CN219146016U - 水冷板及其水冷散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水冷板及其水冷散热结构。水冷板包括板体，板体的内部设有冷却水流道，板体的侧面设有分别与冷却水流道连通的进水口和出水口，板体的顶面开设有用于与待冷却电子器件相连接的多个螺纹孔，其中，冷却水流道的内部设有至少一个固定凸柱，各固定凸柱的厚度与冷却水流道的厚度相同；多个螺纹孔包括与固定凸柱的数量相同的第一螺纹孔，各第一螺纹孔由板体的顶面沿板体厚度方向延伸进入对应的固定凸柱。与现有技术相比，本实用新型的水冷板提高了散热效果和通用性。

Description

水冷板及其水冷散热结构

技术领域

本实用新型涉及电子设备的水冷散热技术。

背景技术

随着各行各业的快速发展，变频器得到了越来越广泛的应用。并且大功率变频器的应用需求也日趋旺盛，几百KW、甚至几MW级的变频器的应用需求也越来越多。大功率的变频器，其自身产生的热量不容小觑，而且，应用场景往往对空间、噪音也有较高的要求。因此，传统的风冷散热已经很难满足使用要求，水冷式变频器也因此应运而生。

水冷式变频器中，功率模块通过螺钉固定在水冷板上，水冷板的本体内设有供冷却水在其中流动的冷却水流道，冷却水流道的位置与功率模块的位置相对应。功率模块在工作时产生的热量通过板体传递到冷却水流道中的冷却水，通过流动的冷却水快速地带走热量，以达到散热的目的。

在现有的水冷板上，用于与功率模块相连的螺纹孔都是开设在冷却水流道之外的区域。此外，现有的水冷板大都是通过螺钉将功率模块与水冷板连接、使功率模块与水冷板直接贴靠的方式实现对功率模块的散热，这种直接贴靠的散热方式在电路板上安装有多块功率模块、且多块功率模块的厚度一致情况下，能够满足电路板上各块功率模块的散热要求。但是，当电路板上安装有多块功率模块、且多块功率模块的厚度不一样时，只能做到将厚度最厚的功率模块直接贴靠在水冷板的顶面上，而无法通过直接贴靠的方式对其余厚度的功率模块进行散热。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能提高散热效果和通用性的水冷板。

本实用新型所要解决的又一技术问题在于提供一种电子器件的水冷散热结构，其能够对与水冷板具有间隙的电子器件实现较好的散热。

根据本实用新型一实施例的水冷板，包括板体，板体的内部设有冷却水流道，板体的侧面设有进水口和出水口，进水口和出水口分别与冷却水流道连通，板体的顶面开设有用于与待冷却电子器件相连接的多个螺纹孔，其中，冷却水流道的内部设有至少一个固定凸柱，各固定凸柱的厚度与冷却水流道的厚度相同；多个螺纹孔包括与固定凸柱的数量相同的第一螺纹孔，各第一螺纹孔由板体的顶面沿板体厚度方向延伸进入对应的固定凸柱。

根据本实用新型另一实施例的水冷散热结构，包括第一电子器件、第二电子器件、第一导热层、导热块、第二导热层以及上述的水冷板；第一电子器件通过螺纹紧固件与水冷板相互连接在一起，且第一电子器件紧贴水冷板的顶面；第二电子器件与水冷板的顶面之间具有间隙；第一导热层填充于第二电子器件与导热块的顶面之间，第二导热层填充于导热块的底面与水冷板的顶面之间。

本实用新型至少包括以下优点：

1、本实用新型实施例的水冷板在冷却水流道的内部设有固定凸柱，将与待冷却电子器件相连接的至少一部分螺纹孔设置在固定凸柱上，既可以为待冷却的电子器件提供一些固定位置，又可以作为扰流柱，增强冷却水流道内部的流动，提升换热效果；

2、不同的电子器件在电路板上的安装位置不同。本实用新型实施例通过将与待冷却电子器件相连接的至少一部分螺纹孔设置在固定凸柱上，拓宽了水冷板的适用范围，提高了水冷板的通用性；

3、本实用新型实施例的水冷散热结构通过在第二电子器件与水冷板的顶面之间的间隙中填充第一导热层、导热块和第二导热层，能够将第二电子器件散发的热量传递至水冷板上，从而使与水冷板具有间隙的电子器件能够实现较好的散热，且结构简单，实施成本低。

附图说明

图1和图2分别示意性地示出了根据本实用新型一实施例的水冷板的俯视示意图和立体示意图。

图3示出了根据本实用新型另一实施例的电子器件的水冷散热结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

图1和图2分别示意性地示出了根据本实用新型一实施例的水冷板的俯视示意图和立体示意图，请参考图1和图2。根据本实用新型一实施例的水冷板100包括板体1、进水接头2和出水接头3。

板体1的内部设有冷却水流道10，板体1的侧面设有进水口11和出水口12，进水口11和出水口12分别与冷却水流道10连通。进水接头2和出水接头3分别与进水口11和出水口12密封连接。进水接头2和出水接头3可以采用标准品的螺纹接头，通过螺纹胶或者是螺纹胶加密封圈的方式与板体1进行连接并密封，也可以采用按要求加工的接头，与板体1焊接成型。

在本实施例的一个具体实施方式中，冷却水流道10呈S形。冷却水流道10的横截面为矩形，由于没有变截面，因此具有便于加工的优点。

冷却水流道10的内部设有至少一个固定凸柱17，各固定凸柱17的厚度与冷却水流道的厚度t相同。在本实施例中，固定凸柱17呈方柱形，在其它的实施例中，固定凸柱17的形状也可以是圆柱形、圆台形等。固定凸柱17的具体数量根据待冷却的电子器件的数量、大小以及待冷却电子器件所设置的螺纹孔的位置、数量等来确定。

板体1的顶面开设有用于与待冷却的电子器件相连接的多个螺纹孔（待冷却的电子器件也设有多个用于与水冷板100相连接的螺纹通孔）。该多个螺纹孔包括与固定凸柱14的数量相同的第一螺纹孔13，各第一螺纹孔13由板体1的顶面沿板体厚度方向延伸进入对应的固定凸柱17。

在本实施例的一个具体实施方式中，前述的多个螺纹孔包括多个第一螺纹孔13和多个第二螺纹孔14，第二螺纹孔14开设于板体1的顶面，并设置在板体1位于冷却水流道10之外的区域。多个螺纹紧固件穿过待冷却的电子器件，其中一部分螺纹紧固件与第一螺纹孔13连接，剩余一部分螺纹紧固件与第二螺纹孔14连接，将待冷却的电子器件与板体1连接在一起。在其它的实施方式中，用于与待冷却的电子器件相连接的多个螺纹孔全部为第一螺纹孔。

在本实施例的一个具体实施方式中，待冷却的电子器件为水冷式变频器的功率模块，功率模块安装在电路板上，板体1上还设有用于与电路板连接的第三螺纹孔15。

通过将与待冷却电子器件相连接的至少一部分螺纹孔设置在固定凸柱17上，既可以为待冷却的电子器件提供一些固定位置，又可以作为扰流柱，增强冷却水流道10内部的流动，提升换热效果。对于不同功率的水冷式变频器而言，功率模块在电路板上的安装位置不同，本实用新型实施例通过将与待冷却功率模块相连接的至少一部分螺纹孔设置在固定凸柱17上，拓宽了水冷板的适用范围，提高了水冷板的通用性。

图3示出了根据本实用新型另一实施例的电子器件的水冷散热结构的结构示意图。请参阅图3，根据本实用新型另一实施例的水冷散热结构包括第一电子器件41、第二电子器件42、第一导热层51、第二导热层52、导热块6以及上述的水冷板100。

在该实施例中，第一电子器件41和第二电子器件42均为水冷式变频器的功率模块，第一电子器件41和第二电子器件42安装在同一块电路板7上。其中，第二电子器件42的数量为三个，第一电子器件41的厚度大于第二电子器件42的厚度。在其它的实施例中，第二电子器件42的数量也可以是一个、两个等，本实用新型对此不做限制。

第一电子器件41通过诸如螺钉之类的螺纹紧固件与水冷板100相互连接在一起，且第一电子器件41紧贴水冷板100的顶面。具体地说，上述的诸如螺钉之类的螺纹紧固件穿入第一电子器件41的螺纹孔和水冷板100上的螺纹孔内，并与这些螺纹孔螺旋连接，从而将第一电子器件41与水冷板100相互连接在一起。

第二电子器件42与水冷板100的顶面之间具有间隙。第一导热层51填充于第二电子器件42与导热块6的顶面之间，第二导热层52填充于导热块6的底面与水冷板100的顶面之间。第二电子器件42发出的热量通过第一导热层51、导热块6和第二导热层52传递至水冷板100上，从而能够获得较好的散热效果。

在一种具体的实施方式中，第一导热层51及第二导热层52选用导热胶或导热垫，导热垫的材质为导热硅胶。导热块6采用铝块。导热块6能够有效填补功率模块与水冷板100的顶面之间的间隙，且具有良好的导热性能，并且成本低，加工方便。

Claims (10)

1.一种水冷板，包括板体，所述板体的内部设有冷却水流道，所述板体的侧面设有进水口和出水口，所述进水口和出水口分别与所述冷却水流道连通，所述板体的顶面开设有用于与待冷却的电子器件相连接的多个螺纹孔，其特征在于，所述冷却水流道的内部设有至少一个固定凸柱，各所述固定凸柱的厚度与冷却水流道的厚度相同；

所述多个螺纹孔包括与固定凸柱的数量相同的第一螺纹孔，各所述第一螺纹孔由板体的顶面沿板体厚度方向延伸进入对应的固定凸柱。

2.根据权利要求1所述的水冷板，其特征在于，所述冷却水流道呈S形。

3.根据权利要求2所述的水冷板，其特征在于，所述冷却水流道的横截面为矩形。

4.根据权利要求1所述的水冷板，其特征在于，所述进水口和所述出水口分别与进水接头和出水接头密封连接。

5.根据权利要求1所述的水冷板，其特征在于，所述待冷却的电子器件为水冷式变频器的功率模块。

6.一种水冷散热结构，其特征在于，所述的水冷散热结构包括第一电子器件、第二电子器件、第一导热层、导热块、第二导热层以及如权利要求1至4任意一项所述的水冷板；

所述第一电子器件通过螺纹紧固件与所述水冷板相互连接在一起，且第一电子器件紧贴所述水冷板的顶面；

所述第二电子器件与所述水冷板的顶面之间具有间隙；所述第一导热层填充于所述第二电子器件与所述导热块的顶面之间，所述第二导热层填充于所述导热块的底面与所述水冷板的顶面之间。

7.根据权利要求6所述的水冷散热结构，其特征在于，所述第一导热层为导热胶或导热垫。

8.根据权利要求6或7所述的水冷散热结构，其特征在于，所述第二导热层为导热胶或导热垫。

9.根据权利要求6所述的水冷散热结构，其特征在于，所述的导热块为铝块。

10.根据权利要求6所述的水冷散热结构，其特征在于，所述第一电子器件和所述第二电子器件分别为水冷式变频器的功率模块。

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