[發明專利]一種大功率器件的散熱裝置

在審

• 申請號: 201811296780.3
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109346451A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 李鋒林;宋曉偉;李佩;趙輝;郭鑫
• 申請（專利權）人: 西安艾索信息技術有限公司
• 主分類號: H01L23/427
• 分類號: H01L23/427;H01L23/367;H01L23/373
• 代理公司: 西安毅聯專利代理有限公司 61225
• 代理人: 楊燕珠

本發明提供了一種大功率器件的散熱裝置，包括中空的散熱裝置本體、設置在散熱裝置本體上部的上蓋。散熱裝置本體下部開設有灌封口，灌封口上連接有灌封蓋。散熱裝置本體、上蓋、灌封蓋三者連接后形成密閉的腔體，腔體內設有散熱體及相變材料。上蓋的上表面為大功率器件的接觸面，上蓋的下表面連接有散熱體，且散熱體有若干個。在腔體內，散熱體與相變材料的體積占比為1:4~1:6，且散熱體下端與散熱裝置本體之間留有間隙。本發明的優點是：相變材料與散熱體結合使用，在有限空間內大功率器件的熱量能夠快速的將熱均勻的傳導到散熱體及相變材料中，在短時間內保證設備不會因為溫度過高而停止工作。

技術領域

本發明涉及電氣設備散熱技術領域，尤其涉及在具有有限空間的密閉設備中使用的一種大功率器件的散熱裝置。

背景技術

散熱方法一般有自然冷卻，加散熱片散熱，加風扇進行散熱，水冷等。在有限空間內，大功率的器件自然冷卻的能力有限，達不到有效的散熱目的。加散熱片散熱，在有限的空間內，和自然冷卻的效果一樣，只是相當于增大了儲熱能力，但是儲熱能力受限于空間的大小。加風扇散熱，根據器件的功耗，可以選擇合適的風扇進行有效的散熱，但是在本設備使用的環境中不可取。水冷主要是在本使用環境中可靠性差，不可維修性、內腔空間大小限制所以不能采取。

相變材料(PCM - Phase Change Material)是指溫度不變的情況下而改變物質狀態并能提供潛熱的物質。轉變物理性質的過程稱為相變過程，這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。這種材料一旦在人類生活被廣泛應用，將成為節能環保的最佳綠色環保載體，在我國已經列為國家級研發利用序列。

目前也有很多散熱裝置采用相變材料進行散熱，通過相變材料將設備工作時散發的熱量吸收，從而對設備進行降溫而避免因溫度過高而導致停機的問題。但是相變材料的熱導率很低，熱量在短時間內無法很快的全部被相變材料吸收，相變材料導熱太慢可能會出現接近設備的相變材料已經熔化，而遠離設備的相變材料還是固態的情況，使得相變材料達不到對設備散發的熱量的有效吸收。

有鑒于此，有必要對現有技術中的散熱裝置予以改進，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用在具有有限空間、封閉裝置中的大功率元器件的散熱裝置，以解決大功率元器件因散熱慢導致的因溫度過高而停止工作的問題。

實現發明目的的技術方案如下：一種大功率器件的散熱裝置，包括中空的散熱裝置本體、設置在散熱裝置本體上部的上蓋。散熱裝置本體下部開設有灌封口，灌封口上連接有灌封蓋。散熱裝置本體、上蓋、灌封蓋三者連接后形成密閉的腔體，腔體內設有散熱體及相變材料。上蓋的上表面為大功率器件的接觸面，上蓋的下表面連接有散熱體，且散熱體有若干個。在腔體內，散熱體與相變材料的體積占比為1:4~1:6，且散熱體下端與散熱裝置本體之間留有間隙。

進一步的，為了保證在工作中，散熱體散發的熱量能夠全部被相變材料吸收，每個相鄰的散熱體之間的距離為5~8mm，防止由于相變材料熱導率低而出現部分相變材料完成相變，而其他相變材料還是固體，散熱體熱量沒有被快速吸收的情況。

進一步的，為了更好的使通過上蓋吸收的熱量快速的傳送到散熱體上，將若干個散熱體與上蓋一體成型，且將散熱體均勻的設置在上蓋的下表面。

進一步的，散熱裝置本體、上蓋、散熱體的均采用鋁合金材料制成。

進一步的，散熱體橫截面為圓形、橢圓形或方形，散熱體的橫截面可根據實際空間需求進行調整。

進一步的，相變材料為固-液相變材料，固-液相變材料為石蠟。固-液相變材料為石蠟，石蠟在相變過程中吸熱但是本身溫度基本不變，能夠吸收大功率器件在工作時產生的大量的熱，使大功率器件保持正常工作。

進一步的，在散熱裝置本體上部內側及灌封口內側開設有用于放置密封圈的槽，密封圈用于加強散熱裝置的密封效果。