发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种散热装置,以提高散热能力,避免发热器件的温度过高,保证电子设备的工作效率和可靠性。本发明的另一目的是提供一种包括上述散热装置的电子设备。
为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种散热装置,包括相变散热器,所述相变散热器包括:用于对发热器件散热的蒸发部、冷凝部、用于供冷却介质自所述蒸发部流至所述冷凝部的气体流道、以及用于供冷却介质自所述冷凝部流至所述蒸发部的液体流道;其中,所述液体流道包括至少一个特斯拉阀,所述特斯拉阀自所述冷凝部向所述蒸发部导通。
可选地,所述蒸发部、所述冷凝部、所述气体流道和所述液体通道为一体式结构。
可选地,所述相变散热器为吹胀一体式结构。
可选地,所述蒸发部和所述冷凝部分别位于所述相变散热器相对的两端;
所述蒸发流道包括连通的蒸发流道一部和蒸发流道二部,所述蒸发流道一部较所述蒸发流道二部向所述冷凝部凸出;
其中,所述蒸发流道一部用于和所述发热器件的位置相对,所述气体流道设置于所述蒸发流道一部,且所述气体流道和所述蒸发流道一部连通。
可选地,所述液体流道设置于所述蒸发流道二部,且所述液体流道和所述蒸发流道二部连通;
和/或,所述蒸发流道一部和所述蒸发流道二部相间设置。
可选地,所述相变散热器还包括连接部,所述连接部连接所述蒸发部和所述冷凝部,且所述气体流道和所述液体流道经过所述连接部。
可选地,所述相变散热器呈板状,且所述蒸发部和所述冷凝部之间具有夹角。
可选地,所述连接部为弧形结构;和/或,所述连接部设置有通孔。
可选地,所述相变散热器呈直板状。
可选地,所述液体流道自所述冷凝部延伸至所述蒸发部远离所述冷凝部的一端;
和/或,所述气体流道至少为两个且任意两个所述气体流道相邻设置,所述液体流道至少为一个且所有的所述液体流道位于所有的所述气体流道的一侧;
和/或,所述液体流道至少为两个且任意两个所述液体流道相邻设置,所述气体流道至少为一个且所有的所述气体流道位于所有的所述液体流道的一侧。
可选地,所述散热装置还包括:
导热固定板,所述蒸发部和所述导热固定板固定连接且导热连接,所述导热固定板用于和发热器件导热连接且固定连接;
和/或,散热翅片,所述散热翅片设置于所述蒸发部和/或所述冷凝部。
可选地,所述相变散热器设置有用于和电控盒固定连接的安装孔。
基于上述提供的散热装置,本发明还提供了一种电子设备,电子设备包括散热装置,所述散热装置为上述任一项所述的散热装置。
可选地,所述电子设备还包括电控盒,所述散热装置固定于所述电控盒内,且所述电控盒设置有进风口和出风口。
可选地,所述电子设备为变频设备,所述电子元器件为变频芯片。
本发明提供的散热装置,通过相变散热器来对发热器件散热,有效保证了散热能力;上述相变散热器包括:用于对发热器件散热的蒸发部、冷凝部、用于供冷却介质自蒸发部流至冷凝部的气体流道、以及用于供冷却介质自冷凝部流至蒸发部的液体流道,这样,单独设置了气体流道、也单独设置了液体流道,自蒸发部流至冷凝部的冷却介质和自冷凝部流至蒸发部的冷却介质经不同的流道流动,避免了自蒸发部流出的气态冷却介质和自冷凝部流出的液态冷却介质相互影响,有效提高了散热能力;而且,液体流道包括至少一个特斯拉阀,且特斯拉阀自冷凝部向蒸发部导通,有效避免了液体流道内的冷却介质反向流动,进一步提高了散热能力。因此,本发明提供的散热装置,提高了散热能力,避免了发热器件的温度过高,保证了电子设备的工作效率和可靠性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1和图5所示,本发明实施例提供的散热装置包括相变散热器110,该相变散热器110包括:用于对发热器件210散热的蒸发部111、冷凝部112、用于供冷却介质自蒸发部111流至冷凝部112的气体流道113、以及用于供冷却介质自冷凝部112流至蒸发部111的液体流道114。
可以理解的是,气体流道113至少为一个,液体流道114至少为一个。自冷凝部112流出的冷却介质为液态冷却介质,自蒸发部111流出的冷却介质为气态冷却介质。上述气体流道113和液体流道114分开设置,自冷凝部112流出的液态冷却介质经液体流道114流至蒸发部111,自蒸发部111流出的气态冷却介质经气体流道113流至冷凝部112,即冷凝部112流出的液态冷却介质和自蒸发部111流出的气态冷却介质分别经不同的流道流动。上述气体流道113和液体流道114统称为流道。
为了保证液体冷却介质沿设定方向流动,如图2和图7所示,上述液体流道114包括至少一个特斯拉阀1141,特斯拉阀1141自冷凝部112向蒸发部111导通。具体地,如图2所示,上述液体流道114包括两个特斯拉阀1141,两个特斯拉阀1141串联设置。
对于上述特斯拉阀1141的数目,根据实际需要选择,本实施对此不做限定。上述特斯拉阀1141为常用阀,对于特斯拉阀1141的具体结构,本文不再赘述。
上述散热装置中的散热原理为:发热器件210的热量传递给蒸发部111,蒸发部111内的液体冷却介质吸收发热器件210的热量并蒸发形成气态冷却介质,气态冷却介质通过气体流道113流入冷凝部112,气体冷却介质在冷凝部112放热冷凝且冷凝成液态冷却介质,液态冷却介质通过液体通道114回流至蒸发部111。
上述散热装置中,相变散热器110提升了对发热器件210的散热能力,其对集中热源有更好的控制能力,优良的导热性及等温性可以最大限度的消除防止局部过热现象,提高均温性及传热性能,达到解析发热器件210大热流密度的作用;特斯拉阀1141是一种被动式流体控制装置,无任何活动部件情况下可以使流体进行单向流动。特斯拉阀1141能够在各种尺度下正常工作,性能稳定。通过特斯拉阀1141控制液态冷却介质的流动方向,防止了布局过热,使流道更均匀。
上述散热装置,通过相变散热器110来对发热器件210散热,有效保证了散热能力;上述相变散热器110包括:用于对发热器件210散热的蒸发部111、冷凝部112、用于供冷却介质自蒸发部111流至冷凝部112的气体流道、以及用于供冷却介质自冷凝部112流至蒸发部111的液体流道114,这样,单独设置了气体流道113、也单独设置了液体流道114,自蒸发部111流至冷凝部112的冷却介质和自冷凝部112流至蒸发部111的冷却介质经不同的流道流动,避免了自蒸发部111流出的气态冷却介质和自冷凝部112流出的液态冷却介质相互影响,有效提高了散热能力;而且,液体流道114包括至少一个特斯拉阀1141,且特斯拉阀1141自冷凝部112向蒸发部111导通,有效避免了液体流道114内的冷却介质反向流动,进一步提高了散热能力。因此,上述散热装置提高了散热能力,避免了发热器件210的温度过高,保证了电子设备的工作效率和可靠性。
上述散热装置中,气态冷却介质较轻,液态冷却介质较重,为了便于气态冷却介质进入冷凝部112、液态冷却介质进入蒸发部111,可选择上述蒸发部111低于冷凝部112。
可以理解的是,只要保证散热装置安装于电子设备后,保证蒸发部111低于冷凝部112即可。对于蒸发部111和冷凝部112的高度差,根据实际需要选择,本实施例对此不做限定。
在一具体实施方式中,为了加快冷却介质在冷凝部112和蒸发部111之间流动,上述气体流道113的横截面积大于液体流道114的横截面积。
可以理解的是,上述气体流道113的横截面积垂直于冷却介质在气体流道113内的流动方向,上述液体流道114的横截面积垂直于冷却介质在液体流道114内的流动方向。
上述散热装置中,也可选择所有气体流道113的横截面积之和大于所有液体流道114的横截面积之和,并不局限于上述实施方式。
为了适应发热器件210小型化的需求,上述散热装置的体积也需要较小。具体地,上述蒸发部111、冷凝部112、气体流道113和液体通道114为一体式结构,即相变散热器110为一体式结构。
上述结构中,由于液体流道114包括特斯拉阀1141,则便于实现上述相变散热器110为一体式结构。
对于上述一体式结构的具体类型,根据实际需要选择,例如上述相变散热器110为均温板、热导管或VC均热板。其中,VC为Vapor Chamber的缩写。
为了便于制造,可选择上述相变散热器110为吹胀一体式结构,即吹胀均温板。具体地,上述相变散热器通过设置轧点1110形成蒸发流道1111、冷凝流道1121、气体流道113和液体流道114。
在实际应用中,可选择上述相变散热器110为单侧吹胀结构,蒸发部111的蒸发流道1111位于蒸发部111用于靠近发热器件210的一侧,冷凝部112的冷凝流道1121和蒸发流道1111位于同侧。可以理解的是,蒸发部111和冷凝部112均为单侧吹胀结构。
在应用中,若选择上述相变散热器110为热导管,则可选择上述相变散热器110为平板微槽道热管或烧结热管等结构,本实施例对此不做限定。
上述散热装置中,为了提高散热效果,需要蒸发部111尽可能地靠近发热器件210、冷凝部112尽可能地远离发热器件210。具体地,上述蒸发部111和冷凝部112分别位于相变散热器110相对的两端。
上述散热装置应用于热流密度不均匀的设备时,较易出现热量集中的情况。为了减小热量集中的程度以及降低出现热量集中的几率,如图2和图3所示,上述蒸发流道1111包括连通的蒸发流道一部1111a和蒸发流道二部1111b,蒸发流道一部1111a较蒸发流道二部1111b向冷凝部112凸出;其中,蒸发流道一部1111a用于和发热器件210的位置相对,气体流道113设置于蒸发流道一部1111a,且气体流道113和蒸发流道一部1111a连通。
上述结构中,通过设置蒸发流道一部1111a,使得更多的蒸发部111和发热器件210的位置相对,以保证有效得对发热器件210进行散热,这样,在实际应用过程中根据发热器件210的位置调整蒸发流道1111的位置,有效减小了热量集中的程度,也降低了出现热量集中的几率。
对于上述蒸发流道一部1111a和发流道二部1111b的数目、大小和形状,根据实际需要选择,本实施例对此不做限定。
为了尽量避免气液混合,可选择上述液体流道114设置于蒸发流道二部1111b,且液体流道114和蒸发流道二部1111b连通。
上述散热装置中,每个蒸发流道一部1111a设置有至少一个气体流道113;每个蒸发流道二部1111b设置有至少一个液体流道114。如图2和图3所示,蒸发流道一部1111a和蒸发流道二部1111b均为两个,每个蒸发流道一部1111a设置有两个气体流道113,每个蒸发流道二部1111b设置有一个液体流道114。
上述结构中,可选择蒸发流道一部1111a和蒸发流道二部1111b相间设置,也可选择蒸发流道一部1111a分布在一端、蒸发流道二部1111b分布在另一端。
为了便于设置气体流道113和液体流道114,如图1-3、图5-7所示,上述相变散热器110还包括连接部115,连接部115连接蒸发部111和冷凝部112,且气体流道113和液体流道114经过连接部115。
上述结构中,气体流道113和液体流道114的全部或部分位于连接部115。如图1-3所示,气体流道113的一部分位于连接部115,气体流道113的另一部分位于蒸发部111;液体流道114的一部分位于连接部115,液体流道114的另一部分位于蒸发部111。如图5-7所示,整个气体流道113位于连接部115;液体流道114的一部分位于连接部115,液体流道114的另一部分位于蒸发部111。
为了满足一些场景的应用,如图1-3所示,上述相变散热器110呈板状,且蒸发部111和冷凝部112之间具有夹角。可以理解的是,上述夹角大于零度且小于180°。
上述结构中,由于蒸发部111和冷凝部112之间具有夹角,则特斯拉阀1141的进口端面和出口端面不在同一平面。
具体地,图1-3中,蒸发部111和冷凝部112之间的夹角为90°,即蒸发部111和冷凝部112垂直设置。受电控盒的装配限制,蒸发部111水平设置,冷凝部112竖直设置。
上述连接部115为弯曲状,保证冷却介质的循环效果。具体地,上述连接部115可整体弯曲,也可局部弯曲。若局部弯曲,则上述连接部115的两端弯曲、上述连接部115的中间可为直板状。可以理解的是,上述连接部115的一端和蒸发部111连接,连接部115的另一端和冷凝部112连接。
为了简化结构,可选择上述连接部115为弧形结构。当然,也可选择上述连接部115为其他曲面结构,本实施例对此不做限定。
为了避免连接部115变形以及提高稳定性,可选择上述连接部115设置有通孔117。对于通孔117的大小和形状,根据实际需要选择,本实施例对此不做限定。可以理解的是,通孔117位于连接部115的弯曲部分。
由于气体流道113和液体流道114需要经过连接部115,则为了避免影响气体流道113和液体流道114,可选择上述通孔117和冷却介质流道相间分布。可以理解的是,气体流道113和液体流道114统称为冷却介质流道。
为了满足一些场景的应用,上述相变散热器110呈直板状,如图5-7所示。
上述散热装置中,为了加快液态冷却介质流动,可选择上述液体流道114自冷凝部112延伸至蒸发部111远离冷凝部112的一端,如图5-7所示。当然,也可选择上述液体流道114自冷凝部112延伸至蒸发部111靠近冷凝部112的一端,本实施例对此不做限定。
上述散热装置中,对于气体流道113和液体流道114的相对位置关系,根据实际需要选择。一方面,可选择气体流道113和液体流道114相间分布。另一方面,可选择气体流道113至少为两个且任意两个气体流道113相邻设置,液体流道114至少为一个且所有的液体流道114位于所有的气体流道113的一侧;和/或,液体流道114至少为两个且任意两个液体流道114相邻设置,气体流道113至少为一个且所有的气体流道113位于所有的液体流道114的一侧。
具体地,如图5-7所示,上述液体流道114为一个,上述气体流道113为五个,五个气体流道113位于液体流道114的同侧,液体流道114位于所有气体流道113的同侧。
上述散热装置中,蒸发部111用于对发热器件210散热,则蒸发部111用于发热器件210热连接。在一具体实施方式中,为了便于热连接,上述散热装置还包括导热固定板120,上述蒸发部111和导热固定板120固定连接且导热连接,导热固定板120用于和发热器件210导热连接且固定连接。可以理解的是,导热固定板120位于蒸发部111靠近发热器件210的一侧。
对于蒸发部111和导热固定板120固定连接的具体结构,根据实际需要选择。具体地,可选择蒸发部111和导热固定板120通过紧固件固定连接,此时,蒸发部111设置有第一固定孔119,导热固定板120设置有与第一固定孔119配合使用的第二固定孔,穿过第一固定孔119和第二固定孔的紧固件固定连接蒸发部111和导热固定板120。
对于导热固定板120的类型,根据实际需要选择,例如上述导热固定板120为铝板,本实施例对此不做限定。
上述导热固定板120的厚度不宜过厚或过薄,过厚会增加导热热阻导致散热效果较差,过薄会不能保证紧固件固定的有效深度导致可靠性较差。对于导热固定板120的具体厚度根据实际需要选择,本实施例对此不做限定。
为了便于导热固定板120和蒸发部111导热连接,上述导热固定板120和蒸发部111之间设置有第一导热层,该第一导热层可为导热硅脂或导热片等,本实施例对此不做限定。
上述导热固定板120用于和发热器件210固定连接,为了便于固定,可选择上述导热固定板120设置有螺纹孔,这样,可采用螺纹连接件固定连接导热固定板120和发热器件210。为了提高散热效果,可选择在导热固定板120和发热器件210之间设置第二导热层,该第二导热层可为导热硅脂或导热片等,本实施例对此不做限定。
在另一具体实施方式中,为了提高散热效果,上述散热装置还包括散热翅片130,该散热翅片130设置于蒸发部111和/或冷凝部112。
若蒸发部111设置有散热翅片130,可选择蒸发部111的一侧用于和发热器件210相对,蒸发部111的另一侧设置有散热翅片130。若蒸发部111为单侧吹胀结构,则蒸发部111的吹胀侧用于和发热器件210相对,散热翅片130设置于蒸发部111的非吹胀侧,以提高散热效果。
上述散热翅片130固定于相变散热器110。可以理解的是,上述散热翅片130和相变散热器110热连接。
上述散热装置,通过设置散热翅片130强化了传热,增大了发热器件210的散热效率和热容;同时,用以保障相变散热器110出现工质泄露等故障无法及时散热时,满足发热器件210的部分散热需求,防止发热器件210被烧坏等。
发热器件210通常设置在电控盒内,为了便于安装,可选择上述相变散热器110用于固定于电控盒内。具体地,上述相变散热器110设置有用于和电控盒固定连接的安装孔118。
基于上述实施例提供的散热装置,本实施例还提供了一种电子设备,如图4和图8所示,该电子设备包括散热装置100,该散热装置100为上述实施例所述的散热装置。
由于上述散热装置100具有上述技术效果,上述电子设备包括上述散热装置100,则上述电子设备也具有相应的技术效果,本文不再赘述。
可选地,上述电子设备还包括电控盒,散热装置100固定于电控盒。为了便于固定,可选择上述散热装置100通过紧固件固定于电控盒内。为了便于安装,上述电控盒设置有安装散热装置100的凹槽。
为了提高散热效果,上述电控盒设置有进风口和出风口。这样,可实现电控盒的内部和外部的空气对流,若电控盒外部设置有风扇,可实现强制对流,提高了散热效果。
对于上述电子设备的类型,根据实际需要选择。具体地,上述电子设备为变频设备,发热器件210为变频芯片。
可以理解的是,上述变频设备包括变频模块200,变频模块200包括变频芯片,即变频模块200包括发热器件210。
当然,也可选择上述电子设备为其他类型,上述发热器件210为其他,本实施例对此不做限定。
为了更为具体地说明本发明,下面提供两个具体的实施例。
实施例一
如图1-3所示,本实施例一提供的散热装置包括:相变散热器110,导热固定板120,以及散热翅片130。
上述相变散热器110包括:用于对发热器件210散热的蒸发部111,冷凝部112,用于供冷却介质自蒸发部111流至冷凝部112的气体流道113,用于供冷却介质自冷凝部112流至蒸发部111的液体流道114,连接蒸发部111和冷凝部112的连接部115;其中,气体流道113和液体流道114流经连接部115,液体流道114包括至少一个特斯拉阀1411,特斯拉阀1141自冷凝部112向蒸发部111导通。
上述相变散热器110呈板状,上述相变散热器110为吹胀一体式结构,且为单侧吹胀结构。导热固定板120位于蒸发部111的吹胀侧,散热翅片130位于蒸发部111的非吹胀侧,且散热翅片130位于冷凝部112的非吹胀侧。
上述连接部115为弧形板,蒸发部111和冷凝部112垂直设置。具体地,蒸发部111水平设置,冷凝部112竖直设置。
上述蒸发部111中,蒸发流道1111包括连通的蒸发流道一部1111a和蒸发流道二部1111b,蒸发流道一部1111a较蒸发流道二部1111b向冷凝部112凸出;其中,蒸发流道一部1111a用于和发热器件210的位置相对,气体流道113设置于蒸发流道一部1111a,且气体流道113和蒸发流道一部1111a连通;上述液体流道114设置于蒸发流道二部1111b,且液体流道114和蒸发流道二部1111b连通。
上述蒸发部111中,每个蒸发流道一部1111a设置有至少一个气体流道113,每个蒸发流道二部1111b设置有至少一个液体流道114,且蒸发流道一部1111a和蒸发流道二部1111b相间设置。
上述冷凝部112设置有用于灌注冷却介质的灌注口116,以便于灌注冷却介质。
本实施例一提供的散热装置,采用导热固定板120、蒸发部111和散热翅片130的三层结构,有效增大了热容,保证了压缩机快速启动时发热器件发热快、热量大而不影响启动安全,弥补了散热装置启动时间和压缩机快速启动的时间差。
如图4所示,本实施例一提供的散热装置100用于固定于电控盒,以对变频模块200的发热器件210散热。具体地,散热装置100用于对变频模块200的变频芯片散热。上述电控盒固定于电子设备的机壳300。
本实施例一提供的散热装置100的装配方法为:变频芯片焊接固定在电路板上,电路板首先与导热固定板120按变频芯片的技术要求进行预装,将变频芯片全部固定在导热固定板120上,变频芯片与导热固定板120之间涂有导热硅脂或布置导热片(导电元件应同时安装绝缘垫片),以保证变频芯片与导热固定板120间热量高效传导;相变散热器110与导热固定板120及相变散热器110与散热翅片130之间均通过导热胶或焊接紧密贴合连接为一体,保证接触面间紧密高效传热。散热装置100与电路板同时置于电控盒内,相变散热器110与电控盒、电路板与导热固定板120之间均通过螺钉固定。
本实施例一提供的散热装置100的散热原理为:变频模块200在工作过程中,变频芯片较高的热流密度通过导热固定板120将热量传导至相变散热器110的蒸发部111。蒸发部111内的液态冷却介质吸收了这部分热量蒸发为气态冷却介质,实现了对变频芯片的降温。气态冷却介质气体流道113流至冷凝部112,在冷凝部112内气态冷却介质冷凝为液态冷却介质,冷凝释放潜热并传递到相变散热器110外,经外部的风扇扰动气流及加装散热翅片130强化换热。在风扇作用下,空气由电控盒的进风口进入,对相变散热器110进行冷却后,通过出风口流出,并将热量带走。积聚在冷凝部112的液态冷却介质在重力作用以及压力作用下回流至蒸发部111用于再次蒸发吸热,实现冷却介质循环。
实施例二
如图5-7所示,本实施例二提供的散热装置与实施一的区别主要在于:相变撒热器110的形状、气体流道113、液体流道114、蒸发流道1111以及冷凝流道1121。
本实施二中,相变散热器110呈平板状,蒸发部111、连接部115和冷凝部112平行设置。散热翅片130设置于蒸发部111、连接部115和冷凝部112。
本实施例二中,气体流道113设置于连接部115;液体流道114自冷凝部112延伸至蒸发部111远离冷凝部112的一端,具体地,液体流道114的一部分设置于连接部115,液体流道114的另一部分设置于蒸发部111。
上述液体流道114位于所有气体流道113的同侧,所有气体流道113位于液体流道114的同侧。
本实施例二提供的散热装置的其他结构、安装方法以及散热原理可参考前文的描述,此处不再赘述。
如图8所示,上述散热装置100设置于变频模块200的底侧,上述变频模块200固定于电子设备的机壳300。可以理解的是,电子设备包括上述变频模块200。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。