[发明专利]用于电子部件的冷却元件及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及冷却元件，并且尤其涉及用于电子部件的带有液体循环的冷却元件。

背景技术

有源和无源电子部件用在电子电路中时都产生热。特别是交换式转换器设备由于高电流及高电压而产生热。例如，在电压源逆变器中，通过使用多个半导体开关将直流电压环节的负电压或正电压连接至设备的输出端来形成输出电压。以高频率操作半导体开关以产生期望的输出电压。虽然半导体开关被控制成从完全阻断状态至完全导通状态(和从完全导通状态至完全阻断状态)，但是，在转换的瞬间在开关中引发损失。在半导体开关导通时，也产生了损失。

使用跨接在正负电压两端的一个或更多个电容器维持直流电压环节中的直流电压。当操作开关并且由于半导体开关状态变化而导致输出电流改变时，从直流环节的电容器中汲取电流。因此，当设备处于运转中，电容器不断地充电及放电，并且这种电容器的脉动电流使电容器变热。

其他类型的在使用电压源逆变器时变热的无源部件是电感部件。电感部件作为过滤器使用以减少电流脉动并且阻挡高频率的干扰进入供电网络。由于磁通量改变时在磁芯材料中引发损耗，因此电感部件产生热。由于电流流经电感部件的线圈，也产生了电阻损耗。

产生的损耗使部件自身变热并且也加热邻近的及周围的部件。已知的是，部件温度升高直接影响部件的寿命。在最坏的情况下，过高的温度还可能直接导致部件故障或毁坏。

通常，通过设置各种吸热和传热进而以受控的方式散热的冷却元件将由部件产生的热从部件上移除。例如，可将散热器附装至发热部件从而将来自部件的热引导至散热器，进而以受控的方式从散热器移到设备的外壳之外。在带有液体循环的散热器中，将来自部件的热引导至循环的液体，并且在期望的位置将热从液体移除。

涉及电子设备或部件的液体冷却的问题是，带有用于液体的导管的散热器尺寸较大，并且需要将冷却液引导至散热器的导管的管路布置。特别地，如果电子设备包括多个需要冷却的部件，由于使用多个液冷散热器，因此用于液体冷却的配置占用设备的壳体内的相当大的空间。

发明内容

本发明的目的是提供冷却元件以减轻上述缺点。通过具有独立权利要求中阐述的特征的冷却元件来实现本发明的目的。本发明的优选的实施方式在从属权利要求中公开。

本发明是基于使用带有多个用于冷却液的通道的冷却元件的理念。冷却元件的通道分两层布置于冷却元件的冷却本体，使得冷却元件的两个表面都能够用于冷却电子部件。

通过本发明的结合有冷却元件的电子设备获得本发明的冷却元件的优点。

在优选的实施方式中，上部通道和下部通道在冷却本体的一个端部中连接，使得冷却液可以在上部通道和下部通道内流动，并且进口及出口位于冷却元件的同一端部处。

本发明的冷却元件的优点是，由于冷却元件的两个表面均适于接纳电子部件以便冷却这些部件，因此减少了单独的冷却元件的数量。此外，当进口及出口布置于冷却元件的同一端部时，能够简化管路同时用两个表面保持有效冷却。

根据另一实施方式，冷却元件包括布置在冷却本体内部的、在至少一个上部通道与下部通道之间的一个或更多个液体连接。这种液体连接使得能够平衡所冷却的部件的温度。

根据另一实施方式，上部通道和下部通道之间的连接是通过插入在上部通道和下部通道之间的插入件产生的。这种插入件允许有效地制造液体连接。

附图说明

在下文中，将参照附图借助于优选的实施方式更加详细地描述本发明，附图中：

图1示出了带有电子部件的冷却元件的实施方式；

图2示出了本发明的实施方式的冷却元件的横截面；

图3示出了带有插入件的图1的实施方式；以及

图4示出了带有端件的图1的实施方式。

具体实施方式

图1示出了本发明的冷却元件10的实施方式的立体图，其中电子部件4、5附装至冷却元件，并且图2示出了图1的冷却元件连同所附装的部件的截面图。本发明的冷却元件包括冷却本体1。冷却本体是具有能够附装电子部件的第一表面6及第二表面7的金属部件。图1和图2示出了附装至冷却本体的第一表面6的电力电子开关模块4以及附装至冷却本体的形成该冷却本体的第二表面7的相反侧的多个电容器5。

在冷却元件中，冷却本体包括用于冷却液的多个通道2、3。通道在图1中示出为众多的通道，而图2的截面图则以具体的方式示出了单独通道的构型。通道在冷却本体内沿冷却本体的纵向方向延伸。