[发明专利]热管散热器

说明书

技术领域

本发明涉及电气技术领域，具体的特别涉及一种热管散热器。

背景技术

大功率整流装置中使用半导体元件作开关时，为了减少单个桥臂元件并联的数量，均趋向于使用大半导体元件，如电力机车用整流装置由原来的一个桥臂用六个两英寸晶闸管串、并联，到现在的一个桥臂只用一个五英寸晶闸管。该单个半导体元件的发热功耗达数千瓦，因此，要求配套的散热器在有限的空间里具有更高的散热能力。目前一般使用的热管散热器由圆形热管、散热翅片和基板(固定发热元件)组成，由于热管与散热翅片及基板的连接是一种装配结构，因此热管与基板、热管与散热翅片之间会产生接触热阻，在散热器的热阻要求较小的应用场合，接触热阻的影响较大，受工艺影响也较大，散热效率受到限制；此外，通过多根圆形热管的排列来实现较大热功率的传输时，有热管排列的地方温升小，而两根热管之间的位置温升大，导致基板的温度不均匀，而这种温度的不均匀会随功率增大而变大，容易对半导体元件产生不利的影响。

采用板式整体结构的热管散热器能够解决上述一般热管散热器的不足，现有板式结构热管散热器的侧视图如图1所示，该热管散热器包括蒸发段101、冷凝段102、以及冷凝段的散热翅片103，图1中的蒸发段部分的圆形区域为半导体发热元件所在的区域。蒸发段101为平板式内框结构，在该内框内底部充有液态工质，该蒸发段101的内表面上有毛细吸液芯，这些毛细吸液芯将液态工质往上吸，从而使液态工质分布在垂直的内框表面上。当外部的发热元件放热时，毛细吸液芯吸附的液态工质吸热后相变成为气态工质，这些气态工质从冷凝段入口104进入冷凝段102。冷凝段102也为平板式内框结构，该内框的外侧分布有平行等间隔的散热翅片103，从冷凝段入口104进入的气态工质在冷凝段102的内框内经散热翅片103冷却后成为液态工质，这些液态工质又从冷凝段入口104流回蒸发段101的内框底部，然后循环整个相变过程。由于散热翅片103、半导体发热元件放置的台面与内框之间连为一体，因此它们之间不存在接触热阻，气态工质的快速流动使得蒸发段101和冷凝段102之间的温差较小，起到均温的作用，并且由于冷凝段102的每一片散热翅片103的根部温度都一致且接近蒸发段101的温度，因此提高了散热效率。

由上述对现有热管散热器的描述可知，现有热管散热器通过毛细吸液芯将蒸发区下部的液态工质吸到整个蒸发面，虽然可以实现高效的相变换热，但是由于毛细吸液芯在向上吸附并传输液态工质时需要克服重力，因此其传输的速率有限，当散热功率加大时，由于传输速率的限制不能及时补充蒸发掉的液态工质，因此现有板式结构的热管散热器仅能满足小功率散热的要求，而无法满足大功率半导体元件的散热需求，从而限制了板式整体结构的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热管散热器，以克服现有技术中的热管散热器无法满足大功率半导体元件的散热要求，从而限制了现有板式整体结构热管散热器应用的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种热管散热器，包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段分为上部储液区和下部蒸发区，所述储液区和蒸发区通过毛细吸液芯连接；

与蒸发段相连的所述冷凝段内连接有分隔体，所述分隔体将该冷凝段分为内框下通道和内框上通道，所述分隔体的一端与所述冷凝段的内框侧壁相连，所述分隔体的另一端与所述冷凝段的另一内框侧壁之间留有空隙，连通所述内框上通道和内框下通道，所述内框上通道与所述上部储液区连通，所述内框下通道与所述下部蒸发区连通。

所述蒸发段和冷凝段的结构为平板式内框。

所述分隔体的另一端有突起，所述突起与该分隔体上表面之间形成凹槽。

所述分隔体的上表面向所述蒸发段的上部储液区倾斜。

所述内框下通道为与冷凝段下框体平行的水平通道。

所述内框下通道为向所述蒸发段倾斜的平直通道。

所述内框下通道为锯齿形的通道。

所述热管散热器热启动前向所述蒸发区内充入液态工质，所述液态工质距离该蒸发区顶端至少两毫米。