[實用新型]熱超導翅片式散熱器及電器設備機箱

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720215614.0
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN207219248U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 仝愛星;斯奕超;羅啟洪
• 申請（專利權）人: 上海嘉熙科技有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙)31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本實用新型涉及一種大功率電子器件散熱用散熱器，特別是涉及一種熱超導翅片式散熱器及電器設備機箱。

背景技術

隨著電力電子技術的快速發(fā)展，模塊化、集成化、輕量化、低成本化和高可靠性的要求越來越高，因此在太陽能逆變器、不間斷電源(UPS)、充電樁、功率變換器(PCS)、有源電力濾波器(APF)、靜態(tài)無功補償器(SVG)、變頻器等電力設備上普遍采用MosFET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)、Diode(二極管)、IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)等功率器件。由于這些功率元器件的集成度越來越高，功率密度也越來越大，在工作時自身產(chǎn)生的熱量也越來越大，若不能及時快速將功率器件產(chǎn)生的熱散除，會導致功率器件中的芯片溫度升高，輕則造成效能降低，縮短使用壽命，重則會導致功率器件的失效和芯片的燒毀炸管。因此解決大功率器件散熱問題一直是困擾大功率器件封裝廠商和使用廠商的核心問題之一。

為了有效解決功率器件的散熱問題，通常將功率元器件固定在散熱器的基板上，通過基板將熱量傳導至散熱器的散熱翅片上，散熱翅片與空氣接觸面積大，通過空氣與散熱器翅片表面的對流換熱，將熱量散發(fā)到周圍環(huán)境中。

目前普遍采用自然對流或強制對流的鋁型材散熱器，包括鋁插片式散熱器、鋁鏟片式散熱器、鋁擠型散熱器和鋁焊接翅片式。由于鋁和鋁合金的導熱系數(shù)在220W/m.K以內，散熱片的翅片效率比較低，熱擴散性能差，因此散熱翅片受成本和重量限制，翅片厚度為0.8mm-2.0mm，翅片高度在90mm以內，散熱器基板與散熱翅片長度一致，且功率器件要均布在散熱器基板上，以減小基板擴散熱阻，提高散熱器的散熱能力。因此散熱器體積較大，重量較重。隨著大功率器件性能的提升，其單個器件熱流密度的增加，以及對體積小和重量輕的要求的提高，常規(guī)鋁散熱器已不能滿足高熱流密度大功率模塊的散熱需求。

此外，由于受散熱器翅片高度的限制(通常鋁散熱器翅片高度在80mm以內，否則因翅片效率隨高度增加而降低，對散熱能力提高有限但重量、體積和成本則成比例增加。)鋁翅片散熱器通常尺寸較大，一般都安裝在電器設備機箱的背部，如圖1所示，即為散熱器11位于電器設備機箱12的示意圖。對于需掛在墻壁上和立柱上的太陽能逆變器、小型風電變流器、充電樁等，散熱器直接靠近墻壁或立柱，即影響空氣的對流與散熱，又增加懸掛與固定的難度。

因此，急需開發(fā)一種既能滿足高熱流密度、大功率模塊散熱需求，又高效可靠、體積小、性價比高、可代替液冷散熱的通用性高效能散熱器。

實用新型內容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種熱超導翅片式散熱器及電器設備機箱，用于解決現(xiàn)有技術中的鋁型材散熱器存在的體積大、重量重、散熱能力差，不能滿足高熱流密度大功率模塊的散熱需求的問題；以及現(xiàn)有的散熱器只能安裝在電器設備機箱的背部而導致的影響空氣的對流與散熱、懸掛及固定難度大的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種熱超導翅片式散熱器，所述熱超導翅片式散熱器包括：

散熱器基板；

若干個熱超導散熱翅片，插設于所述散熱器基板的表面；所述熱超導散熱翅片為復合板式結構，所述熱超導散熱翅片內形成有特定形狀的熱超導管路，所述熱超導管路為封閉管路，所述熱超導管路內填充有傳熱工質；若干個所述熱超導散熱翅片在所述散熱器基板所在平面內的投影面積大于所述散熱器基板的面積。

作為本實用新型的熱超導翅片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述熱超導散熱翅片的長度方向與所述散熱器基板的寬度方向一致，且所述熱超導散熱翅片的長度大于所述散熱器基板的寬度。

作為本實用新型的熱超導翅片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述熱超導散熱翅片的長度方向與所述散熱器基板的長度方向一致，且所述熱超導散熱翅片的長度大于所述散熱器基板的長度。

作為本實用新型的熱超導翅片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述熱超導散熱翅片呈單面脹形態(tài)、雙面脹形態(tài)或雙面平形態(tài)。

作為本實用新型的熱超導翅片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述熱超導管路的形狀為六邊形蜂窩狀、圓形蜂窩狀、四邊形蜂窩狀、矩形網(wǎng)格狀、首尾串聯(lián)的多個U形、菱形、三角形、圓環(huán)形或其中任一種以上的任意組合。

作為本實用新型的熱超導翅片式散熱器的一種優(yōu)選方案，所述散熱器基板表面開設有若干個間隔排布的溝槽，所述熱超導散熱翅片的一側邊垂直插入所述溝槽內，并通過機械擠壓、導熱膠粘結、攪拌摩擦焊接或釬焊焊接中的任意一種或任意一種以上的組合方式與所述散熱器基板固定連接。