CN111163618A - 一种基于液冷散热的3u-vpx液冷电源壳体及方法 - Google Patents

一种基于液冷散热的3u-vpx液冷电源壳体及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电源散热技术领域，公开的一种基于液冷散热的3U‑VPX液冷电源壳体及方法，该方法采用的液冷电源壳体包括冷板壳体，所述冷板壳体内设置有若干蛇形流道，首端蛇形流道长，末端蛇形流道短，中部蛇形流道长度介于首端蛇形流道与末端蛇形流道之间；首端蛇形流道、中部蛇形流道、末端蛇形流道的一端平齐，首端蛇形流道、中部蛇形流道、末端蛇形流道的另一端呈步梯形结构；首端蛇形流道与流体连接器连通构成循环液体进口端；末端蛇形流道与流体连接器连通构成循环液体出口端；本发明液冷散热技术，解决了大功率电源散热问题，散热能力强、拆装维护方便，使得电源功率能够做到更大，在大功率电源散热方面有着广泛的应用前景。

Description

一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体及方法
技术领域
本发明涉及电源散热技术领域，特别是涉及一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体及方法。
背景技术
随着电源模块的小型化的发展，模块的热密度越来越大，传统电源散热方式大多采用导冷和风冷散热，散热能力有限，所以电源的输出功率有所限制。另外，大功率3U-VPX电源的需求也越来越多。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体及方法，能够满足大功率3U-VPX电源散热要求。
为实现上述发明目的，本发明采用的方案如下：
一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体，包括冷板壳体7，所述冷板壳体7为矩形板结构，矩形板结构内设置有若干蛇形流道，首端蛇形流道长，末端蛇形流道短，中部蛇形流道长度介于首端蛇形流道与末端蛇形流道之间；首端蛇形流道、中部蛇形流道、末端蛇形流道的一端平齐，首端蛇形流道、中部蛇形流道、末端蛇形流道的另一端呈步梯形结构；首端蛇形流道与流体连接器1连通构成循环液体进口端；末端蛇形流道与流体连接器1连通构成循环液体出口端；
所述冷板壳体7上设置的拔板夹8与上方的液冷盖板9一侧卡式连接；所述冷板壳体7与下方的盖板4间设置有印制电路板5，印制电路板5的一端设置有电源对插连接器2；首端的流体连接器1与末端的流体连接器1的外侧设置有锁紧条6。
一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体，所述流体连接器1一侧边设置有圆盖板3。
一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体，所述电源冷板7为电子器件的安装基座，又为换热载体。
一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体的循环液冷方法，循环液体经过一端流体连接器1进入冷板壳体7流道，同时电源发热器件通过导热传递给冷板壳体7，循环液体经过冷板壳体7上的蛇形流道与印制电路板5的电源进行热交换，然后循环液体从蛇形流道另一端流出，经另一端流体连接器1流出，完成一次循环，带走热量；最终电源温度稳定在规定的合理区间内。
在冷板壳体设计因素：
（1）冷板与发热器件的接触面要平整光滑；
（2）冷板与发热器件要有一定的结合压紧力，尽量减少接触热阻；
（3）流道的设计应尽量多经过冷板吸热面，即与发热元件布局进行对应；
（4）流道应尽量采用短的长度尺度，流道全程流动均匀，有良好的导向性，以减少压损，流道自身应具有尽可能大的换热面积，以提高对流换热系数；
（5）流道设计应考虑工艺性，便于焊接后的后续加工，加工流道畅通均匀，同时具有良好的气密性。
对于上述（1）、（2）条采取了在发热元件与冷板接触面采取导热硅脂为导热界面材料，考虑装配压力从而降低其接触热阻，提高传热效率；
对于上述（3）、（4）条，冷板直接面对的是印制板上的发热器件，发热点较多且局部发热量较大，在流道设计时整体采用蛇形流道，对于出液口加速流体流动，提高散热效率。
通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体及方法，采用的循环液体经过一端流体连接器进入壳体流道，同时电源发热器件通过导热传递给冷板壳体，液体经过蛇形流道再与冷板壳体进行热交换，然后从另一端流出完成一次循环，带走热量。最终电源温度稳定在合理区间内，解决了大功率VPX-3U电源散热问题，使电源整体温度控制在较合理的温度范围内。液冷散热技术的应用能够显著提高电源散热能力，使得电源功率能够做到更大。
本发明依据VATA48进行设计，尺寸小，重量轻、散热能力强、拆装维护方便，在大功率电源散热方面有着广泛的应用前景。
附图说明
图1是一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体的组装结构示意图；
图2 是冷板冷板壳体流道结构示意图。
具体实施方式
下面通过结合附图对本专利进一步说明。
如图1、2所示，一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体，包括冷板壳体7，所述冷板壳体7为矩形板结构，矩形板结构内设置有若干蛇形流道，首端蛇形流道7.1长，末端蛇形流道7.3短，中部蛇形流道7.2长度介于首端蛇形流道7.1与末端蛇形流道7.3之间；首端蛇形流道、中部蛇形流道、末端蛇形流道的一端平齐，首端蛇形流道、中部蛇形流道、末端蛇形流道的另一端呈步梯形结构；首端蛇形流道与流体连接器1连通构成循环液体进口端；末端蛇形流道与流体连接器1连通构成循环液体出口端；
所述冷板壳体7上设置的拔板夹8与上方的液冷盖板9一侧卡式连接；所述冷板壳体7与下方的盖板4间设置有印制电路板5，印制电路板5的一端设置有电源对插连接器2；首端的流体连接器1与末端的流体连接器1的外侧设置有锁紧条6。
所述流体连接器1一侧边设置有圆盖板3。所述电源冷板7为电子器件的安装基座，又为换热载体。所述液冷循环液体为低温-65°液冷防冻液体。
一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体的循环液冷方法，循环液体经过一端流体连接器1进入冷板壳体7流道，同时电源发热器件通过导热传递给冷板壳体7，循环液体经过冷板壳体7上的蛇形流道与印制电路板5的电源进行热交换，然后循环液体从蛇形流道另一端流出，经另一端流体连接器1流出，完成一次循环，带走热量；最终电源温度稳定在规定的合理区间内。
在冷板壳体设计因素：
（1）冷板与发热器件的接触面要平整光滑；
（2）冷板与发热器件要有一定的结合压紧力，尽量减少接触热阻；
（3）流道的设计应尽量多经过冷板吸热面，即与发热元件布局进行对应；
（4）流道应尽量采用短的长度尺度，流道全程流动均匀，有良好的导向性，以减少压损，流道自身应具有尽可能大的换热面积，以提高对流换热系数；
（5）流道设计应考虑工艺性，便于焊接后的后续加工，加工流道畅通均匀，同时具有良好的气密性。
对于上述（1）、（2）条采取了在发热元件与冷板接触面采取导热硅脂为导热界面材料，考虑装配压力从而降低其接触热阻，提高传热效率；
对于上述（3）、（4）条，冷板直接面对的是印制板上的发热器件，发热点较多且局部发热量较大，在流道设计时整体采用蛇形流道，对于出液口加速流体流动，提高散热效率。
采用流道的结构和流道的弯曲部分对其散热和流道的流阻、压降有着直接的影响。流道的直道部分越长流阻越小、压降越小；流道的弯道越多，散热性能越好，但流阻越大，压降也越大；流道的截面积越大，散热性能越好，流阻越小，压降越小。采用蛇形流道在均流上效果较好，同时保证了直道部分长度的较大比例，减小流道阻力，降低流道压降，同时也降低了工艺难度。
本发明依据VATA48进行设计，尺寸小，重量轻、散热能力强、拆装维护方便，在大功率电源散热方面有着广泛的应用前景。

Claims (4)

1.一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体，其特征是：包括冷板壳体7，所述冷板壳体7为矩形板结构，矩形板结构内设置有若干蛇形流道，首端蛇形流道长，末端蛇形流道短，中部蛇形流道长度介于首端蛇形流道与末端蛇形流道之间；首端蛇形流道、中部蛇形流道、末端蛇形流道的一端平齐，首端蛇形流道、中部蛇形流道、末端蛇形流道的另一端呈步梯形结构；首端蛇形流道与流体连接器1连通构成循环液体进口端；末端蛇形流道与流体连接器1连通构成循环液体出口端；
所述冷板壳体7上设置的拔板夹8与上方的液冷盖板9一侧卡式连接；所述冷板壳体7与下方的盖板4间设置有印制电路板5，印制电路板5的一端设置有电源对插连接器2；首端的流体连接器1与末端的流体连接器1的外侧设置有锁紧条6。
2.根据权利要求1所述的一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体，其特征是：所述流体连接器1一侧边设置有圆盖板3。
3.根据权利要求1所述的一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体，所述电源冷板7为电子器件的安装基座，又为换热载体。
4.如权利要求1所述的一种基于液冷散热的3U-VPX液冷电源壳体的循环液冷方法，其特征是：循环液体经过一端流体连接器1进入冷板壳体7流道，同时电源发热器件通过导热传递给冷板壳体7，循环液体经过冷板壳体7上的蛇形流道与印制电路板5的电源进行热交换，然后循环液体从蛇形流道另一端流出，经另一端流体连接器1流出，完成一次循环，带走热量；最终电源温度稳定在规定的合理区间内；
在冷板壳体设计因素：
（1）冷板与发热器件的接触面要平整光滑；
（2）冷板与发热器件要有一定的结合压紧力，尽量减少接触热阻；
（3）流道的设计应尽量多经过冷板吸热面，即与发热元件布局进行对应；
（4）流道应尽量采用短的长度尺度，流道全程流动均匀，有良好的导向性，以减少压损，流道自身应具有尽可能大的换热面积，以提高对流换热系数；
（5）流道设计应考虑工艺性，便于焊接后的后续加工，加工流道畅通均匀，同时具有良好的气密性；
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