[发明专利]毛细相变冷却器及其安装方法

说明书

本发明涉及一种毛细相变冷却器，用于功率器件的散热，包括冷却器本体和毛细吸液层；所述冷却器本体具有冷却腔体和散热口，所述冷却腔体的底部为用于盛放冷却液的积液部；所述散热口用于与所述功率器件的散热壁相配合密封；所述毛细吸液层用于设置在散热口位置并紧贴到所述散热壁上，所述毛细吸液层的一端用于伸入所述积液部。上述毛细相变冷却器，通过将毛细吸液层直接设于功率器件的散热壁上，使功率器件的散热壁的表面温度相同，提高散热效率。

技术领域

本发明涉及功率器件的冷却技术领域，特别是涉及一种毛细相变冷却器及其安装方法。

背景技术

随着电子电力技术的飞跃发展，各种交流电机、变频器、开光电源及照明装置等整机装置逐渐向大功率、紧凑化、轻量化及数控化方向发展。在这些整机装置中，大功率的半导体器件例如IGBT、可控硅，整流桥等，是构成电控回路的重要元件。在实际工作中，高度集成的大功率器件产生的热量会使芯片温度升高，如果散热缓慢，就有可能使芯片温度升高到超过所允许的最高结温，器件的性能将显著下降，并且不能稳定工作，甚至可能会直接烧坏。因此，控制大功率器件的升温速度，使芯片内部温度始终维持在允许的结温之内，保证机器稳定运行，成为大功率器件技术领域研究的重点和难题。

传统的大功率器件的散热普遍采用风冷散热模式，由于空气的比热容较小，通过空气带走的热量相对较小，对于发热量较小的元器件可以满足散热需求，但是面对结构日益紧凑、功率日益增大的大功率器件，传统的散热方式已经无法满足散热需求。

针对大功率器件的散热问题，目前普遍采用将大功率器件直接贴附在液冷散热器的冷却板的表面通过水冷散热，由于大功率器件的发热面与液冷散热器之间仍然存在间隙，接触热阻较大，影响液体冷却的效果。

发明内容

基于此，有必要提供一种提高冷却效果的毛细相变冷却器及其安装方法。

一种毛细相变冷却器，用于功率器件的散热，包括冷却器本体和毛细吸液层；

所述冷却器本体具有冷却腔体和与所述冷却腔体相连通的散热口；所述冷却腔体的底部为用于盛放冷却液的积液部；在所述冷却器本体上，至少围绕所述散热口的周边部分用于与所述功率器件的散热壁密封配合；

所述毛细吸液层用于设置在所述散热口位置并紧贴到所述散热壁上，且所述毛细吸液层的一端用于伸入所述积液部中。

在其中一个实施例中，所述散热口设于所述冷却器本体的一侧壁上，且位于所述积液部的上方。

在其中一个实施例中，所述毛细吸液层的一端通过弯折后伸入所述积液部中。

在其中一个实施例中，所述毛细吸液层为无纺布吸液层、铜网吸液层或烧结铜粉吸液层。

在其中一个实施例中，所述毛细吸液层的厚度为0.1-2cm。

在其中一个实施例中，所述毛细相变冷却器还包括绝缘密封胶层，所述绝缘密封胶层至少设置在围绕所述散热口的周边部分；当所述功率器件与所述冷却器本体的散热口配合时，所述冷却器本体与所述功率器件通过所述绝缘密封胶层密封连接。

在其中一个实施例中，所述毛细相变冷却器还包括散热结构，所述散热结构的冷凝通道与所述冷却腔体相连通，用于供挥发后的所述冷却液冷凝回流至所述冷却腔体中。

在其中一个实施例中，所述散热结构设于所述冷却器本体上，且位于所述冷却腔体的顶端。

在其中一个实施例中，所述散热结构为风冷散热器、水冷换热器或翅片式自然对流散热器。

上述毛细相变冷却器的安装方法，包括如下步骤：

(1)将冷却液置于冷却器本体的冷却腔体内，并集中在积液部；

(2)将毛细吸液层设于功率器件的散热壁上，并使所述毛细吸液层的一端能够伸入所述积液部并接触所述冷却液；