[發(fā)明專(zhuān)利]多級(jí)電暈風(fēng)散熱裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910409110.6
• 申請(qǐng)日: 2019-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110085562A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王際輝;胡學(xué)功
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01L23/467
• 分類(lèi)號(hào): H01L23/467
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種多級(jí)電暈風(fēng)散熱裝置，包括：熱沉，包括肋基和擴(kuò)展散熱面積的肋片，肋基與熱源接觸且固定于熱源之上；針電極組，作為發(fā)射極，位于熱沉的肋間隙內(nèi)，與熱沉無(wú)物理接觸；孔板電極，作為集電極，絕緣安裝于熱沉上，與針電極組共同組成電極對(duì)，但與針電極組無(wú)物理接觸；高壓電源，持續(xù)輸出高電壓，其高壓端與針電極連接以向針電極提供高電壓，其接地端與孔板電極連接。本發(fā)明提供的多級(jí)電暈風(fēng)散熱裝置能大幅提高空氣的對(duì)流換熱系數(shù)，進(jìn)而提高熱沉的換熱能力，使得熱沉所需面積、體積和重量減少；并能根據(jù)熱沉的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)電暈放電的級(jí)數(shù)，可適用于較寬的熱功率范圍；且該裝置無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便，具有高可靠性，便于批量化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電暈風(fēng)散熱裝置。

背景技術(shù)

在散熱過(guò)程中，由于空氣的對(duì)流換熱系數(shù)很低，相比金屬熱沉的導(dǎo)熱熱阻，從熱沉到空氣側(cè)的對(duì)流換熱熱阻一般都非常大，是整個(gè)散熱過(guò)程中的瓶頸部分。在電力電子等行業(yè)中，電子元器件尤其是半導(dǎo)體元器件都需要工作在額定溫度以?xún)?nèi)，一旦超溫，元器件壽命會(huì)大幅下降，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)燒毀。因此，需要熱沉及時(shí)將元器件發(fā)出的熱量帶走。通過(guò)提高空氣的對(duì)流換熱系數(shù)來(lái)強(qiáng)化熱沉的換熱能力，可以有效保證電子元器件的安全工作，同時(shí)可以減少熱沉的散熱面積，使得熱沉的體積和重量減少，有利于節(jié)能環(huán)保和空間利用。

在提高空氣對(duì)流換熱系數(shù)的手段中，最常用的方法為加裝風(fēng)扇。風(fēng)扇靠電機(jī)帶動(dòng)扇葉高速運(yùn)動(dòng)以提高風(fēng)速，但運(yùn)動(dòng)部件會(huì)帶來(lái)很高的不可靠性，以及較大的噪音和振動(dòng)，這對(duì)電子元器件的工作都是不利的。另外，當(dāng)熱沉的風(fēng)道較長(zhǎng)時(shí)，風(fēng)扇提供的風(fēng)速在流動(dòng)中會(huì)逐漸衰減，局部對(duì)流換熱系數(shù)沿著空氣流動(dòng)方向越來(lái)越低。將風(fēng)扇多級(jí)串聯(lián)會(huì)導(dǎo)致更大的噪音和安全隱患，且無(wú)助于增加風(fēng)量。

因此，需要一種散熱裝置，在提高風(fēng)速的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、無(wú)噪音和無(wú)振動(dòng)；同時(shí)可以根據(jù)需要多級(jí)串聯(lián)或并聯(lián)，以滿(mǎn)足熱沉風(fēng)道較長(zhǎng)的使用條件。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種多級(jí)電暈風(fēng)散熱裝置，以期至少部分的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供了一種多級(jí)電暈風(fēng)散熱裝置，包括：

一熱沉，包括肋基和擴(kuò)展散熱面積的肋片，肋基與熱源接觸且固定于熱源之上；

一針電極組，作為發(fā)射極，位于熱沉的肋間隙內(nèi)，與熱沉無(wú)物理接觸；

一孔板電極，作為集電極，絕緣安裝于熱沉上，與針電極組共同組成電極對(duì)，但與針電極組無(wú)物理接觸；以及

一高壓電源，持續(xù)輸出高電壓，其高壓端與針電極連接以向針電極提供高電壓，其接地端與孔板電極連接。

其中，所述熱沉上開(kāi)有多個(gè)橫槽，方向與肋片垂直，橫槽數(shù)量等于所述孔板電極的數(shù)量；橫槽區(qū)域的肋片從根部被切斷，只保留肋基部分；

其中，所述針電極組包含框架和框架上布置的多個(gè)針電極；所述針電極組上的針電極根部粗、頂端尖，針尖為直徑0.05mm～0.5mm的半球形；其中，所述針電極組的材質(zhì)為不銹鋼、鎢鋼或鎢；其中，所述針電極組上的針電極有多排，對(duì)應(yīng)的孔板電極有多個(gè)；

其中，所述孔板電極具有多個(gè)陣列的通孔，與所述針電極組共同組成多級(jí)電極對(duì)；所述通孔形狀為圓形、方形或菱形；其中，所述孔板電極的材質(zhì)為不銹鋼、銅合金或鋁合金；所述孔板電極的厚度小于橫槽寬度，與肋片不接觸；

其中，所述高壓電源輸出的高電壓是直流正極性、直流負(fù)極性或交流，電壓為千伏級(jí)0V～30kV。

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的多級(jí)電暈風(fēng)散熱裝置具有以下有益效果：