CN210325774U - 液冷散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种液冷散热器，包括主体部，且所述主体部包括第一散热面和第二散热面，所述主体部内具有第一接口、第二接口以及第一冷却液通道；其中：所述第一冷却液通道在所述主体部的圆形区域内呈螺旋形，并连接在所述第一接口和所述第二接口之间，且所述第一接口位于所述圆形区域的中央位置，所述第二接口位于所述圆形区域的边缘；所述第一冷却液通道位于所述第一散热面和第二散热面之间，并同时为所述第一散热面和第二散热面上的器件散热。本实用新型实施例通过单层冷却液通道同时为第一散热面和第二散热面散热，简化了加工工艺，在降低散热器的流阻和热阻的同时，降低了成本。

Description

液冷散热器

技术领域

本实用新型实施例涉及散热领域，更具体地说，涉及一种液冷散热器。

背景技术

晶闸管、整流二极管、二极管等大功率压接型器件，一般多为圆盘形，并支持双面水冷的散热结构。这些大功率压接型器件的热功率密度很高，对水冷板的热阻和流阻有很高的要求，所以合理的散热器流道结构对这些器件的应用具有关键的作用。

目前的大功率压接型器件的散热器的流道结构多配合器件的尺寸，并具有双层螺旋形的水道结构，两层水道分别为安装在散热器的两个面的器件散热。目前常用的螺旋水道有两种：间隔式螺旋流道和中心进水式的螺旋流道。

如图1所示，在间隔式螺旋流道的散热器中，冷却液从圆盘外部的进水口11沿渐缩螺线形的水道流到圆心，再从圆心沿渐扩螺线形水道流到圆盘外部的出水口12，流进和流出的水道相间分布，且水道分两层，两层水道之间的冷却液互不干扰，从而支持双面散热。

如图2所示，在中心进水式的螺旋流道中，冷却液流进、流出的水道发生改变，冷却液从圆盘外部的进水口21沿上下两层水道之间的直线通道流入圆盘圆心部位，再从圆心处分流到上下两层水道，并沿渐扩螺线形水道流到圆盘外部的出水口22，这样圆心处流过的是低温度冷却液，可解决中心热密度较高的问题。

上述图1和图2的散热器加工工艺相对复杂，在两侧散热面的大功率压接型器件完全相同时可发挥最大散热效果。但在实际应用中，散热器两侧的大功率压接型器件的型号、尺寸、发热量及安装方式等往往并不相同，从而无法发挥散热器的最大散热效果。产品往往散热器两侧器件型号、尺寸、发热量以及安装方式都有可能不一样，这样散热器就无法发挥最大功效。

并且，如图3所示，现有螺旋型水冷散热器的水道采用机械加工方式成型，即两条水道分别加工在中间层31的上下两个表面，并呈对称结构，加工量较大，水道加工完成后采用真空钎焊工艺通过一层薄钎料32将中间层31和盖板33焊接在一起。但由于水道位于中间层31，焊接效果的好坏将对散热器的散热能力影响较大。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述双层流道散热器工艺复杂、成本高，对于两个散热面上的不同规格的大功率压接型器件无法发挥最大功效的问题，提供一种新的液冷散热器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种液冷散热器，包括主体部，且所述主体部包括第一散热面和第二散热面，所述主体部内具有第一接口、第二接口以及第一冷却液通道；其中：所述第一冷却液通道在所述主体部的圆形区域内呈螺旋形，并连接在所述第一接口和所述第二接口之间，且所述第一接口位于所述圆形区域的中央位置，所述第二接口位于所述圆形区域的边缘；所述第一冷却液通道位于所述第一散热面和第二散热面之间，并同时为所述第一散热面和第二散热面上的器件散热。

优选地，所述第一冷却液通道包括至少两条并联连接在所述第一接口和第二接口之间的第一冷却支路，至少两条所述第一冷却支路位于同一平面内，且至少两条所述第一冷却支路在所述圆形区域内呈相邻设置的螺旋形。

优选地，所述主体部内具有第三接口以及第二冷却液通道；所述第二冷却液通道在所述圆形区域内呈与所述第一冷却液通道间隔设置的螺旋形，并连接在所述第一接口和所述第三接口之间，且所述第三接口位于所述圆形区域的边缘；所述第二冷却液通道与所述第一冷却液通道位于同一平面内，并同时为所述第一散热面和第二散热面上的器件散热。

优选地，所述第二冷却液通道包括至少两条并联连接在所述第一接口和第三接口之间的第二冷却支路，至少两条所述第二冷却支路位于同一平面内，且至少两条所述第二冷却支路在所述圆形区域内呈相邻设置的螺旋形。

优选地，所述主体部包括底板和盖板；所述盖板焊接在所述底板的一侧表面，且所述第一散热面位于所述底板的背向所述盖板的一侧的表面，所述第二散热面位于所述盖板的背向所述底板的一侧表面；所述第一冷却液通道和第二冷却液通道分别由所述底板的朝向所述盖板的表面的螺旋形槽构成。

优选地，所述第一冷却液通道与所述第一散热面之间的距离等于所述第一冷却液通道与所述第二散热面之间的距离。

优选地，所述第一冷却液通道与所述第一散热面之间的距离大于所述第一冷却液通道与所述第二散热面之间的距离。

优选地，所述底板的厚度大于所述盖板的厚度。

优选地，所述主体部包括第四接口和用于连通所述第一接口和第四接口的第三冷却液通道，所述第四接口位于所述主体部的边缘位置，且所述第三冷却液通道位于所述第一冷却液通道所在平面与第一散热面之间。

本实用新型实施例的液冷散热器具有以下有益效果：通过单层冷却液通道同时为第一散热面和第二散热面散热，简化了加工工艺，在降低散热器的流阻和热阻的同时，降低了成本。并且，本实用新型可根据两侧大功率压接型器件的不同，调整冷却液通道与第一散热面和第二散热面之间的距离，提高了大功率压接型器件的应用范围。

附图说明

图1是现有间隔式双层螺旋流道的散热器的结构示意图；

图2是现有中心进水式双层螺旋流道的散热器的结构示意图；

图3是现有散热器的焊接结构示意图；

图4是本实用新型第一实施例提供的液冷散热器的结构示意图；

图5是本实用新型第二实施例提供的液冷散热器的分解结构示意图；

图6是本实用新型第三实施例提供的液冷散热器的结构示意图；

图7是本实用新型第四实施例提供的液冷散热器的结构示意图；

图8是本实用新型第五实施例提供的液冷散热器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例的液冷散热器可应用于大功率压接型器件的散热，且该液冷散热器可采用间隔式螺旋流道或中心进水式螺旋流道。

如图4所示，是本实用新型第一实施例提供的液冷散热器的结构示意图，该液冷散热器采用间隔式螺旋流道。本实施例中的液冷散热器包括主体部4，且该主体部4包括第一散热面41、第二散热面42、第一接口、第二接口、第三接口、第一冷却液通道43以及第二冷却液通道44。上述主体部4可为具有一定厚度的平板状，第一散热面41位于主体部4的一侧表面，第二散热面42位于主体部4的另一侧表面，且第一散热面41和第二散热面42相平行。为便于大功率压接型器件贴合到第一散热面41和第二散热面42，上述第一散热面41和第二散热面42可分别突出于主体部4的表面。上述第一接口、第二接口、第三接口、第一冷却液通道43和第二冷却液通道44则分别位于主体部4的内部，且第一冷却液通道43和第二冷却液通道44都位于第一散热面41和第二散热面42之间(第一冷却液通道43和第二冷却液通道44可位于同一平面，且第一冷却液通道43和第二冷却液通道44所在的平面可平行于第一散热面41或第二散热面42)，并同时为第一散热面41和第二散热面42上的器件散热。

具体地，上述第一冷却液通道43和第二冷却液通道44可分别在主体部4的圆形区域内呈螺旋形，且第二冷却液通道44与第一冷却液通道43间隔设置。第一冷却液通道43连接在第一接口和第二接口之间，第二冷却液通道44连接在第一接口和第三接口之间，即第一冷却液通道43和第二冷却液通道44通过第一接口相互连通，且上述第一接口位于圆形区域的中央位置(例如位于主体部4的中央位置)，第二接口位于圆形区域的边缘(例如位于主体部4的边缘位置)，第三接口也位于圆形区域的边缘(例如位于主体部4的边缘位置)。

在使用时，可将外部进水管连接到第三接口，出水管连接到第二接口，从而由外部进水管流入的冷却液可经由第三接口流入到第二冷却液通道44，并流经第二冷却液通道44后到达第一接口，在第一接口处，冷却液进入到第一冷却液通道43，然后经由第一冷却液通道43和第二接口流出到出水管。

由于主体部4的第一散热面41和第二散热面42之间只有一层冷却液通道，因此在主体部4的厚度相同且冷却液通道长度相同的情况下，相对于双层冷却液通道的液冷散热器，上述液冷散热器中的冷却液通道的横截面的面积相对较大，降低了液冷散热器的流阻和热阻，提高液冷散热器的散热能力，同时单层冷却液通道也可使得冷却液通道的加工相对简化，节省成本。

特别地，为给第一散热面41和第二散热面42上规格相同的大功率压接型器件散热，可使上述第一冷却液通道43(即第二冷却液通道44)与第一散热面41之间的距离等于第一冷却液通道43(即第二冷却液通道44)与第二散热面42之间的距离。

如图5所示，在本实用新型第二实施例提供的液冷散热器中，主体部具体可包括盖板401和底板403，且盖板401和底板403分别由导热系数较大的材料(例如铜、铝等)构成。上述盖板401通过钎料层402焊接(在实际应用中，也可通过其他材料焊接)在底板403的一侧表面，且第一散热面41位于底板403的背向盖板401的一侧表面，第二散热面42位于盖板401的背向底板403的一侧的表面。第一冷却液通道和第二冷却液通道分别由底板403的朝向盖板的表面的螺旋形槽4031构成。

通过上述结构，只需通过一层钎料焊接即可完成液冷散热器的焊接操作，简化了液冷散热器的焊接工艺，同时提高了焊接成功率。并且为避免焊接工艺影响散热能力，可将具有较大散热需求的器件安装到第二散热面42，而将散热需求较小的器件安装到第一散热面41。

特别地，为便于第一散热面41上器件的散热，上述底板403的厚度可大于盖板401的厚度，盖板401具有较小的厚度。

如图6所示，是本实用新型第三实施例提供给的液冷散热器的结构示意图。本实施例的液冷散热器同样具有单层间隔式螺旋流道。与第一实施例类似地，本实施例中的液冷散热器包括主体部6，且该主体部6包括第一散热面、第二散热面、第一接口65、第二接口66、第三接口67、第一冷却液通道63以及第二冷却液通道64。

与第一实施例不同的是，本实施例中的第一冷却液通道63包括两条并联连接在第一接口65和第二接口66之间的第一冷却支路631，且两条第一冷却支路631在主体部6的圆形区域内呈相邻设置的螺旋形。类似地，第二冷却液通道64也可包括两条并联连接在第一接口65和第三接口67之间的第二冷却支路641，且两条第二冷却支路641在主体部6的圆形区域内呈相邻设置的螺旋形。并且，两条第一冷却支路631、两条第二冷却支路641位于同一平面内。

通过两条并联的第一冷却支路631和两条并联的第二冷却支路641，相对于第一实施例的液冷散热器，可在不增加冷却液通道长度的同时，使得冷却液与主体部6的接触面积增加一倍，从而极大提高了液冷散热器的散热能力。由于第一冷却液通道63和第二冷却液通道64的长度不变，即本实施例的液冷散热器可在保证冷却液在主体部6内的流阻不变，同时提高液冷散热器的散热能力。

当然，在实际应用中，上述第一冷却支路631、第二冷却支路641的数量可以根据大功率压接型器件的功率密度增加，例如第一冷却支路631的数量可以是三条或三条以上，第二冷却支路641的数量可以是三条或三条以上。

如图7所示，是本实用新型第四实施例提供给的液冷散热器的结构示意图。与第一实施例类似地，本实施例中的液冷散热器包括主体部7，且该主体部7包括第一散热面71、第二散热面72、第一接口、第二接口、第三接口、第一冷却液通道73以及第二冷却液通道74。

与第一实施例不同，本实施例中的第一冷却液通道73(即第二冷却液通道74)与第一散热面71之间的距离大于第一冷却液通道73(即第二冷却液通道74)与第二散热面72之间的距离。此时，该液冷散热器的第一散热面71上的大功率压接型器件的发热量可小于第二散热面72上的大功率压接型器件的发热量。

通过上述方式，液冷散热器可同时为具有不同散热需求大功率压接型器件散热。并且，通过上述结构，可根据两侧大功率压接型器件的不同，调整冷却液通道与第一散热面和第二散热面之间的距离，提高了大功率压接型器件的应用范围。由于单层螺旋流道结构中冷却液通道过深时，机械加工难度较大，为克服机械加工难度的问题，液冷散热器可优先采用该实施例的结构(即冷却液通道偏心结构)。

如图8所示，是本实用新型第五实施例提供给的液冷散热器的结构示意图，该液冷散热器采用中心进水式螺旋流道。与第一实施例类似地，本实施例中的液冷散热器包括主体部8，且该主体部8包括第一散热面、第二散热面、第一接口85、第二接口86以及第一冷却液通道83。

与第一实施例不同的是，本实施例的主体部8通过第四接口88替换了第三接口，并通过第三冷却液通道89替换了第二冷却液通道。上述第四接口88位于主体部的边缘位置，第三冷却液通道用于连通第一接口85和第四接口88，且第三冷却液通道89可为直线型。上述第三冷却液通道89位于第一冷却液通道83所在平面与第一散热面之间。通过上述结构，可实现中心热密度较高的大功率压接型器件的散热问题。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种液冷散热器，包括主体部，且所述主体部包括第一散热面和第二散热面，其特征在于，所述主体部内具有第一接口、第二接口以及第一冷却液通道；其中：所述第一冷却液通道在所述主体部的圆形区域内呈螺旋形，并连接在所述第一接口和所述第二接口之间，且所述第一接口位于所述圆形区域的中央位置，所述第二接口位于所述圆形区域的边缘；所述第一冷却液通道位于所述第一散热面和第二散热面之间，并同时为所述第一散热面和第二散热面上的器件散热。

2.根据权利要求1所述的液冷散热器，其特征在于，所述第一冷却液通道包括至少两条并联连接在所述第一接口和第二接口之间的第一冷却支路，至少两条所述第一冷却支路位于同一平面内，且至少两条所述第一冷却支路在所述圆形区域内呈相邻设置的螺旋形。

3.根据权利要求1或2所述的液冷散热器，其特征在于，所述主体部内具有第三接口以及第二冷却液通道；所述第二冷却液通道在所述圆形区域内呈与所述第一冷却液通道间隔设置的螺旋形，并连接在所述第一接口和所述第三接口之间，且所述第三接口位于所述圆形区域的边缘；所述第二冷却液通道与所述第一冷却液通道位于同一平面内，并同时为所述第一散热面和第二散热面上的器件散热。

4.根据权利要求3所述的液冷散热器，其特征在于，所述第二冷却液通道包括至少两条并联连接在所述第一接口和第三接口之间的第二冷却支路，至少两条所述第二冷却支路位于同一平面内，且至少两条所述第二冷却支路在所述圆形区域内呈相邻设置的螺旋形。

5.根据权利要求1或2所述的液冷散热器，其特征在于，所述主体部包括底板和盖板；所述盖板焊接在所述底板的一侧表面，且所述第一散热面位于所述底板的背向所述盖板的一侧的表面，所述第二散热面位于所述盖板的背向所述底板的一侧表面；所述第一冷却液通道由所述底板的朝向所述盖板的表面的螺旋形槽构成。

6.根据权利要求5所述的液冷散热器，其特征在于，所述第一冷却液通道与所述第一散热面之间的距离等于所述第一冷却液通道与所述第二散热面之间的距离。

7.根据权利要求5所述的液冷散热器，其特征在于，所述第一冷却液通道与所述第一散热面之间的距离大于所述第一冷却液通道与所述第二散热面之间的距离。

8.根据权利要求5所述的液冷散热器，其特征在于，所述底板的厚度大于所述盖板的厚度。

9.根据权利要求1或2所述的液冷散热器，其特征在于，所述主体部包括第四接口和用于连通所述第一接口和第四接口的第三冷却液通道，所述第四接口位于所述主体部的边缘位置，且所述第三冷却液通道位于所述第一冷却液通道所在平面与第一散热面之间。

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