電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，包括熱管、熱管蒸發(fā)端基板、熱管冷凝端基板和風(fēng)扇，熱管安裝于熱管蒸發(fā)端基板和熱管冷凝端基板之間，熱管蒸發(fā)端基板和熱管冷凝端基板均安裝有散熱翅片，熱管蒸發(fā)端基板上的散熱翅片與熱管冷凝端基板上的散熱翅片呈交錯(cuò)布置，熱管蒸發(fā)端基板連接有溫差發(fā)電片，溫差發(fā)電片通過(guò)熱延伸塊與電子設(shè)備連接，熱管冷凝端基板上鑲嵌有制冷片，制冷片電連接有控制器，控制器分別與溫差發(fā)電片和風(fēng)扇電連接。本實(shí)用新型能有效加快散熱量和降低制冷片冷端溫度，同時(shí)制冷片能有效避免熱橋現(xiàn)象，提高散熱效果，安裝方便且散熱效果顯著。
【專利說(shuō)明】
電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種電子器件用散熱裝置，具體地說(shuō)，設(shè) 及一種能夠自發(fā)驅(qū)動(dòng)并準(zhǔn)確降溫的電散熱器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著封裝電子技術(shù)的快速發(fā)展，各種電子器件產(chǎn)品（例如:CPU、L抓、傳感器等）呈 現(xiàn)出小型化、集成一體化的發(fā)展趨勢(shì)，致使電子器件的熱流密度越來(lái)越大。電子器件正常工 作的可靠性對(duì)溫度十分敏感，研究表明，超過(guò)55%的電子器件損壞都是由于溫度變化引起 的，同時(shí)，電子器件材料每升高l〇°C，電子器件的可靠性就降低2%。由此可見(jiàn)，電子器件對(duì) 工作溫度的要求十分嚴(yán)格。由于人們對(duì)電子器件商品的需求越來(lái)越大，高熱流器件的發(fā)展 增加了電子器件因溫度過(guò)高而損耗的概率，進(jìn)一步導(dǎo)致電子器件產(chǎn)品不能有效工作。目前， 電子器件廣泛應(yīng)用于汽車、航天、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，因此，必須考慮電子器件的熱設(shè)計(jì)方面 要求W保障電子器件的正常工作。
[0003] 國(guó)內(nèi)外的電子器件散熱器多為風(fēng)冷散熱器和水冷散熱器，也有一些將制冷片與水 冷、風(fēng)冷有機(jī)結(jié)合的散熱裝置，具有很好的散熱效果。但是，上述電子器件散熱器為主動(dòng)式 散熱方式，需要外界能量驅(qū)動(dòng)，且向外界排出大量的熱量，既造成熱量的二次浪費(fèi)，又可能 產(chǎn)生熱污染。此外，由于散熱能力有限，對(duì)于一些熱流密度過(guò)大的電子器件無(wú)法滿足散熱要 求。
[0004] 自發(fā)熱式散熱技術(shù)是利用電子器件本身的熱能轉(zhuǎn)換成電能，電能驅(qū)動(dòng)撒熱裝置工 作，具有反應(yīng)快、節(jié)能環(huán)保W及溫控效果能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。自發(fā)熱式電散熱器技術(shù)將溫差發(fā)電 片和電子器件發(fā)熱源相連接，在溫差發(fā)電片的兩端形成溫差，發(fā)電片從熱端吸收熱量后發(fā) 電儲(chǔ)存或者再供給散熱裝置。利用運(yùn)種技術(shù)對(duì)電子器件散熱時(shí)，由于能量來(lái)源于電子器件 本身，一方面帶走高溫電子器件的熱能而實(shí)現(xiàn)降溫，另一方面從能量的角度來(lái)看，熱能轉(zhuǎn)換 為電能，減小了因熱量釋放到大氣中的熱污染，對(duì)節(jié)能減排事業(yè)起到了積極的推動(dòng)作用。
[0005] 現(xiàn)有的自發(fā)熱式散熱器，由于溫差發(fā)電片和電子器件直接接觸將熱能轉(zhuǎn)換為電 能，會(huì)形成熱橋現(xiàn)象降低發(fā)電效率，且散熱時(shí)僅采用熱管或者翅片，在散熱過(guò)程需要消耗外 在的能量，散熱效果不顯著。
[0006] 授權(quán)公告號(hào)為CN 203014716 U的中國(guó)實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種高熱流密度器件 廢熱發(fā)電裝置，包括高熱流密度發(fā)熱器件1、均熱板2、溫差發(fā)電模塊3、熱管散熱器4和蓄電 池5,其中高熱流密度發(fā)熱器件1設(shè)置在均熱板2的下面且和均熱板2緊密接觸;所述溫差發(fā) 電模塊3安裝在均熱板2的上部;所述熱管散熱器4的蒸發(fā)端與溫差發(fā)電模塊3緊密相連，熱 管散熱器4冷凝端設(shè)置在環(huán)境中，并且采用肋片方式強(qiáng)化換熱。該專利設(shè)計(jì)有溫差發(fā)電模 塊，通過(guò)均熱板與高熱流密度發(fā)熱器件連接，將熱能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)后的電能可 再利用，流過(guò)半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊3的廢熱通過(guò)熱管散熱器4的蒸發(fā)端、冷凝端后排到空氣 中實(shí)現(xiàn)廢熱排放的功能。該專利中采用的熱管散熱器為一系列的單個(gè)平行熱管所組合而 成，熱管結(jié)構(gòu)形式為毛細(xì)熱管、重力熱管、脈動(dòng)熱管，在熱管的冷凝端裝有強(qiáng)化換熱肋片，雖 然能夠?qū)崿F(xiàn)散熱的功能，但其散熱效果并不顯著。
[0007] 因此，考慮設(shè)計(jì)一種既能保證不需要外在能量、又能增大散熱能力的自發(fā)熱式散 熱器，實(shí)現(xiàn)對(duì)高熱流電子設(shè)備的散熱。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有電子設(shè)備散熱裝置存在的散熱效果差、造成二次 浪費(fèi)等上述問(wèn)題，提供了一種電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器。利用電子設(shè)備的熱量發(fā)電，給 制冷片和風(fēng)扇供電，既能保證不需要外在能量，又能增大撒熱能力，散熱效果好，減少了二 次浪費(fèi)。
[0009] 根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例，提供了一種電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，包括熱管、 熱管蒸發(fā)端基板、熱管冷凝端基板和風(fēng)扇，熱管安裝于熱管蒸發(fā)端基板和熱管冷凝端基板 之間，熱管蒸發(fā)端基板連接有溫差發(fā)電片，溫差發(fā)電片通過(guò)熱延伸塊與電子設(shè)備連接，熱管 冷凝端基板上連接有制冷片，制冷片與熱管冷凝端基板連接的一端稱為制冷片冷端，制冷 片的另一端稱為制冷片熱端，熱管蒸發(fā)端基板與制冷片熱端均安裝有散熱翅片，熱管蒸發(fā) 端基板上的散熱翅片與制冷片熱端上的散熱翅片呈交錯(cuò)布置;制冷片電連接有控制器，控 制器分別與溫差發(fā)電片和風(fēng)扇電連接。當(dāng)電子設(shè)備溫度過(guò)高時(shí)，熱量由熱延伸塊傳遞給溫 差發(fā)電片的一端，使溫差發(fā)電片的兩端形成溫差，產(chǎn)生電能，電能傳輸給控制器，由控制器 給制冷片和風(fēng)扇供電，制冷片加快熱量在熱管中的傳遞，風(fēng)扇產(chǎn)生氣流帶走散熱翅片中的 熱量，保證了熱量能夠迅速被帶走。散熱翅片呈交錯(cuò)布置，有效擴(kuò)大了換熱面積，增強(qiáng)換熱 效果。
[0010] 進(jìn)一步的，在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的電散熱器中，所述熱管設(shè)置有1個(gè) 或多個(gè)，熱管設(shè)置有多個(gè)時(shí)，多個(gè)熱管并排布置，相鄰熱管對(duì)應(yīng)的散熱翅片呈交錯(cuò)布置，便 于散熱。
[0011] 進(jìn)一步的，為了便于熱管及控制器的連接，在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的 電散熱器中，所述的電散熱器還設(shè)有用于連接熱管W及用于固定控制器的連接板。
[0012] 作為優(yōu)選，在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的電散熱器中，熱管設(shè)置為U形管， 熱管的彎管部分鑲嵌在連接板上。
[0013] 作為優(yōu)選，在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的電散熱器中，控制器固定在連接 板的底部。
[0014] 進(jìn)一步的，在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的電散熱器中，控制器連接有熱電 偶線，熱電偶線安裝于熱延伸塊和電子設(shè)備之間。當(dāng)電子設(shè)備溫度過(guò)高超過(guò)限定溫度時(shí)，熱 電偶線會(huì)將溫度信息傳遞至控制器，控制器根據(jù)溫度信息開(kāi)始工作，從而進(jìn)行溫度控制。
[0015] 作為優(yōu)選，在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的電散熱器中，風(fēng)扇固定于熱延伸 塊和熱管冷凝端基板上。
[0016] 作為優(yōu)選，在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的電散熱器中，所述散熱器還設(shè)有 隔熱板，熱管蒸發(fā)端基板和熱管冷凝端基板安裝于隔熱板上，避免散熱。
[0017] 本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，布 局合理，體積小。與現(xiàn)有電散熱器相比，本實(shí)用新型提供的電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器， 利用電子設(shè)備本身的熱量，通過(guò)熱延伸塊傳遞給溫差發(fā)電片的一端，使溫差發(fā)電片的兩端 形成溫差，產(chǎn)生電能，并通過(guò)控制器給制冷片和風(fēng)扇供電，熱管和散熱翅片在散熱過(guò)程中不 需要外在的能量，能夠自發(fā)熱式散熱，節(jié)能環(huán)保;在有限的空間內(nèi)交錯(cuò)布置翅片，散熱面積 擴(kuò)大2倍W上，并對(duì)制冷片的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行優(yōu)化，能有效加快散熱量和降低制冷片冷端溫 度，同時(shí)制冷片能有效避免熱橋現(xiàn)象，提高散熱效果，安裝方便且散熱效果顯著。
【附圖說(shuō)明】

[0018]圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例一電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。 [0019]圖2為本實(shí)用新型圖1的A-A剖視圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施例一電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器的俯視圖。
[0021 ]圖4為本實(shí)用新型具體實(shí)施例二電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖5為本實(shí)用新型具體實(shí)施例電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器在不同制冷片熱端的 傳熱性能參數(shù)UhAh條件下制冷片冷端制冷量化隨電流I變化趨勢(shì)圖。
[0023] 圖6為本實(shí)用新型具體實(shí)施例電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器在不同制冷片熱端的 傳熱性能參數(shù)UhAh條件下熱管冷凝端表面溫度化。隨電流I變化趨勢(shì)圖。
[0024] 圖7為本實(shí)用新型具體實(shí)施例電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器在不同熱管冷凝端基 板厚度L條件下制冷片冷端制冷量化隨熱管冷凝端基板面積厚度比f(wàn)變化趨勢(shì)圖。
[0025] 圖8為本實(shí)用新型具體實(shí)施例電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器在不同熱管冷凝端基 板厚度L條件下熱管冷凝端表面溫度Th。隨熱管冷凝端基板面積厚度比f(wàn)變化趨勢(shì)圖。
[0026] 圖9為本實(shí)用新型具體實(shí)施例電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器在不同熱管冷凝端基 板面積長(zhǎng)度比f(wàn)條件下熱管冷凝端表面溫度化。隨制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)UhAh變化趨勢(shì) 圖。
[0027] 圖10為本實(shí)用新型具體實(shí)施例電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器在不同熱管冷凝端 基板面積長(zhǎng)度比f(wàn)條件下制冷片冷端制冷量化隨制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)UhAh變化趨勢(shì) 圖。
[0028] 1、熱管，2、熱管蒸發(fā)端基板，3、熱管冷凝端基板，4、風(fēng)扇，5、散熱翅片，6、溫差發(fā)電 片，7、熱延伸塊，8、制冷片，9、控制器，10、連接板，11、螺絲孔，12、隔熱板，13、熱電偶線。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】：
[0030] 實(shí)施例一:參見(jiàn)圖1，一種電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，包括熱管1、熱管蒸發(fā)端 基板2、熱管冷凝端基板3和風(fēng)扇4,熱管1安裝于熱管蒸發(fā)端基板2和熱管冷凝端基板3之間， 熱管蒸發(fā)端基板2和熱管冷凝端基板3均安裝有散熱翅片5，熱管蒸發(fā)端基板2上的散熱翅片 與熱管冷凝端基板3上的散熱翅片呈交錯(cuò)布置，熱管蒸發(fā)端基板2連接有溫差發(fā)電片6,溫差 發(fā)電片6通過(guò)熱延伸塊7與電子設(shè)備連接，熱管冷凝端基板3上鑲嵌有制冷片8,制冷片8電連 接有控制器9,控制器9分別與溫差發(fā)電片6和風(fēng)扇4電連接。當(dāng)電子設(shè)備溫度過(guò)高時(shí)，熱量由 熱延伸塊傳遞給溫差發(fā)電片的一端，使溫差發(fā)電片的兩端形成溫差，產(chǎn)生電能，電能傳輸給 控制器，由控制器給制冷片和風(fēng)扇供電，制冷片加快熱量在熱管中的傳遞，風(fēng)扇產(chǎn)生氣流帶 走散熱翅片中的熱量，保證了熱量能夠迅速被帶走。散熱翅片呈交錯(cuò)布置，有效擴(kuò)大了換熱 面積，增強(qiáng)換熱效果。
[0031] 在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例提供的電散熱器中，參見(jiàn)圖2,所述熱管1設(shè)置有Ξ 個(gè)，Ξ個(gè)熱管并排布置，相鄰熱管對(duì)應(yīng)的散熱翅片呈交錯(cuò)布置，便于散熱。
[0032] 進(jìn)一步的，為了便于熱管及控制器的連接，參見(jiàn)圖1，在根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施 例提供的電散熱器中，所述的電散熱器還設(shè)有用于連接熱管及用于固定控制器9的連接 板10。
[0033] 在本實(shí)施例提供的電散熱器中，參見(jiàn)圖1，熱管1設(shè)置為U形管，熱管1的彎管部分鑲 嵌在連接板10上。
[0034] 在本實(shí)施例提供的電散熱器中，參見(jiàn)圖1和圖2,控制器9固定在連接板10的底部。
[0035] 在本實(shí)施例提供的電散熱器中，參見(jiàn)圖1和圖2,熱延伸塊7和熱管冷凝端基板3上 設(shè)有螺絲孔11，風(fēng)扇4通過(guò)螺絲孔11固定于熱延伸塊7和熱管冷凝端基板3上。
[0036] 在本實(shí)施例提供的電散熱器中，參見(jiàn)圖1所述電散熱器還設(shè)有隔熱板12,熱管蒸發(fā) 端基板2和熱管冷凝端基板3安裝于隔熱板12上，避免散熱。
[0037] 本實(shí)施例提供的電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，其工作原理如下：
[0038] 電子設(shè)備發(fā)熱后，熱量通過(guò)熱延伸塊傳遞到溫差發(fā)電片的一端，使溫差發(fā)電片兩 端形成溫差，能夠產(chǎn)生電能并輸出至控制器，控制器一端通過(guò)電線連接到制冷片，對(duì)其供電 W加快熱量在熱管中的傳遞，制冷片的冷端吸收來(lái)自熱管冷凝端基板的能量，并將其輸送 至散熱翅片;控制器的另一端與風(fēng)扇連接，使風(fēng)扇產(chǎn)生氣流帶走交錯(cuò)的散熱翅片中的熱量， 保證熱量能夠迅速被帶走。
[0039] 實(shí)施例二：與具體實(shí)施例一不同的是，在本實(shí)施例提供的一種電子設(shè)備用自發(fā)熱 式電散熱器中，參見(jiàn)圖4,控制器9連接有熱電偶線，熱電偶線安裝于熱延伸塊和電子設(shè)備之 間。當(dāng)電子設(shè)備溫度過(guò)高超過(guò)限定溫度時(shí)，熱電偶線會(huì)將溫度信息傳遞至控制器，控制器根 據(jù)溫度信息開(kāi)始工作，從而進(jìn)行溫度控制。
[0040] 其工作原理同實(shí)施例一，但在本實(shí)施例中，控制器不僅能夠?qū)夭畎l(fā)電片產(chǎn)生的 電能分別穩(wěn)定給制冷片和風(fēng)扇供電，保證制冷片和風(fēng)扇的正常工作，同時(shí)控制器還可W智 能控制電子設(shè)備的表面溫度，通過(guò)安裝在電子設(shè)備和熱延伸塊之間的熱電偶線將電子設(shè)備 的表面溫度反饋至到控制器，溫度達(dá)到上限溫度，控制器開(kāi)始工作，降低電子設(shè)備的表面溫 度。
[0041] 本實(shí)用新型上述電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，還可W進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，其優(yōu)化設(shè) 計(jì)的步驟為:在電子設(shè)備表面固定溫度或固定散熱量的條件下，通過(guò)優(yōu)化公式(1)-(8)優(yōu)化 制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)UA、熱管冷凝端基板面積厚度比f(wàn)、風(fēng)扇進(jìn)口流量V，所述熱管冷 凝端基板面積厚度比f(wàn)定義為Ae/Le，其中，Ae表示熱管冷凝端基板的表面積，Le表示熱管冷 凝端基板厚度，所述優(yōu)化公式(1 )-(8)的表達(dá)式如下：

[0050] 式中，Q康示制冷片冷端的制冷量，COP表示制冷片熱端的散熱效率，The表示熱管 冷凝端基板表面溫度，K、S、R分別表示制冷片的熱導(dǎo)率、塞貝克系數(shù)、電阻，I表示制冷片的 控制電流，化Ah表示制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)，Ch表示空氣比熱容參數(shù)，Mhc、Che分別表示 熱管冷凝端基板的質(zhì)量W及熱含量參數(shù)，6、^>表示效率單元法的效率參數(shù)，〇TE、〇ex分別表示 制冷片損失系數(shù)、制冷片熱端損失系數(shù)，R。表示制冷片冷端和熱管冷凝端基板之間的熱阻， Tin表示風(fēng)扇進(jìn)風(fēng)口溫度，Ths代表電子設(shè)備表面的溫度，化P代表熱管熱阻，Rex代表熱延伸塊 的熱阻，Rint代表接觸熱阻，Ke表示熱管冷凝端基板的導(dǎo)熱系數(shù)，C、P、V分別表示空氣的比 熱、密度、流量。
[0051] 上述八個(gè)優(yōu)化公式中，公式（1)-(4)表示制冷片冷端的制冷量化和電子設(shè)備表面 溫度的優(yōu)化公式，公式(5)-(8)表示公式(1)-(4)中參數(shù)的導(dǎo)出公式。
[0052] 在固定表面溫度化S限制下，可W通過(guò)公式（1)、（2)W及公式(4)-(7)求解最優(yōu)制冷 片冷端的制冷量化、空氣風(fēng)量V、制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)UhAh。
[0053] 在固定制冷片冷端的制冷量化限制下，可W通過(guò)公式(2)-(7)求解最優(yōu)電子設(shè)備 表面溫度Ths、空氣風(fēng)量V、制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)化Ah。其中，公式(4)表明了電子設(shè)備 表面溫度Ths和熱管冷凝端基板表面溫度化C成正向線性關(guān)系，因此化S和The存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0054] 其優(yōu)化流程如下：
[0055] 設(shè)置制冷片冷端的制冷量化、電子設(shè)備表面溫度化S的初始值分別為Qo、T〇,可任意 選定，Qst和Tst為需要的工況下允許的最大制冷量和最低電子設(shè)備表面溫度。
[0056] 假設(shè)給定制冷片冷端的制冷量化限制，給定參數(shù)K、S、R、Tin，通過(guò)優(yōu)化公式（2)、 (3) 、（4)畫(huà)圖，并確定參數(shù)I、f、UhAh對(duì)制冷片冷端制冷量化的影響，給定任意制冷量Qo，由圖 5、圖7、圖9得出在制冷片冷端制冷量化條件下能滿足的最優(yōu)參數(shù)I、f、UhAh，由公式(2)、（3)、 (4) 計(jì)算C0P、Thc和Ths，同時(shí)將參數(shù)K、S、R、Tin、Thc代入公式（1)求解Qc，將求解得到的化和Ths 與需要的工況下允許的最大制冷量和最低電子器件表面溫度Qst和Tst進(jìn)行對(duì)比，如果滿足化 >Qst、Ths《Tst，即可輸出得到的參數(shù)I、f、UhAh，最后通過(guò)得到的優(yōu)化參數(shù)選取布置方式、進(jìn) 口空氣的設(shè)置條件W及制冷片的運(yùn)行條件，組裝電散熱器。
[0057] 假設(shè)給定電子設(shè)備的表面溫度Ths限制，給定參數(shù)K、S、R、Tin，通過(guò)優(yōu)化公式（2)、 (3)、（4)畫(huà)圖，并確定參數(shù)I、f、UhAh對(duì)熱管冷凝端基板表面溫度化。的影響，給定任意表面溫 度To，由圖6、圖8、圖10得出在制冷片冷端制冷量化條件下能滿足的最優(yōu)參數(shù)I、f、UhAh，由公 式（1)、（ 2)、（4)計(jì)算化、COP和Ths，同時(shí)由參數(shù)Κ、S、R、Tin、Qc代入公式(3)求解The，將求解得到 的化和化S與需要的工況下允許的最大制冷量和最低電子器件表面溫度Qst和Tst進(jìn)行對(duì)比， 如果滿足化>Qst、Ths《Tst，即可輸出得到的得到的參數(shù)I、f、UhAh，最后通過(guò)得到的優(yōu)化參數(shù) 選取布置方式、進(jìn)口空氣的設(shè)置條件W及制冷片的運(yùn)行條件，組裝電散熱器。
[0058] 參見(jiàn)圖5,在不同制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)化Ah條件下，制冷片冷端制冷量化隨 電流I的增大呈先增大后減小的變化趨勢(shì)。
[0059] 參見(jiàn)圖6,在不同制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)UhAh條件下，熱管冷凝端表面溫度化。 隨電流I的增大呈先減小后增大的變化趨勢(shì)。
[0060] 參見(jiàn)圖7,在不同熱管冷凝端基板厚度L條件下，制冷片冷端制冷量化隨熱管冷凝 端基板面積厚度比f(wàn)的增大呈先增大后減小的變化趨勢(shì)。
[0061] 參見(jiàn)圖8,在不同熱管冷凝端基板厚度L條件下，熱管冷凝端表面溫度化。隨熱管冷 凝端基板面積厚度比f(wàn)的增大呈先減小后增大的變化趨勢(shì)。
[0062] 參見(jiàn)圖9,在不同熱管冷凝端基板面積厚度比f(wàn)條件下，熱管冷凝端表面溫度化C隨 制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)UhAh的增大呈先急劇減小至一定值后趨于平穩(wěn)的變化趨勢(shì)。
[0063] 參見(jiàn)圖10,在不同熱管冷凝端基板面積厚度比f(wàn)條件下，制冷片冷端制冷量化隨制 冷片熱端的傳熱性能參數(shù)UhAh的增大呈先急劇增大至一定值后趨于平穩(wěn)的變化趨勢(shì)。
[0064] 由圖5、圖7、圖9可知，在給定一個(gè)最低電子設(shè)備表面溫度化。時(shí)，其存在最優(yōu)的電流 使得制冷片冷端的制冷量化達(dá)到最大。同時(shí)，隨著熱管冷凝端基板的面積厚度比f(wàn)增大，審U 冷片冷端的制冷量化先增大后減小，并且在熱管冷凝端基板的面積厚度比f(wàn)為0.44左右有 較大的制冷片冷端的制冷量化，熱管冷凝端基板的面積厚度比f(wàn)直接影響導(dǎo)熱，當(dāng)面積過(guò)大 時(shí)，由于制冷片的表面積限制，熱量不能有效導(dǎo)出，而過(guò)小時(shí)，制冷片的熱端不能和熱管冷 凝端基板更好的接觸，因此影響導(dǎo)熱。而對(duì)制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)UhAh,只在50W/KW 內(nèi)，就已經(jīng)出現(xiàn)最優(yōu)值，繼續(xù)增大制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)UhAh,對(duì)制冷片冷端的制冷量 化沒(méi)有任何影響，運(yùn)是由于裝置本身結(jié)構(gòu)和制冷片功耗的限制，導(dǎo)致散熱方式已經(jīng)不起作 用，因此，使得制冷片冷端的制冷量化達(dá)到最大值的制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)UhAh即是設(shè) 置所需的熱阻結(jié)構(gòu)，根據(jù)交錯(cuò)網(wǎng)格擴(kuò)大制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)UhAh。
[0065] 由圖6、圖8、圖10可知，在給定的制冷功耗一定時(shí)，其仍然存在最優(yōu)電流使得電子 設(shè)備表面溫度化。最低。同時(shí)，隨著熱管冷凝端基板的面積厚度比f(wàn)增大，其電子設(shè)備表面溫 度化。先減小后增大，并且在熱管冷凝端基板的面積厚度比f(wàn)為0.4左右有較低的熱管冷凝端 表面溫度化。。對(duì)于有固定功耗要求的電子設(shè)備，其選擇熱管冷凝端基板尺寸應(yīng)對(duì)其表面面 積和厚度W及導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行考慮。
[0066] 根據(jù)圖5至圖10給出的參數(shù)制冷片的控制電流I、熱管冷凝端基板的面積厚度比f(wàn)、 制冷片熱端的傳熱性能參數(shù)UhAh對(duì)制冷片制冷量和熱管冷凝端表面溫度的影響。本實(shí)施例 上述優(yōu)化方法根據(jù)上述優(yōu)化公式對(duì)包括制冷片運(yùn)行電流W及散熱翅片、風(fēng)量進(jìn)行優(yōu)化，使 本實(shí)用新型上述散熱器能夠達(dá)到最優(yōu)的工作狀況。
[0067] 作為上述實(shí)施例的延伸，對(duì)該優(yōu)化方法關(guān)于接觸熱阻Rint、熱管熱阻Rhp等基于該優(yōu) 化公式W內(nèi)的優(yōu)化方法均在該方法之內(nèi)。
[0068] 作為上述實(shí)施例的延伸，熱管可W設(shè)置有1個(gè)、或兩個(gè)、W及Ξ個(gè)W上，具體根據(jù)電 散熱器的體積大小設(shè)置熱管的個(gè)數(shù)。
[0069]上述實(shí)施例用來(lái)解釋本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型 的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，其特征在于:包括熱管、熱管蒸發(fā)端基板、熱管 冷凝端基板和風(fēng)扇，熱管安裝于熱管蒸發(fā)端基板和熱管冷凝端基板之間，熱管蒸發(fā)端基板 連接有溫差發(fā)電片，溫差發(fā)電片通過(guò)熱延伸塊與電子設(shè)備連接，熱管冷凝端基板上連接有 制冷片，制冷片與熱管冷凝端基板連接的一端稱為制冷片冷端，制冷片的另一端稱為制冷 片熱端，熱管蒸發(fā)端基板與制冷片熱端均安裝有散熱翅片，熱管蒸發(fā)端基板上的散熱翅片 與制冷片熱端上的散熱翅片呈交錯(cuò)布置;制冷片電連接有控制器，控制器分別與溫差發(fā)電 片和風(fēng)扇電連接。2. 如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，其特征在于:所述熱管設(shè)置有1 個(gè)或多個(gè)，熱管設(shè)置有多個(gè)時(shí)，多個(gè)熱管并排布置，相鄰熱管對(duì)應(yīng)的散熱翅片呈交錯(cuò)布置。3. 如權(quán)利要求1或2任意一項(xiàng)所述的電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，其特征在于:所述 的電散熱器還設(shè)有用于連接熱管以及用于固定控制器的連接板。4. 如權(quán)利要求3所述的電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，其特征在于:熱管設(shè)置為U形管， 熱管的彎管部分鑲嵌在連接板上。5. 如權(quán)利要求3所述的電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，其特征在于:控制器固定在連接 板的底部。6. 如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，其特征在于:控制器連接有熱電 偶線，熱電偶線安裝于熱延伸塊和電子設(shè)備之間。7. 如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，其特征在于:風(fēng)扇固定于熱延伸 塊和熱管冷凝端基板上。8. 如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備用自發(fā)熱式電散熱器，其特征在于:所述電散熱器還設(shè) 有隔熱板，熱管蒸發(fā)端基板和熱管冷凝端基板安裝于隔熱板上。
【文檔編號(hào)】H05K7/20GK205694034SQ201620589072
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日 公開(kāi)號(hào)201620589072.9, CN 201620589072, CN 205694034 U, CN 205694034U, CN-U-205694034, CN201620589072, CN201620589072.9, CN205694034 U, CN205694034U
【發(fā)明人】劉娣, 蔡陽(yáng), 楊靜靜
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)