[發明專利]一種電子元器件散熱器和方法

有效

• 申請號: 201310105599.0
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN104080311B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 袁衛星;楊波;任柯先;楊宇飛
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所 11324
• 代理人: 李強

1.一種金屬固液相變和蒸汽壓縮式制冷循環相結合的電子元器件散熱器，其特征在于包括：

相變金屬封裝盒(1)，其中封裝有低溫固液相變金屬(1-1)，

蒸汽壓縮式制冷子系統(2)，

其中，所述相變金屬封裝盒(1)與待冷卻的電子元器件熱接觸，

所述制冷子系統(2)包括冷凝機組(2-1)和蒸發器(2-2)，

其中，蒸發器(2-2)封裝在相變金屬封裝盒(1)內并浸泡在相變金屬(1-1)中，

當電子元器件功率突升，散熱量迅速增加，相變金屬(1-1)熔化成液態，在較短時間內帶走大量的熱量，與此同時制冷子系統(2)啟動；

待電子元器件制冷子系統(2)啟動完畢開始進入穩定工作狀態時，制冷劑經冷凝機組(2-1)壓縮、冷凝、節流，進入蒸發器(2-2)蒸發，帶走電子元器件的產生的熱量，同時帶走金屬液固相變產生的熱量，液態金屬冷凝成固態，蒸發后的制冷劑以氣態形式回到冷凝機組(2-1)，完成一個蒸汽壓縮式制冷循環。

2.根據權利要求1所述的金屬相變和蒸汽壓縮式制冷循環相結合的電子元器件散熱器，其特征在于：

相變金屬封裝盒(1)四周外壁及頂部可布置有翅片(1-2)，盒體、翅片均為高導熱系數的材料。

3.根據權利要求1所述的金屬相變和蒸汽壓縮式制冷循環相結合的電子元器件散熱器，其特征在于：

蒸發器管路從與重力相反的方向進入封裝盒。

4.根據權利要求1所述的金屬相變和蒸汽壓縮式制冷循環相結合的電子元器件散熱器，其特征在于：

制冷子系統(2)的啟動信號來自于貼在電子元器件表面的溫度傳感器，

當電子元器件溫度達到接近相變金屬(1)熔點的設定值時，制冷子系統(2)啟動；

當電子元器件溫度隨后降至所述設定值以下某個溫度時，相變金屬(1-1)完全凝固，制冷子系統(2)停止運行，避免蒸發溫度過低可能產生冷凝水，保證電子設備的安全工作；電子元器件少量的產熱由空氣通過金屬封裝盒四周的翅片帶走。

5.一種金屬相變和蒸汽壓縮式制冷循環相結合的電子元器件散熱方法，其特征在于包括：

使相變金屬封裝盒(1)與待冷卻的電子元器件熱接觸，所述相變金屬封裝盒(1)中封裝有相變金屬(1-1)，

當電子元器件功率突升而使散熱量迅速增加時，此時相變金屬(1-1)熔化成液態，在較短時間內帶走大量的熱量，同時啟動蒸汽壓縮式制冷子系統(2)，

其中，

所述制冷子系統(2)包括冷凝機組(2-1)和蒸發器(2-2)，

蒸發器(2-2)封裝在相變金屬封裝盒(1)內并浸泡在相變金屬(1-1)中，

待制冷子系統(2)啟動完畢開始進入穩定工作狀態時，制冷劑經冷凝機組(2-1)壓縮、冷凝、節流，進入蒸發器(2-2)蒸發，帶走電子元器件的產生的熱量，同時帶走金屬液固相變產生的熱量，液態金屬冷凝成固態，蒸發后的制冷劑以氣態形式回到冷凝機組(2-1)，完成一個蒸汽壓縮式制冷循環，

制冷子系統(2)的啟動信號來自于貼在電子元器件表面的溫度傳感器，

當電子元器件溫度達到接近相變金屬(1)熔點的設定值時，制冷子系統(2)啟動；

當電子元器件溫度隨后降至所述設定值以下某個溫度時，制冷子系統(2)停止運行，相變金屬(1-1)完全凝固，制冷子系統(2)停止運行，避免蒸發溫度過低可能產生冷凝水，保證電子設備的安全工作；電子元器件少量的產熱由空氣通過金屬封裝盒四周的翅片帶走。