[实用新型]液体直接接触式冷却器

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率器件的冷却技术领域，特别是涉及一种液体直接接触式冷却器。

背景技术

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。

由于功率器件需要绝缘保护，功率器件的散热多采用风冷散热模式和水冷板散热器。当采用风冷散热模式时，空气的比热容较小，通过空气带走的热量相对较小，面对结构日益紧凑而功率日益增大的功率器件，风冷散热模式无法满足散热需求。当采用水冷板散热器时，将大功率器件直接贴附在水冷板散热器的表面，通过冷却水的循环流动来散热，这种散热方式一方面可能出现漏液导致停机，另一方面水冷基板散热器长期使用形成的水垢会大幅降低导热系数，并且接触热阻大，无法大功率器件的满足散热需求。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种提高冷却效果的液体直接接触式冷却器。

一种液体直接接触式冷却器，用于功率器件的散热，包括冷却器本体、第一换热结构和循环泵；

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；所述冷却腔体用于填充冷却介质，并用于通过所述散热口使所述冷却介质能够直接接触所述功率器件的散热表面；所述冷却器本体至少围绕所述散热口的周边部分用于与所述散热壁密封配合；

所述第一换热结构的冷却通道与所述冷却腔体通过回流管道相连通；

所述循环泵设于所述回流管道上，用于使从所述冷却腔体内流出的所述冷却介质经所述第一换热结构冷却后回流至所述冷却腔体内。

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的中部。

在其中一个实施例中，所述冷却器本体的循环出液口位于所述冷却腔体的底部，所述循环出液口与所述回流管道相连通。

在其中一个实施例中，所述冷却器本体的循环进液口位于所述冷却腔体的顶部，所述循环进液口与所述回流管道相连通；当所述冷却器本体与所述功率器件密封配合时，在所述冷却腔体内，所述冷却介质的填充量至少能够淹没所述散热口。

在其中一个实施例中，所述液体直接接触式冷却器还包括喷射结构，所述喷射结构位于所述冷却腔体内且朝向所述散热口设置，所述喷射结构的储液腔与所述第一换热结构的所述冷却通道相连通；所述冷却腔体内位于所述散热口的下方为用于填充所述冷却介质的积液部。

在其中一个实施例中，所述喷射结构包括喷射板，所述喷射板上布满喷孔以用于使从所述冷却通道冷却回流的所述冷却介质喷向所述散热口。

在其中一个实施例中，所述喷射结构包括喷嘴，所述喷嘴朝向所述散热口设置以使从所述冷却通道冷却的所述冷却介质以雾化状喷向所述散热口。

在其中一个实施例中，所述喷嘴有多个，多个所述喷嘴呈阵列设置。

在其中一个实施例中，所述液体直接接触式冷却器还包括第二换热结构，所述第二换热结构具有冷凝通道，所述冷凝通道与所述冷却腔体相连通，用于从积液部挥发后的冷却介质冷凝回流至所述冷却腔体内。

在其中一个实施例中，所述第二换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。

上述直接接触式冷却器包括冷却器本体、换热结构和循环泵，所述冷却腔体用于填充冷却介质，至少围绕所述散热口的周边部分用于与所述散热壁密封配合，所述循环泵设于冷却器本体和换热结构之间以形成循环回路。上述直接接触式冷却器中的冷却介质可以直接与功率器件的散热表面相接触进而带走热量，一方面相对于空气比热容较小的散热方式，消除了传统功率器件的散热表面与冷却器的散热板的接触热阻，可显著提高传热性能；另一方面通过冷却介质的循环流动，换热结构不断带走热量，整体上大大提高了功率器件的散热效率。同时，上述液体直接接触式冷却器工作时，可以使功率器件的散热表面的温度均匀，提高功率器件的使用寿命。

进一步地，通过设置喷射结构直接喷射冷却介质到功率器件的散热表面或使冷却介质雾化发生相变吸热，可以进一步提高功率器件的散热效率。

附图说明

图1为实施例1的液体直接接触式冷却器的结构示意图；

图2为实施例2的液体直接接触式冷却器的结构示意图；

图3为实施例3的液体直接接触式冷却器的结构示意图。

具体实施方式