樣降低了單個晶體管的能量消耗，但是由于晶體管數目增長的速度大于單個晶體管能耗降低的速度，整體上造成了電子芯片的能耗是不斷增加的，如此多的熱量如不能及時地擴散掉，將會使芯片內部溫度逐漸上升，最終導致芯片停止工作。同時，芯片長時間在較高溫度下運行也會顯著地降低其使用壽命。隨著單個芯片上集成的晶體管數量的不斷增加，其功耗必然也會不斷地隨之增加，而當單個芯片的功耗超過70W后，其冷卻器件的價格會急劇上升。

在顯示技術領域，陰極射線管顯示器（CRT）由于其高質量的畫質曾經壟斷整個顯示行業，但是近年來液晶顯示（LCD）、等離子顯示（PDP）和激光顯示等新型的平板式顯示器正逐漸取代CRT顯示器成為市場上的主導產品，這主要是由于激光和發光二極管技術的進步引起的。與傳統CRT顯示不同，激光和發光二極管顯示都是采用固體光源，而解決這些固體光源的散熱難題也成了必須面對的新挑戰。由于激光以及發光二極管等器件對溫度很敏感，工作溫度的不穩定不但會嚴重影響畫面顯示質量，而且也會大大縮短光源的壽命，所以這些固體光源的工作溫度范圍很窄，允許的工作溫度波動范圍往往很小。此外，在顯示器播放運動畫面時，由于播放畫面的不一致性和畫面間的連續轉換，屏幕的局部區域所產生的熱量可能會有成百上千倍地增加，從而使保持整個屏幕光源工作溫度的均一性面臨更大的挑戰。因此，精確的工作溫度控制對這些光源來說不可或缺。

在照明領域，隨著技術的進步，采用發光二極管(LED)作為光源的照明燈正逐漸出現并替代傳統的燈具。LED照明具有高效、節能、環保、壽命長和響應速度快等特點，被認為將成為繼白熾燈、熒光燈、氣體放電燈之后的第四代光源，有廣闊的市場前景。目前，LED燈的發光效率為10%～20%，其余的能量最后轉化成熱能。由于LED的高功率和結構緊湊的特征，其工作過程中產生的余熱使芯片的封裝表面具有較高的熱流密度，這些熱量如果不能及時帶走，必將使發光二極管的溫度顯著升高，這種由溫升引起的熱效應對LED的性能產生嚴重的影響，可以使芯片的發射光譜發生紅移，影響出光效率，加速器件的老化，縮短使用壽命，甚至導致芯片燒毀。因此，LED芯片的散熱問題成了制約LED照明行業快速發展的關鍵問題。照明行業的用電量大約占社會用電量的12%左右，如果可以解決LED照明芯片的散熱問題，進而推動LED照明的普及，必將對我國節能減排做出巨大貢獻。

發明內容

本實用新型的目的在于：

解決現有電力電子設備與器件運行過程中存在的發熱量過大、器件溫度過高、工作壽命短、由于產熱引起的工作不穩定等問題；提供一種換熱效率高、結構設計緊湊、成本低、溫控能力強的相變式散熱裝置來解決電力電子設備運行中存在的熱問題。

為達到上述目的，本實用新型的技術解決方案是：

一種電力電子發熱器件的散熱裝置，適用于發熱功率為30w-200w的電力電子發熱器件，包括換熱主體部件、取熱板和封裝板，換熱主體部件集蒸發器與冷凝器為一體，其特征在于，換熱主體部件包括圓柱形的金屬外殼及均勻布置在所述金屬外殼外表面的金屬肋片，在所述金屬外殼的一個端面設置所述取熱板，另一個端面設置所述封裝板，且所述取熱板和封裝板的形狀與所述金屬外殼相應的配合端面的開口形狀一致，所述金屬外殼、取熱板和封裝板裝配后形成一封閉的圓柱形空腔。

優選地，換熱主體部件截面圓形直徑徑為20mm-200mm，長度為40mm-300mm。換熱主體部件的金屬外殼厚度為2mm-10mm。換熱主體部件外表面肋片的厚度2mm-10mm，肋片的高度為5mm-100mm，肋片間的間距為2mm-50mm。裝置的取熱板和封裝板的厚度為1mm-20mm。