組合式熱管散熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種組合式熱管散熱器，尤其涉及重力循環(huán)熱管及毛細芯熱管。這種熱管散熱器包括：兩塊拼合的散熱體，崁于散熱體內(nèi)的L形熱管，散熱體基板均溫采用1字形熱管。熱管的選用根據(jù)發(fā)熱功率而定，肋片散熱體采用拉制鋁型材，組裝工藝可靠，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟實用。
【專利說明】組合式熱管散熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種組合式熱管散熱器，尤其涉及重力循環(huán)熱管及毛細芯熱管，屬于電力電子器件的散熱【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在能源電力領(lǐng)域，變頻器內(nèi)多個大功率IGBT密集排列所產(chǎn)生的“局部熱點”是大功率變頻器散熱最為棘手的難題。多個大功率IGBT會導(dǎo)致嚴重的“熱量堆疊”效應(yīng)，不僅造成電子元件溫度過高，同時使遠離熱源的肋片散熱器效率低下，甚至失去意義。熱管是一種新型、高效的經(jīng)濟型換熱元件，合理應(yīng)用熱管的超常導(dǎo)熱能力，在給定的散熱面積，可降低電子器件的工作溫度。重力熱管內(nèi)沒有吸液芯，冷凝液從冷凝段返回到蒸發(fā)段不是靠吸液芯產(chǎn)生的毛細力，而是靠冷凝液自身的重力，因此重力熱管的正常工作具有一定的方向性，蒸發(fā)段必須置于冷凝段的下方，這樣才能使冷凝液靠自身重力從冷端回到熱端。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型是為填補現(xiàn)有技術(shù)所存在的空白之處，提供兩種熱管的冷卻方案，保證每個發(fā)熱元件有很高冷卻效率，將局部高熱流密度在整個散熱表面展開，使溫度不急劇上升，其熱管散熱體結(jié)構(gòu)形式和L形熱管制作工藝簡潔，經(jīng)濟適用。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型包括兩塊合二為一拼合的散熱體，崁于散熱體內(nèi)的L形熱管，由散熱體內(nèi)預(yù)先加工成的凹槽或半圓夾持固定，L形熱管的豎直邊平行貼近發(fā)熱元件中心芯片位置，一個或兩個為一組的L形熱管對應(yīng)一個發(fā)熱元件，一組散熱器可以放置多個，多組散熱器可以放置多排。
[0005]在上述技術(shù)方案中，大功率模塊選用重力式L形熱管，其傾斜邊軸線與水平面夾角α取2?15°。常規(guī)重力式熱管是沒有吸液芯的，對于小直徑熱管熱虹吸效果下降，為提高冷凝液在重力作用下重新回到加熱汽化段的可靠性，除了采用低沸點的工質(zhì)外，L形熱管傾斜邊下管壁內(nèi)置入一根導(dǎo)液芯，導(dǎo)液芯沿封頭底面插入固定，其長度超出L形熱管的彎頭，使凝結(jié)液更可靠的向下回流，導(dǎo)液芯截面可以為任意形狀。
[0006]作為本實用新型的另一種結(jié)構(gòu)形式，功率小一些的模塊選用毛細芯式L形熱管，其兩邊軸線夾角為90°，兩個為一組的L形熱管豎直邊貼合呈U形，均貼近發(fā)熱元件中心芯片位置，每組對應(yīng)一個發(fā)熱元件。
[0007]因為發(fā)熱元件在靠近散熱體端部和相鄰發(fā)熱元件間的溫度場是不同的，考慮散熱體強排風(fēng)冷方向，上述技術(shù)方案作進一步改進，所述相鄰發(fā)熱元件間隔處，L形熱管豎直邊較L形熱管豎直邊長，相當(dāng)于增加了一個冷端，蒸汽在該端對冷流體放出潛熱后重新凝結(jié)為液體。
[0008]以上兩種熱管結(jié)構(gòu)形式還可以是:將二塊散熱體靠近發(fā)熱面對稱豎直壓入重力或毛細芯式I字形熱管，固定方式是利用散熱體肋片彈性變形，I字形熱管從肋片端部方向壓入尖齒處至肋片根部，還可以分段加簧片卡在尖齒齒槽中。I字形熱管對發(fā)熱面有均溫作用。
[0009]本實用新型特別適合于體積小、熱流密度高的大功率IGBT模塊散熱，在高、低壓變頻器方面有很大的應(yīng)用前景。采用熱管組合崁入散熱體方式，即節(jié)省鋁材，又減少了散熱器體積，在相同的成本下，傳熱功率和效率提高至少一倍。適應(yīng)現(xiàn)有技術(shù)超大長寬比機型設(shè)計的趨勢，強排風(fēng)在散熱器端頭進入風(fēng)道，功率模塊豎直排布，使熱設(shè)計大為簡化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細說明:
[0011]圖1為本實用新型第一種實施方式的組合式熱管散熱器的立體分解圖，其中僅顯示兩支不同的L形熱管。
[0012]圖2為圖1所示組合式熱管散熱器整體的主視圖。
[0013]圖3為圖2所示組合式熱管散熱器的俯視圖。
[0014]圖4為圖2所示組合式熱管散熱器的半剖左視圖，其中間顯示一支帶導(dǎo)液芯的L形熱管。
[0015]圖5為圖3所示組合式熱管散熱器I處的局部放大圖。
[0016]圖6為本實用新型第二種實施方式的組合式熱管散熱器的立體分解圖，其中僅顯示兩組毛細芯式L形熱管。

【具體實施方式】
[0017]本實用新型第一種實施方式圖1顯示了三種熱管可能的工作狀態(tài)，重力式L形熱管2炭在統(tǒng)削的半圓凹槽Ib上部,帶導(dǎo)液芯5a的L形熱管5炭在半圓凹槽Ib中間，I字形熱管4分別崁在兩塊散熱體I中，作為輔助散熱，可根據(jù)需要添加。由連接孔Ia通過螺栓將兩塊散熱體I組合壓緊，要求裝配精度準確，凹槽Ib可涂導(dǎo)熱硅脂，減少接觸電阻。
[0018]圖2和圖3示出了發(fā)熱元件3豎直放置在兩塊散熱體I分型面處，L形熱管位于IGBT發(fā)熱元件3中心芯片處。
[0019]從圖4的半剖視圖可知，L形熱管傾斜邊軸線與水平面有α夾角，相對應(yīng)的凹槽Ib也是如此，L形熱管2由管殼、封頭、排空接頭及殼體內(nèi)工質(zhì)組成，在工作時，液態(tài)工質(zhì)連續(xù)流至發(fā)熱端而汽化，汽化工質(zhì)升至冷卻端放熱而液化，再流至發(fā)熱端，周而復(fù)始。中間顯示的一支L形熱管5，管壁內(nèi)下貼鋁質(zhì)導(dǎo)液芯5a，一端長度超過轉(zhuǎn)角處，另一端由封頭5b固定。
[0020]圖5所示箭頭方向是I字形熱管4從肋片端部經(jīng)尖齒Ic壓入散熱體1，考慮壓入I字形熱管4后的牢固度，分段加簧片6卡在尖齒Ic齒槽中是備選方案。
[0021]在本實用新型第二種實施方式圖6中，由上至下第一組L形熱管7內(nèi)壁附著有毛細作用的燒結(jié)粉末管芯，豎直端兩兩疊靠在一起，工質(zhì)汽化連續(xù)不斷地把熱端的熱量傳遞至IJ冷端；第二組L形熱管同樣豎直端排列在一起，但L形熱管8有加長段8a，可以在中間發(fā)熱元件3和發(fā)熱元件3相鄰間的冷凝段進行換熱，消去局部熱點。
[0022]當(dāng)然，第二種實施方式每組的L形熱管也可以只用一支來進行較小的熱功率傳輸，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種組合式熱管散熱器，包括重力式L形熱管(2)、有芯式L形熱管(5)以及貼合在豎直散熱體(I)上的發(fā)熱元件(3)，其特征在于:所述散熱體(I)由二塊拼合，垂直于肋片的拼合面加工凹槽(lb)，用于崁入L形熱管(2)，L形熱管(2)豎直邊平行且緊靠發(fā)熱元件(3)的發(fā)熱面。
2.按照權(quán)利要求1所述的組合式熱管散熱器，其特征在于:所述L形熱管(2)傾斜邊軸線與水平面夾角α取2?15°。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的組合式熱管散熱器，其特征在于:所述L形熱管(2)的豎直邊緊靠發(fā)熱元件(3)中心芯片位置。
4.按照權(quán)利要求1所述的組合式熱管散熱器，其特征在于:所述有芯式L形熱管(5)傾斜邊下管壁內(nèi)還置入一根導(dǎo)液芯(5a)，導(dǎo)液芯(5a)從封頭(5b)底部插入固定，其長度超出L形熱管(5)的彎頭處。
5.按照權(quán)利要求4所述的組合式熱管散熱器，其特征在于:所述導(dǎo)液芯(5a)截面可以為任意形狀。
6.按照權(quán)利要求1所述的組合式熱管散熱器，其特征在于:所述二塊散熱體(I)靠近發(fā)熱面對稱豎直壓入I字形熱管(4)，并利用散熱體(I)肋片彈性變形在肋片根部尖齒(Ic)處予以固定。
7.按照權(quán)利要求6所述的組合式熱管散熱器，I字形熱管(4)可以是有芯式或重力式，其特征在于:所述I字形熱管(4)壓入到位后，分段加簧片(6)卡在尖齒(Ic)的齒槽中。
8.一種組合式熱管散熱器，包括L形熱管(7)以及L形熱管(8)，其特征在于:所述L形熱管為毛細芯式，其兩邊軸線夾角為90°，兩個為一組的L形熱管豎直邊貼合排列呈U形，L形熱管豎直邊貼近發(fā)熱元件(3 )中心芯片位置，每組對應(yīng)一個發(fā)熱元件(3 )。
9.按照權(quán)利要求8所述的組合式熱管散熱器，不同的L形熱管組合方式適用不同的溫度場，其特征在于:所述L形熱管(8)豎直邊較L形熱管(7)豎直邊長。
【文檔編號】F28D15/04GK203980979SQ201420343169
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】劉永言, 王聯(lián)華, 張倩 申請人:成都深藍高新技術(shù)發(fā)展有限公司