CN108184320B - 一种用于功率放大器的散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于功率放大器的散热器，包括金属壳体，所述金属壳体的内轮廓与功率放大器的形状相匹配，所述金属壳体内填充有网状均温导热介质基体，所述网状均温导热介质基体吸附有相变材料。本发明通过在散热器的金属壳体内填充有网状均温导热介质基体，并在网状均温导热介质基体的网状空隙中吸附有相变材料，从而可以利用网状均温导热介质基体的高导热性能和相变材料的高吸热性能，将热量快速地从功率放大器经散热器的金属壳体传导到相变材料中，使相变材料融化，起到良好的导热效果，适用于类似真空的应用环境，可广泛应用于功率放大器的散热领域中。
Description
技术领域
本发明涉及散热技术领域，特别是涉及一种用于功率放大器的散热器。
背景技术
常规的电子产品散热方式是采用散热器将电子产品发热元件的热量扩散至周围空气中。在高空中，随着海拔增高空气逐渐稀薄，传统的散热方式效果越来越差，当电子元件应用在飞行器类产品上，飞行在2万米以上的高空中，这种散热方式基本无效。
针对海拔2万米以上的高空环境，目前常用的方法是靠产品本身材料的温升来吸热，对于多数发热量小的电子产品是可以的。对于功率放大器之类的发热量大的产品，为满足散热要求，就要求有较大的体积和重量，这与飞行器类产品对体积和重量的极致要求相悖。
另外，目前有通过设置热管来起散热作用的方法，但是在高空环境中，普通的热管由于内部填充介质是纯净水，在低温下无法工作，在高温下会发生爆裂，需要采用替代的填充介质，这增加了成本，并且效果也比填充纯净水的差。而且热管在散热器上的安装方式，不管是焊接、卡接还是胶粘，均要求人工操作，需要较高的生产技术，难以通过自动化生产来控制不同散热器之间的产品质量一致性。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种用于功率放大器的散热器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于功率放大器的散热器，包括金属壳体，所述金属壳体的内轮廓与功率放大器的形状相匹配，所述金属壳体内填充有网状均温导热介质基体，所述网状均温导热介质基体吸附有相变材料。
进一步，所述网状均温导热介质基体采用多孔石墨、泡沫铜或泡沫铝。
进一步，所述相变材料采用高碳醇。
进一步，所述金属壳体内设有多个散热鳍片，所述网状均温导热介质基体填充在多个散热鳍片之间。
进一步，所述金属壳体内还设有多个用于加强金属壳体刚度的加强筋，且所述多个加强筋与多个散热鳍片均具有空隙，使得金属壳体内部空间为连通空间。
进一步，所述散热鳍片的厚度为1～1.5mm，所述加强筋的高度为1.4～1.6mm。
进一步，所述多个加强筋与多个散热鳍片之间的间隙均大于1mm。
进一步，所述散热鳍片之间的间距为5～10mm。
进一步，所述金属壳体的厚度大于1.5mm。
本发明的有益效果是：本发明通过在散热器的金属壳体内填充有网状均温导热介质基体，并在网状均温导热介质基体的网状空隙中吸附有相变材料，从而可以利用网状均温导热介质基体的高导热性能和相变材料的高吸热性能，将热量快速地从功率放大器经散热器的金属壳体传导到相变材料中，使相变材料融化，起到良好的导热效果，适用于类似真空的应用环境，而且本散热器适合批量自动化生产。
附图说明
图1是本发明的一种用于功率放大器的散热器的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提供了一种用于功率放大器的散热器，用于对功率放大器6进行散热，所述散热器包括金属壳体1，所述金属壳体1的内轮廓与功率放大器6的形状相匹配，所述金属壳体1内填充有网状均温导热介质基体2，所述网状均温导热介质基体2吸附有相变材料3。
金属壳体1的内轮廓与功率放大器6的形状相匹配，图1中，功率放大器6为圆柱形，金属壳体1由上下两部分构成，且金属壳体1的内轮廓由两个半圆柱形构成，使用时，将金属壳体1的上下两部分扣在功率放大器6上，从而金属壳体1与功率放大器6相匹配，实现良好的散热效果。
另外，当功率放大器6为平板型时，则金属壳体1的内轮廓制作成平板型即可与功率放大器6相匹配。
当功率放大器6采用环形形状时，金属壳体1的内轮廓对应设置为环形形状，且金属壳体1可以由两部分组成，便于安装到功率放大器6上，实现匹配安装。
当功率放大器6采用方形形状时，则金属壳体1的内轮廓对应的为方形。总之，本方案中，金属壳体1的内轮廓与功率放大器6的形状相匹配，从而可以贴合在与功率放大器6上，对功率放大器6进行散热。
本方案，通过在散热器的金属壳体1内填充有网状均温导热介质基体2，并在网状均温导热介质基体2的网状空隙中吸附有相变材料3，从而可以利用网状均温导热介质基体2的高导热性能和相变材料3的高吸热性能，将热量快速地从功率放大器6经散热器的金属壳体1传导到相变材料中，使相变材料融化，起到良好的导热效果，适用于类似真空的应用环境，而且本散热器适合批量自动化生产。
进一步作为优选的实施方式，所述网状均温导热介质基体2采用多孔石墨、泡沫铜或泡沫铝。多孔石墨、泡沫铜或泡沫铝是空隙率很高的海绵状材料，孔隙率在85％以上，石墨、铜或铝均为导热良好的材料，可以用来改善相变材料本身导热差带来的温度不均匀问题，并且不受重力方向影响。
进一步作为优选的实施方式，所述相变材料3采用高碳醇。
高碳醇是一种有机相变材料，其由固态变液态的相变过程中可以吸收大量热，可以吸收功率放大器6产生的热量，保证其工作在允许的温度范围。本方案中，相变材料3从固态变液态时，根据各位置吸收热量的不同，可以在网状均温导热介质基体2内自由流动，两者结合实现良好导热效果。
另外，高碳醇为有机复合材料系列，在20-85℃温度范围内的各温度段基本都有对应的材料种类，方便使用。而且高碳醇的密度通常很小(液态下，小于1g/cm3)，填充材料的量也比较小(小于15％)。
进一步作为优选的实施方式，所述金属壳体1内设有多个散热鳍片4，所述网状均温导热介质基体2填充在多个散热鳍片4之间。
散热鳍片4可以将相变材料3产生的热量更好地传递到金属壳体1，使得散热效果更佳。
金属壳体1优选采用铝合金材料，散热效果好，且密度小，保证散热效果的同时，可以保证散热器的轻型化。
进一步作为优选的实施方式，所述金属壳体1内还设有多个用于加强金属壳体1刚度的加强筋5，且所述多个加强筋5与多个散热鳍片4均具有空隙，使得金属壳体1内部空间为连通空间。
加强筋5与散热鳍片4之间均具有空隙，从而不会形成封闭的单独腔体，避免对相变材料的灌装和相变过程中相变材料的流动造成影响。
加强筋5与散热鳍片4的数量可以相同，也可以不同。根据刚度要求和散热要求进行设置。
进一步作为优选的实施方式，所述散热鳍片4的厚度为1～1.5mm，所述加强筋5的高度为1.4～1.6mm。通过设置加强筋5后，可以增大金属壳体1的刚度，减少相变材料相变过程中内部气压变化导致的金属壳体1的变形。
进一步作为优选的实施方式，所述多个加强筋5与多个散热鳍片4之间的间隙均大于1mm。
进一步作为优选的实施方式，所述散热鳍片4之间的间距为5～10mm。散热鳍片4之间的间距主要由散热器的工作时间决定，工作时间越长，间距越大，可以达到10mm，从而可以填充更多的相变材料，实现更好的散热，而且可以实现更为轻型化的设计。
进一步作为优选的实施方式，所述金属壳体1的厚度大于1.5mm。另外，金属壳体1的厚度上限可以根据功率放大器6的尺寸来设定，一般来说，小于10mm。
总的来说，本散热器通过在金属壳体1内生长散热鳍片4，在散热鳍片4之间填充网状均温导热介质基体2，然后在网状均温导热介质基体2内填充相变材料3，可以在满足吸热量要求的情况下，充分利用各种材料的优点，达到整体小型化、轻量化设计。而且本散热器充分利用各种材料自身的导热性能和吸热性能特点，导热和吸热效果不受重力方向、外界气压、温度的影响可靠性更高。且本散热器结构简单，加工成本低，效率高，工艺简单，对生产操作人员技术要求不高，产品质量一致性高，可以进行大批量自动化生产，保证产品质量一致性。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种用于功率放大器的散热器，其特征在于，包括金属壳体，所述金属壳体的内轮廓与功率放大器的形状相匹配，所述金属壳体内填充有网状均温导热介质基体，所述网状均温导热介质基体吸附有相变材料；
所述金属壳体内设有多个散热鳍片，所述网状均温导热介质基体填充在多个散热鳍片之间；
所述金属壳体内还设有多个用于加强金属壳体刚度的加强筋，且所述多个加强筋与多个散热鳍片均具有空隙，使得金属壳体内部空间为连通空间；
所述网状均温导热介质基体采用多孔石墨、泡沫铜或泡沫铝。
2.根据权利要求1所述的一种用于功率放大器的散热器，其特征在于，所述相变材料采用高碳醇。
3.根据权利要求1所述的一种用于功率放大器的散热器，其特征在于，所述散热鳍片的厚度为1～1.5mm，所述加强筋的高度为1.4～1.6mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于功率放大器的散热器，其特征在于，所述多个加强筋与多个散热鳍片之间的间隙均大于1mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于功率放大器的散热器，其特征在于，所述散热鳍片之间的间距为5～10mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于功率放大器的散热器，其特征在于，所述金属壳体的厚度大于1.5mm。
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