本發(fā)明屬于散熱冷卻器件，具體涉及一種液冷散熱器，應(yīng)用于電力電子裝置。

背景技術(shù)：

隨著電力電子裝置容量不斷提升以及裝置集成化、小型化的發(fā)展，電力半導(dǎo)體熱流密度越來越高，使得裝置工作時電力半導(dǎo)體內(nèi)部結(jié)溫陡升，不僅影響裝置性能、縮短使用壽命，甚至?xí)p壞電力半導(dǎo)體造成裝置宕機。

現(xiàn)有大功率冷卻一般采用管式液冷散熱器或者使用獨立翅片散熱組件與冷板流道焊接的液冷散熱器，通過擴大散熱器體積，提升冷卻介質(zhì)流量或增大散熱器進出口間壓降，可以提升換熱效率，但是會提升加工生產(chǎn)成本，滲漏風(fēng)險以及裝置總體體積與重量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種液冷散熱器，解決現(xiàn)有大功率液冷散熱器的換熱效率與液冷板體積、流道復(fù)雜度之間存在矛盾的問題，應(yīng)用于電力電子裝置中壓接器件的散熱。

本發(fā)明所提供的一種液冷散熱器，應(yīng)用于壓接器件，包括上蓋板、下蓋板、基座和翅片散熱組件，其特征在于：

所述基座的上、下表面分別具有螺旋形上流道和螺旋形下流道，基座側(cè)面具有與所述螺旋形上流道和螺旋形下流道連通的進口和出口，進口和出口與冷卻介質(zhì)輸送系統(tǒng)連通；

所述上蓋板與下蓋板分別通過釬焊固定于基座的上、下表面以覆蓋并封閉所述螺旋形上流道的上表面和螺旋形下流道的下表面；所述上蓋板的上表面鍵合有上層熱導(dǎo)材料，所述下蓋板的下表面鍵合有下層熱導(dǎo)材料，所述上層熱導(dǎo)材料和下層熱導(dǎo)材料為同種材料，其熱導(dǎo)率高于基座材料熱導(dǎo)率；

所述翅片散熱組件通過釬焊與基座的側(cè)面連接，使得兩者位于同一水平面。

進一步地，所述基座、上蓋板與下蓋板均為鋁合金或氮化鋁材料；所述上層熱導(dǎo)材料和下層熱導(dǎo)材料為銅或石墨烯，厚度1mm～2mm；

所述上層熱導(dǎo)材料和下層熱導(dǎo)材料的外輪廓大于熱源接觸面的外輪廓，所述上層熱導(dǎo)材料和下層熱導(dǎo)材料的外輪廓垂直投影分別與所述螺旋形上流道和螺旋形上流道的外輪廓重合。

更進一步地，所述翅片散熱組件由基板和多個翅片固接為一體構(gòu)成，多個翅片在基板上平行排列，所述基板上具有安裝孔，用于安裝外圍電子器件，節(jié)省安裝空間，外圍電子器件用于輔助、保護散熱的壓接器件；所述翅片散熱組件的基板和翅片材料與基座相同。

本發(fā)明所提供的液冷散熱器一般將多件疊加使用，將待散熱的壓接器件上表面接觸面圓心與一件液冷散熱器下層熱導(dǎo)材料圓心重合，將壓接器件下表面接觸面圓心與另一件液冷散熱器上層熱導(dǎo)材料圓心重合，而后施加適當(dāng)壓力連接，形成三明治結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有大功率液冷散熱器材料一般為鋁或其合金，其密度較低，可極大降低裝置的重量，但熱導(dǎo)率卻遜于銅及其合金，隨著如今電力半導(dǎo)體因體積縮小帶來的極高熱流密度，在流道中增加翅片散熱組件以形成湍流這種方法會因翅片散熱組件區(qū)域不足或者翅片散熱組件尺寸過小而無法應(yīng)用，而將熱源預(yù)先經(jīng)一層高熱導(dǎo)材料傳熱至散熱器，等效提升熱源面積，可以在不更改液冷板體積與流道的前提下，極大提升換熱效率。

現(xiàn)有空氣散熱器的表面可以鍍一層高熱導(dǎo)材料膜，但由于鍍層較薄，無法起到等效提升熱源面積的目的，并且鍍層與空氣散熱器表面之間的結(jié)合力度不強，容易導(dǎo)致鍍層磨損，不適用于壓接器件散熱。本發(fā)明在上蓋板和下蓋板上采用鍵合技術(shù)添加上層熱導(dǎo)材料和下層熱導(dǎo)材料，不僅連接強度高，并且厚度可達毫米級別，能起到擴大熱源面積的作用，同時保證安裝質(zhì)量。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，采用螺旋形上流道和螺旋形下流道可保證極佳的溫度均勻性，上蓋板和下蓋板鍵合的上層熱導(dǎo)材料和下層熱導(dǎo)材料可增加傳熱面積，從而在不增加流道復(fù)雜度與冷卻介質(zhì)流速的情況下，提高換熱效率，翅片散熱組件部分提供額外空間，可用于中小功率外圍器件的安裝與散熱。本發(fā)明解決了現(xiàn)有大功率液冷散熱器的換熱效率與液冷板體積、流道復(fù)雜度之間存在矛盾的問題，適用于高熱流密度壓接器件散熱。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組合示意圖；

圖2為基座的立體示意圖；

圖3為基座的仰視圖；

圖4為上蓋板的示意圖；

圖5為下蓋板的示意圖；

圖6為實施例中翅片散熱組件的示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進一步說明。

如圖1～圖5所示，本發(fā)明包括上蓋板10、下蓋板20、基座30和翅片散熱組件40，所述基座30的上、下表面分別具有螺旋形上流道31和螺旋形下流道32，基座側(cè)面具有與所述螺旋形上流道31和螺旋形下流道32連通的進口33和出口34，進口33和出口34與冷卻介質(zhì)輸送系統(tǒng)連通；

所述上蓋板10與下蓋板20分別通過釬焊固定于基座30的上、下表面以覆蓋并封閉所述螺旋形上流道31的上表面和螺旋形下流道32的下表面；所述上蓋板10的上表面鍵合有上層熱導(dǎo)材料11，所述下蓋板20的下表面鍵合有下層熱導(dǎo)材料21，所述上層熱導(dǎo)材料11和下層熱導(dǎo)材料21為同種材料，其熱導(dǎo)率高于基座材料熱導(dǎo)率；

所述翅片散熱組件40通過釬焊與基座30的側(cè)面連接，使得兩者位于同一水平面。

本發(fā)明的一個實施例，如圖2～圖5所示，基座30、上蓋板10與下蓋板20均為120mm×120mm的矩形板，采用鋁合金材料；基座30厚度為26mm，上蓋板10與下蓋板20厚度均為2mm；

上層熱導(dǎo)材料11和下層熱導(dǎo)材料21均為半徑50mm的圓形，材料為銅，厚度1mm；其外輪廓大于熱源接觸面的外輪廓，上層熱導(dǎo)材料11和下層熱導(dǎo)材料21的外輪廓垂直投影分別與所述螺旋形上流道31和螺旋形下流道32的外輪廓重合。

如圖6所示，本實施例中，翅片散熱組件40由基板41和30個翅片42固接為一體構(gòu)成，采用機械沖壓成型，30個翅片42在基板41上平行排列，所述基板41上具有4個直徑M3mm的安裝孔43，基板41外輪廓為120mm×90mm的矩形，厚度為6mm，30個翅片42各自肋寬1.5mm、肋高7mm、肋間距1.5mm；所述翅片散熱組件的基板和翅片材料與基座相同。

冷卻介質(zhì)采用去離子水。