[發明專利]一種環路熱管用溫差電致冷器

在審

• 申請號: 201410746371.4
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN105737432A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 安曉雨;馬洪奎;楊文昭;梁亮;鄭旭
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: F25B21/02
• 分類號: F25B21/02;F28D15/02
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明屬于溫差電技術領域，特別是涉及一種環路熱管用溫差電致冷器。

背景技術

目前，隨著科技的迅速發展，許多電子產品有著小型化、精致化的趨勢，但性能要求越來越高，相對使用的功率必定也越來越高。這樣，電子組件表面的發熱密度將迅猛增加，相應的熱處理問題就變得十分尖銳。例如計算機CPU，VGA，南北橋芯片組或通訊組件PA等。如何在有限的空間解決這類散熱問題，確保電子產品的正常功能成為了急需解決的關鍵技術問題和商業化需求。

環路熱管(LoopHeatPipe)是一種高效的相變傳熱裝置,它由蒸發器、補償器、冷凝器組成,通過氣液傳輸管路連接成回路,利用毛細芯提供的毛細壓力循環工質進行從熱源到熱沉的相變傳熱。環路熱管具有氣液管路分離、蒸發器和補償器一體化的結構特點,從而決定了其氣液攜帶阻力小、啟動快速靈活、多方位長距離傳輸熱量的傳熱特點,已成為航空熱控制系統的首選傳熱元件,在地面電子設備的冷卻系統中也正發揮著越來越重要的作用。

回路熱管傳熱性能由四個關鍵技術指標，最低啟動功率，最高運行功率，穩定操作溫度以及回路的熱阻，本專利即針對最低啟動功率問題提出一種高效、大功率、高熱流密度的致冷器，可有效的解決熱管的啟動問題。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種環路熱管用溫差電致冷器。

本發明的目的是提供一種具有體積小、功率大、熱流密度大等特點，適用于環路熱管的啟動，有效地保證環路熱管正常有效的熱驅動、保持環路熱管正常運行的環路熱管用溫差電致冷器。

本發明環路熱管用溫差電致冷器由熱面陶瓷片、冷面陶瓷片、P型溫差電元件、N型溫差電元件、導流片、正極導線、負極導線構成。

溫差電元件對數為71對；溫差電元件的幾何尺寸為1.05mmX1.05mmX2.0mm；溫差電元件間距為0.6mm。陶瓷片為W-Mn合金燒結的金屬化圖形，陶瓷片幾何尺寸為(23.0±0.05)mmX(23.0±0.05)mmX(0.65±0.05)mm。導流片的材質為T2Y2紫銅板，純度為≥99.90％，厚度為0.3mm。致冷器的正負極引出線為AWG22導線，滿足過流要求；

首次引入浪涌電流檢測技術，致冷器啟動過程不存在浪涌現象，對其上級的DC-DC模塊無電子學影響。

采用無擾動焊接的引出線焊接技術，避免試驗過程中應力引入，提高焊接可靠性。無擾動焊接系統由支架、螺桿機構和彈簧構成。無擾動焊接系統的支架為不銹鋼材質，采用線切割和銑削加工工藝加工，保證強度和剛度的同時，保證支架的底板部分和螺桿機構部分的平行以及他們與側板的垂直度；無擾動焊接系統的螺桿機構材質為6061鋁合金，地面平面度＜0.02mm，平行度≤0.03mm；無擾動焊接系統的彈簧機構的材質為高性能的60Si2CrVA合金加工構成。

環路熱管用溫差電致冷器，最大溫差ΔTmax：≥68℃；最大溫差電壓Umax：8.2V±0.8V；最大溫差電流Imax：3A±0.3A；最大致冷功率Qcmax：≥14W。

本發明環路熱管用溫差電致冷器所采取的技術方案是：

一種環路熱管用溫差電致冷器，其特點是：環路熱管用溫差電致冷器包括熱面陶瓷片、冷面陶瓷片、P型溫差電元件、N型溫差電元件、導流片、正極導線和負極導線，溫差電致冷器為正方形結構，正方形結構熱面陶瓷片和正方形結構冷面陶瓷片有經過浸錫表行處理的焊料層，正方形結構熱面陶瓷片和正方形結構冷面陶瓷片間均勻排布有71對P型溫差電元件和N型溫差電元件，P型溫差電元件、N型溫差電元件由導流片依次串聯在一起，引出正極導線和負極導線。

本發明環路熱管用溫差電致冷器還可以采用如下技術方案：

所述的環路熱管用溫差電致冷器，其特點是：正方形結構熱面陶瓷片和正方形結構冷面陶瓷片厚度一致性強的表面，磨片后的陶瓷片焊料層厚度為0.15±0.05mm。

所述的環路熱管用溫差電致冷器，其特點是：正方形結構熱面陶瓷片和正方形結構冷面陶瓷片幾何尺寸長、寬、厚分別為23.0±0.05mm、23.0±0.05mm、0.65±0.05mm。

所述的環路熱管用溫差電致冷器，其特點是：P型溫差電元件、N型溫差電元件的幾何尺寸為1.05mmX1.05mmX2.0mm；P型溫差電元件、N型溫差電元件間距為0.6mm。

本發明具有以下特點：

1、首次引入無擾動焊接技術，通過設計專用引線焊接工裝，讓引出線與焊盤保持絕對靜止狀態，避免機械應力存在，提高可靠性；