CN215418156U - 一种微通道铜铝复合铲齿液冷散热器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，包括：具有进液口和出液口的散热主体，散热主体上开设有连通进液口和出液口的液冷槽；散热盖板，散热盖板包括盖设在液冷槽开口处的散热基板以及设置在散热基板相对靠近液冷槽一侧的散热翅片单元。本申请提供的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器在使用时，IGBT工作时产生的热量经散热基板传导至散热翅片单元，散热翅片单元与液冷槽内的冷却液相接触，与冷却液进行热量交换，可达到快速液冷散热的目的，有利于保证功率器件IGBT恒温长时间正常运行；散热翅片单元的设置有利于增加散热面积，单位面积内提高散热器的散热效率；该散热器还可以用于对其他电子元器件进行散热。

Description

一种微通道铜铝复合铲齿液冷散热器

技术领域

本申请涉及电力电子冷却散热技术领域，尤其涉及一种微通道铜铝复合铲齿液冷散热器。

背景技术

随着电子技术的不断发展，设备功率越来越大，考虑到成本优化，体积要求越做越小，导致热流密度越来越高，液冷散热器在满足散热的同时还要具有低流阻，高精度等特性，所以电子设备解决散热的难度在不断增加。因此散热问题已经成为电力电子设备行业的关键问题。液冷是目前解决散热的一种有效方式，液冷散热器的设计对设备的结构、稳定性、使用性能等都有很大影响，设计具有优异散热效果的水冷散热器对电力电子设备至关重要。

然而，采用现有的液冷散热器对大功率器件IGBT进行散热时，仍然存在散热效率低的问题，这将会影响大功率器件IGBT的正常运行，为此，本申请提出一种微通道铜铝复合铲齿液冷散热器。

发明内容

本申请的目的是针对以上问题，提供一种微通道铜铝复合铲齿液冷散热器。

本申请提供一种微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，包括：

具有进液口和出液口的散热主体，所述散热主体上开设有连通所述进液口和所述出液口的液冷槽；

散热盖板，所述散热盖板包括盖设在所述液冷槽开口处的散热基板以及设置在所述散热基板相对靠近所述液冷槽一侧的散热翅片单元。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述液冷槽的槽底相对靠近所述进液口和所述出液口的位置分别设有汇水槽；所述汇水槽包括与所述进液口/所述出液口相连通的连通部、以及与所述连通部相连通的喇叭状扩散部；所述扩散部的小口径端与所述连通部相连通。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述扩散部内设有若干个间隔设置的分流筋。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述液冷槽的槽底开设有湍流槽。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述散热翅片单元包括两个散热翅片子单元；两个所述散热翅片子单元之间设有隔断间隙；所述隔断间隙与所述湍流槽的位置相对应。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述散热翅片子单元包括若干等间距平行排列的散热翅片；所述散热翅片的齿厚为0.4mm，相邻的两个所述散热翅片之间的中心距离为1mm。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述散热翅片采用铜铲齿工艺制作而成。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述散热主体采用锻造工艺成型，其材质为6061-T6铝合金。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述散热主体和所述散热盖板通过搅拌摩擦工艺焊接而成。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述散热主体上开设有若干安装孔。

与现有技术相比，本申请的有益效果：该微通道铜铝复合铲齿液冷散热器可用于对功率器件IGBT进行散热，在使用时，将IGBT固定安装在散热基板相对远离散热翅片单元的一侧，通过外力水泵不断向液冷槽内输送冷却液，冷却液经进液口流入液冷槽，再经出液口从液冷槽流出，其中IGBT工作时产生的热量经所述散热基板传导至散热翅片单元，散热翅片单元与液冷槽内的冷却液相接触，与冷却液进行热量交换，将热量交换给冷却液，从而达到液冷散热的目的，有利于保证功率器件IGBT恒温长时间正常运行；通过在散热基板相对靠近液冷槽的一侧设置散热翅片单元，散热翅片单元与液冷槽内的冷却液相接触，有利于增加散热面积，单位面积内提高散热器的散热效率；该散热器还可以用于对其他电子元器件进行散热。

附图说明

图1为本申请实施例提供的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器的散热主体的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器的散热主体的立体图；

图4为本申请实施例提供的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器的散热盖板的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器的散热盖板的立体图。

图中所述文字标注表示为：

1、散热主体；11、进液口；12、出液口；13、液冷槽；14、汇水槽；15、分流筋；16、湍流槽；17、安装孔；

2、散热盖板；21、散热基板；22、散热翅片单元；23、散热翅片；24、隔断间隙。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。

请参考图1，本实施例提供一种微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，包括：散热主体1和散热盖板2。

请进一步参考图2和图3，所述散热主体1呈扁长方体形，其顶面开设有液冷槽13；所述液冷槽13的相对的一对侧壁上分别开设有贯通的进液口11和出液口12；所述进液口1和所述出液口12均采用管螺纹结构，方便其与水嘴进行有效连接；所述进液口1和所述出液口12具有互换性，不影响散热器的性能；所述液冷槽13连通所述进液口11和所述出液口12；所述散热主体1的顶面沿所述液冷槽13的边缘下凹形成一圈放置台。

请进一步参考图4和图5，所述散热盖板2包括散热基板21和散热翅片单元22；所述散热基板21的外轮廓尺寸与所述放置台的尺寸相匹配，所述散热基板21盖设在所述液冷槽13的开口处的放置台上，并通过搅拌摩擦焊工艺与所述散热主体1焊接固定；所述散热翅片单元22设置在所述散热基板21相对靠近所述液冷槽13的一侧，即所述散热翅片单元22位于所述液冷槽13内。

该散热器可用于对功率器件IGBT进行散热，在使用时，将IGBT固定安装在散热基板21相对远离散热翅片单元22的一侧，通过外力水泵不断向液冷槽13内输送冷却液，冷却液经进液口11流入液冷槽13，再经出液口12从液冷槽13流出，其中IGBT工作时产生的热量经所述散热基板21传导至散热翅片单元22，散热翅片单元22与液冷槽13内的冷却液相接触，与冷却液进行热量交换，将热量交换给冷却液，从而达到液冷散热的目的，有利于保证功率器件IGBT恒温长时间正常运行；该散热器还可以用于对其他电子元器件进行散热。

进一步的，所述液冷槽13的槽底相对靠近所述进液口11和所述出液口12的位置分别设有一个汇水槽14；所述汇水槽14包括相连通的连通部和扩散部；所述连通部与对应的所述进液口11/所述出液口12相连通，当所述连通部是与进液口11相连通时，用于将冷却液引入对应的扩散部，当所述连通部是与出液口12相连通时，用于将冷却液从扩散部引入对应的连通部；所述扩散部呈喇叭状，其小口径端与所述连通部相连通；所述汇水槽14的设置有利于与两端的进液口11和出液口12贯通，特别是扩散部的设置有利于减少局部阻力，从而减少***阻力，减轻水泵的负荷，达到最大水流量。

进一步的，每个所述汇水槽14的所述扩散部内设有若干个间隔设置的分流筋15；所述分流筋15呈薄板状，并且垂直于所述汇水槽14的槽底设置，在使用时，冷却液经相邻分流筋15之间的间隙流过；分流筋15的设置有利于将进液口11流入的冷却液进行分流，保证液冷槽13内冷却液均布，有利于保障电子元器件的均温性。

进一步的，所述液冷槽13的槽底开设有湍流槽16；所述湍流槽16呈长条形，且其长度方向垂直于所述进液口11和所述出液口12的连线方向；在进行液冷散热时，所述液冷槽13内与散热翅片单元22相接触的上层冷却液的温度相对较高、下层温度相对较低，即液冷槽13内的冷却液的温度不均匀；通过设置湍流槽16，当冷却液流经湍流槽16时，会出现扰动，有利于使冷却液高低温均衡，避免出现层流的现象，从而使得热传导达到最佳。

进一步的，所述散热翅片单元22包括两个散热翅片子单元；两个所述散热翅片子单元之间设有隔断间隙24；所述隔断间隙24与所述湍流槽16的位置相对应，所述隔断间隙24与所述湍流槽16配合使用，可以进一步促进冷却液的扰动，达到湍流的效果。

所述散热翅片子单元包括若干等间距平行排列的散热翅片23；所述散热翅片23的长度方向平行于所述进液口11和所述出液口12的连线方向；所述散热翅片23的齿厚为0.4mm，相邻的两个所述散热翅片23之间的中心距离为1mm属于微通道；在使用时，功率器件的热量先传递给散热基板21，再由散热基板21分散均布传递给每个散热翅片23，散热翅片23的能够增加散热面积，单位面积内提高散热器的散热效率，有利于达到最佳散热的目的。

进一步的，所述散热翅片23采用铜铲齿工艺制作而成，即将一块铜板通过数控铲齿设备将散热翅片23加工而成，免去了复杂的纯机加工，材质牌号为T2，具有耐腐蚀性和高导热率(398W/m.k)。

进一步的，所述散热主体1采用锻造工艺成型，采用冷锻成型模具一体成型，其材质为6061-T6铝合金，铝的热传导系数为167W/m.k，该工艺降低了原材成本，机加工工序简单，减少了机加工成本，与散热盖板2配合尺寸加工，保证焊接质量。该发明采用了高导热系数铜材质，利用铲齿工艺将其加工成散热盖板2与功率器件充分接触较大程度上提高了散热器的散热效率。

进一步的，所述散热主体1上开设有若干安装孔17，在本实施例中，共开设有八个安装孔17，安装孔17为M5螺纹孔，八个所述安装孔17四个为一组分设在所述湍流槽16长度方向的两侧，两组安装孔可用于固定安装两个IGBT。

本申请实施例提供的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，在使用时，将两个功率器件IGBT通过安装孔17固定在散热主体1上，功率器件IGBT在工作时产生的热量经散热基板21传导至散热翅片单元22的各个散热翅片23上，通过外力水泵不断向液冷槽13内输送冷却液，散热翅片23与冷却液进行热量交换，将热量交换给冷却液，从而达到液冷散热的目的，有利于保证功率器件IGBT恒温长时间正常运行；该散热器还可以用于对其他电子元器件进行散热；通过将散热翅片单元22设置在散热基板21相对靠近液冷槽13一侧，散热翅片单元22与液冷槽13内的冷却液相接触，有利于增加散热面积，单位面积内提高散热器的散热效率，与单纯的散热基板散热相比，散热效率可提高20％。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，其特征在于，包括：

具有进液口(11)和出液口(12)的散热主体(1)，所述散热主体(1)上开设有连通所述进液口(11)和所述出液口(12)的液冷槽(13)；

散热盖板(2)，所述散热盖板(2)包括盖设在所述液冷槽(13)开口处的散热基板(21)以及设置在所述散热基板(21)相对靠近所述液冷槽(13)一侧的散热翅片单元(22)。

2.根据权利要求1所述的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，其特征在于，所述液冷槽(13)的槽底相对靠近所述进液口(11)和所述出液口(12)的位置分别设有汇水槽(14)；所述汇水槽(14)包括与所述进液口(11)/所述出液口(12)相连通的连通部、以及与所述连通部相连通的喇叭状扩散部；所述扩散部的小口径端与所述连通部相连通。

3.根据权利要求2所述的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，其特征在于，所述扩散部内设有若干个间隔设置的分流筋(15)。

4.根据权利要求1所述的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，其特征在于，所述液冷槽(13)的槽底开设有湍流槽(16)。

5.根据权利要求4所述的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，其特征在于，所述散热翅片单元(22)包括两个散热翅片子单元；两个所述散热翅片子单元之间设有隔断间隙(24)；所述隔断间隙(24)与所述湍流槽(16)的位置相对应。

6.根据权利要求5所述的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，其特征在于，所述散热翅片子单元包括若干等间距平行排列的散热翅片(23)；所述散热翅片(23)的齿厚为0.4mm，相邻的两个所述散热翅片(23)之间的中心距离为1mm。

7.根据权利要求6所述的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，其特征在于，所述散热翅片(23)采用铜铲齿工艺制作而成。

8.根据权利要求1所述的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，其特征在于，所述散热主体(1)采用锻造工艺成型，其材质为6061-T6铝合金。

9.根据权利要求1所述的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，其特征在于，所述散热主体(1)和所述散热盖板(2)通过搅拌摩擦工艺焊接而成。

10.根据权利要求1所述的微通道铜铝复合铲齿液冷散热器，其特征在于，所述散热主体(1)上开设有若干安装孔(17)。

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