[实用新型]一种新型高功耗电子器件风冷装置

说明书

技术领域

本发明属于机载风冷系统结构设计技术领域，特别是涉及一种新型高功耗电子器件风冷装置。

背景技术

军用机载计算机性能不断提高，芯片热流密度不断增大，高功耗电子器件的散热问题越来越突出。同时军用飞机要求机载计算机体积更小，重量更轻，可靠性更高。传统的强迫风冷方式引入了旋转部件，而液冷方式除了引入流体泵外还增加了流体回路，这些都不可避免的增大了机载计算机的体积和重量以及冗余度。本发明提供了一种机载计算机风冷装置，由压电风扇和热沉焊接为一体，形成一个高度紧凑的整体，可有效解决高功耗芯片的散热问题，同时减小了散热系统的体积，重量和结构冗余度。

发明内容

本发明的目的：解决高功耗电子器件的散热问题，同时减小了散热系统的体积，重量和结构冗余度。

本发明的技术方案：

一种新型高功耗电子器件风冷装置，包括压电风扇和具有多型肋片的热沉。

压电风扇由基体、压电陶瓷和振动金属片组合而成，为整个冷却装置的气流动力来源。

热沉由基板和多型肋片组合构成。肋片组由进气肋、侧边肋和尾部肋组成。肋片组整体布局关于静止时的振动金属片所在中性面对称；

侧边肋的型线由两条弧线组成，这是其中最长的肋。两条对称的侧边肋形成一个收缩—扩张流体通道。

进气肋阵列位于压电风扇前半部分两侧，由较短的矩形直肋片交错阵列布置而成，压电风扇金属片振动至最大位移时的外形线，与另一侧的侧边肋前部型线和进气肋布局走向弧线三者保持一致，具有相同的曲率半径；

尾部肋是由一组较长的弧形肋片构成，弧线与同侧侧边肋后部弧线具有相同的曲率半径。

压电风扇金属片末端超过通道收缩至最窄的位置。

压电风扇金属片末端与尾部肋靠近进气口一侧端面之间的间距大于1mm。

本发明具有的优点效果：

所述新型机载计算机风冷装置具有高紧凑度、低冗余度、低噪声以及低功耗的优点。应用本装置对高功耗电子器件散热时对安装空间的要求不超过25cm3。

所述新型机载计算机风冷装置兼顾提升对流换热系数与降低流动阻力的平衡，综合换热性能优越，相比同体积的传统自然散热热沉，换热能力大幅度提升，经过合理的设计后该装置的冷却能力可达到同体积自然对流散热装置的5倍以上。

附图说明

图1为本装置总体结构示意图；

图2为本装置热沉的三种肋片结构示意图；

图3为侧边肋进气段与进气肋的结构设计示意图；

图4为侧边肋出气段与尾部肋的结构设计示意图。

其中，1.热沉 2.压电风扇 3进气肋 4侧边肋 5尾部肋。

具体实施方式

本发明的技术原理是压电风扇产生的气流与热沉进行强制对流换热，从而带走电子器件传导至热沉的热量，起到对热沉的冷却作用。热沉上的肋片不仅增大了换热面积，还对气流进行了有效的组织，与压电风扇的振荡及其产生的流动进行了有机结合，在紧凑的空间里获得了最优的换热效果，如附图1所示。

本发明将压电风扇和热沉焊接为一个整体，同时热沉上的肋片与压电风扇高度集成，充分利用压电风扇运动时的非干涉区域布局肋片。除还需要供电以外，无需再增加任何部件即可对器件进行散热。整个装置的安装空间不超过25cm³。本发明将压电风扇与热沉通过焊接的方式连接为一个整体，形成了一个小型的冷却系统。除需供电外无需再增加任何装置或部件即可对高功耗电子器件进行散热。具体应用时将该装置布置在高功耗电子器件正上方即可。

本装置并非是将传统“旋转风扇+阵列矩形肋片”的风冷装置用压电风扇进行简单替代。而是根据压电风扇运动时产生的流场的特性有针对性地对肋片的形式进行布局。从种类上讲肋片组包括进气肋、侧边肋和尾部肋。这样的肋片组不仅起到增大散热面积的作用，同时还起到修正流体的作用，一定程度上克服了压电风扇驱动流动在主流方向上通过性差的缺点，增强换热与减小流阻两者兼顾，提高了综合性能。

一种新型高功耗电子器件风冷装置，包括压电风扇和具有多型肋片的热沉。

压电风扇由基体、压电陶瓷和振动金属片组合而成，为整个冷却装置的气流动力来源。

热沉由基板和多型肋片组合构成。肋片组由进气肋、侧边肋和尾部肋组成。肋片组整体布局关于静止时的振动金属片所在中性面对称，如附图2所示。

侧边肋的型线由两条弧线组成，这是其中最长的肋。两条对称的侧边肋形成一个收缩—扩张流体通道。