專利名稱：一種新型結(jié)構(gòu)的熱管散熱方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱方式及裝置，具體說是一種熱管散熱的方式及裝置；應(yīng)用在大功率機(jī)車整流裝置和變頻器、逆變器的散熱領(lǐng)域，也可應(yīng)用在其他大功率器件的散熱領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子器件越來越向高頻、高速、模塊化方向發(fā)展，大功率的5寸元器件以及大功率的IGBT模塊的廣泛應(yīng)用使得電子器件所產(chǎn)生的熱量一直在增加。資料表明電子設(shè)備運(yùn)行出錯55％都是由過熱造成的，因此電子器件冷卻越來越成為電子產(chǎn)品開發(fā)、研制中非常重要的環(huán)節(jié)。散熱的好壞直接影響到電子產(chǎn)品的成本、可靠性、以及工作性能。
熱管技術(shù)是1963年美國LosAlamos國家實(shí)驗(yàn)室的G.M.Grover發(fā)明的一種稱為“熱管”的傳熱元件，它充分利用了熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導(dǎo)熱能力超過任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。熱管技術(shù)以前被廣泛應(yīng)用在宇航、軍工等行業(yè)，自從被引入散熱器制造行業(yè)，使得人們改變了傳統(tǒng)散熱器的設(shè)計(jì)思路，擺脫了單純依靠高風(fēng)量電機(jī)或用水冷散熱器來獲得更好散熱效果的單一散熱模式，采用熱管技術(shù)使得散熱器即便采用低轉(zhuǎn)速、低風(fēng)量的電機(jī)，同樣可以得到滿意的效果，使得困擾風(fēng)冷散熱的噪音問題得到良好解決，開辟了散熱行業(yè)新天地。
現(xiàn)在我們的熱管散熱器已北京地鐵、上海地鐵、電動汽車、200公里動車組、SS4、DF11電力機(jī)車等機(jī)車領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，民用市場我們的熱管散熱器也在大功率變流器、逆變器、功補(bǔ)裝置、高壓軟啟動、1.5MW雙饋電機(jī)變頻器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，耗散功率從0.5KW-20KW各種型號都有。
現(xiàn)有的熱管散熱器結(jié)構(gòu)一般是將已經(jīng)制作好的管狀熱管置于所需散熱的基板內(nèi)，利用熱傳導(dǎo)的方式，從基板將熱傳導(dǎo)至熱管，再通過熱管進(jìn)行散熱。管狀熱管和基板之間采用過度配合連接為一體，采用過渡配合把熱管壓入基板，然后再利用外力使基板變形壓緊熱管，用機(jī)械力把熱管的根部鉚緊的工藝制作散熱器(如圖1所示結(jié)構(gòu))，也有把熱管和基板焊接在一起，但工質(zhì)和基板是分開的工藝制作的散熱器由于孔和熱管的外徑不可能很圓，有一定的橢圓度，所以熱管和基板的接觸實(shí)際上是線接觸，因此接觸熱阻大。并很容易導(dǎo)致局部的脫落，從而影響整體的牢固性，出現(xiàn)抗振性能下降的現(xiàn)象。因此很有必要對此加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型熱管散熱方法及其裝置，通過本發(fā)明技術(shù)所制作出來的熱管散熱器，具有接觸熱阻小，可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單、體積緊湊的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種熱管散熱方法，直接利用基板材料作為熱管的一部分，在基板材料內(nèi)直接形成熱管工作腔，將端部開口的熱管在裝好傳熱介質(zhì)后，插入基板材料內(nèi)直接形成熱管工作腔內(nèi)，再通過焊接或具有密封性能的機(jī)械連接形成金屬連接形成基板與管狀熱管共同形成的熱管散熱器。所述的熱管散熱是以基板直接為熱管的一部分，通過基板和熱管共同的熱管效應(yīng)進(jìn)行散熱的。
根據(jù)本發(fā)明的方法所提出的熱管散熱器是一種熱管散熱器，包括熱管、基板和傳熱介質(zhì)，其特征在于所述的熱管根部為開放式結(jié)構(gòu)，基板上有與熱管相配的熱管工作腔，熱管根部直接插入基板的熱管工作腔內(nèi)，并通過焊接或具有密封性能的機(jī)械連接成為一體，傳熱介質(zhì)在熱管與基板的熱管工作腔所形成的密閉腔體內(nèi)。所述的焊接可以是釬焊、銅焊或其它焊接方式。所述的具有密封性能的機(jī)械連接可以是螺紋連接、鉚接或熱壓接。
新結(jié)構(gòu)的熱管散熱器是通過釬焊焊接使散熱器的基板成為熱管的一部分，工質(zhì)就在基板腔內(nèi)，基板的熱量直接傳到工質(zhì)中，避免了通過基板傳到管狀熱管之間的熱傳導(dǎo)損失，提高散熱效率。再一個由于是整體焊接的形式，它的牢固性和抗震動從而結(jié)構(gòu)更牢固，減少了元器件和熱管之間的接觸熱阻和熱管管壁的導(dǎo)熱熱阻，增加了散熱器的散熱能力。采用新結(jié)構(gòu)做的熱管散熱器，在額定電壓690VAC、額定電流400A、基波頻率50Hz、開關(guān)頻率2400Hz、功率器件ff800r17kf6c_b2，耗散功率1200W，比舊結(jié)構(gòu)的散熱器元件臺面溫度低5℃，采用新結(jié)構(gòu)做的熱管散熱器在反向重復(fù)峰值電壓3000V、正向平均電流6400A、反向重復(fù)峰值電流≤400mA、整流管型號ZPc6400-30，耗散功率2000W，比舊結(jié)構(gòu)的散熱器元件臺面溫度低8℃。


圖1為管狀熱管示意圖；圖2為傳統(tǒng)熱管散熱器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為新型熱管散熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-安裝元器件的基板；2-熱管；3-傳熱介質(zhì)；4-熱管工作腔具體實(shí)施方式
附圖給出了本發(fā)明的一個實(shí)施例的示意圖，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
從附圖可以看出本發(fā)明為一種熱管散熱方法，直接利用基板材料作為熱管的一部分，在基板材料內(nèi)直接形成熱管工作腔，將端部開口的熱管在裝好傳熱介質(zhì)后，插入基板材料內(nèi)直接形成熱管工作腔內(nèi)，再通過焊接或具有密封性能的機(jī)械連接形成金屬連接形成基板與管狀熱管共同形成的熱管散熱器。所述的熱管散熱是以基板直接為熱管的一部分，通過基板和熱管共同的熱管效應(yīng)進(jìn)行散熱的。
根據(jù)本發(fā)明的方法所提出的熱管散熱器是一種熱管散熱器，包括熱管2、基板1和傳熱介質(zhì)3，其特征在于所述的熱管2根部為開放式結(jié)構(gòu)，基板1上有與熱管2相配的熱管工作腔4，熱管2根部直接插入基板1的熱管工作腔內(nèi)4，并通過焊接或具有密封性能的機(jī)械連接成為一體，傳熱介質(zhì)3在熱管2與基板1的熱管工作腔4所形成的密閉腔體內(nèi)。所述的焊接可以是釬焊、銅焊或其它焊接方式。所述的具有密封性能的機(jī)械連接可以是螺紋連接、鉚接或熱壓接。
實(shí)施例一一種熱管散熱器，包括熱管2、基板1和傳熱介質(zhì)3，其特征在于所述的熱管2采用￠16內(nèi)槽道鋁合金管，基板1采用鋁板，熱管2根部為開放式結(jié)構(gòu)，基板1上有與熱管2相配的熱管工作腔4，熱管2根部直接插入基板1的熱管工作腔4內(nèi)，并通過低溫釬焊(220℃)焊接成為一體，使基板1成為熱管的一部分，傳熱介質(zhì)3在熱管與基板的熱管工作腔所形成的密閉腔體內(nèi)，基板1的熱量直接傳到工質(zhì)中，提高散熱效率。再一個由于是整體焊接的形式，它的牢固性和抗震動性都比傳統(tǒng)的散熱器要好。
實(shí)施例二一種熱管散熱器，包括熱管2、基板1和傳熱介質(zhì)3，其特征在于所述的熱管2采用￠16內(nèi)槽道紫銅管，基板1采用銅板，熱管根部為開放式結(jié)構(gòu)，基板1上有與熱管2相配的熱管工作腔4，熱管2根部直接插入基板1的熱管工作腔4內(nèi)，并通過中溫銅焊焊接成為一體，使基板成為熱管的一部分，傳熱介質(zhì)在熱管與基板的熱管工作腔所形成的密閉腔體內(nèi)，基板的熱量直接傳到工質(zhì)中，提高散熱效率。這種結(jié)構(gòu)的熱管散熱器因采用銅焊接，因此具有強(qiáng)度高的特點(diǎn)?？拐裥Ч?。
實(shí)施例三一種熱管散熱器，包括熱管2、基板1和傳熱介質(zhì)3，其特征在于所述的熱管2采用￠16內(nèi)槽道不銹鋼管，基板1采用銅板，熱管2根部為開放式結(jié)構(gòu)，基板1上有與熱管2相配的熱管工作腔4，熱管2根部直接插入基板1的熱管工作腔4內(nèi)，并通過帶密封裝置的螺紋連接成為一體，使基板1成為熱管2的一部分，傳熱介質(zhì)在熱管2與基板1的熱管工作腔4所形成的密閉腔體內(nèi)，傳熱介質(zhì)在熱管與基板的熱管工作腔所形成的密閉腔體內(nèi)，基板的熱量直接傳到工質(zhì)中，提高散熱效率。這種結(jié)構(gòu)的熱管散熱器因采用螺紋連接，因此具有安裝靈活的特點(diǎn)，可以便于拆卸更換。
實(shí)施例四一種熱管散熱器，包括熱管2、基板1和傳熱介質(zhì)3，其特征在于所述的熱管2采用￠16內(nèi)槽道紫銅管，基板1采用鋁板，熱管2根部為開放式結(jié)構(gòu)，基板1上有與熱管2相配的熱管工作腔4，熱管2根部直接插入基板1的熱管工作腔4內(nèi)，并通過帶密封裝置的鉚接或熱壓接接成為一體，使基板成為熱管的一部分，傳熱介質(zhì)在熱管與基板的熱管工作腔所形成的密閉腔體內(nèi)，基板的熱量直接傳到工質(zhì)中。
權(quán)利要求
1.一種新型結(jié)構(gòu)的熱管散熱方法，其特征在于直接利用基板材料作為熱管的一部分，在基板材料內(nèi)直接形成熱管工作腔，將端部開口的熱管在裝好傳熱介質(zhì)后，插入基板材料內(nèi)直接形成熱管工作腔內(nèi)，再通過焊接或具有密封性能的機(jī)械連接形成金屬連接形成基板與管狀熱管共同形成的熱管散熱器。
2.如權(quán)利要求1所述的熱管散熱方法，其特征在于所述的熱管散熱是以基板直接為熱管的一部分，通過基板和熱管共同的熱管效應(yīng)進(jìn)行散熱的。
3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述熱管散熱方法的熱管散熱裝置，包括熱管、基板和傳熱介質(zhì)，其特征在于所述的熱管根部為開放式結(jié)構(gòu)，基板上有與熱管相配的熱管工作腔，熱管根部直接插入基板的熱管工作腔內(nèi)，并通過焊接或具有密封性能的機(jī)械連接成為一體。
4.如權(quán)利要求3所述的熱管散熱裝置，其特征在于所述的焊接是釬焊或銅焊。
5.如權(quán)利要求3所述的熱管散熱裝置，其特征在于所述的具有密封性能的機(jī)械連接是螺紋連接、鉚接或熱壓接。
全文摘要
一種新型結(jié)構(gòu)的熱管散熱方法及裝置，直接利用基板材料作為熱管的一部分，在基板材料內(nèi)直接形成熱管工作腔，將端部開口的熱管在裝好傳熱介質(zhì)后，插入基板材料內(nèi)直接形成熱管工作腔內(nèi)，再通過焊接或具有密封性能的機(jī)械連接形成金屬連接形成基板與管狀熱管共同形成的熱管散熱器。所述的熱管散熱是以基板直接為熱管的一部分，通過基板和熱管共同的熱管效應(yīng)進(jìn)行散熱的。根據(jù)本發(fā)明的方法所提出的熱管散熱器是一種熱管散熱器，包括熱管、基板和傳熱介質(zhì)，所述的熱管根部為開放式結(jié)構(gòu)，基板上有與熱管相配的熱管工作腔，熱管根部直接插入基板的熱管工作腔內(nèi)，并通過焊接或具有密封性能的機(jī)械連接成為一體。
文檔編號H05K7/20GK101086430SQ200710035378
公開日2007年12月12日 申請日期2007年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月17日
發(fā)明者譚軍 申請人:中國南車集團(tuán)株洲電力機(jī)車研究所