[实用新型]热超导翅片式散热器及电器设备机箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大功率电子器件散热用散热器，特别是涉及一种热超导翅片式散热器及电器设备机箱。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，模块化、集成化、轻量化、低成本化和高可靠性的要求越来越高，因此在太阳能逆变器、不间断电源(UPS)、充电桩、功率变换器(PCS)、有源电力滤波器(APF)、静态无功补偿器(SVG)、变频器等电力设备上普遍采用MosFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、Diode(二极管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等功率器件。由于这些功率元器件的集成度越来越高，功率密度也越来越大，在工作时自身产生的热量也越来越大，若不能及时快速将功率器件产生的热散除，会导致功率器件中的芯片温度升高，轻则造成效能降低，缩短使用寿命，重则会导致功率器件的失效和芯片的烧毁炸管。因此解决大功率器件散热问题一直是困扰大功率器件封装厂商和使用厂商的核心问题之一。

为了有效解决功率器件的散热问题，通常将功率元器件固定在散热器的基板上，通过基板将热量传导至散热器的散热翅片上，散热翅片与空气接触面积大，通过空气与散热器翅片表面的对流换热，将热量散发到周围环境中。

目前普遍采用自然对流或强制对流的铝型材散热器，包括铝插片式散热器、铝铲片式散热器、铝挤型散热器和铝焊接翅片式。由于铝和铝合金的导热系数在220W/m.K以内，散热片的翅片效率比较低，热扩散性能差，因此散热翅片受成本和重量限制，翅片厚度为0.8mm-2.0mm，翅片高度在90mm以内，散热器基板与散热翅片长度一致，且功率器件要均布在散热器基板上，以减小基板扩散热阻，提高散热器的散热能力。因此散热器体积较大，重量较重。随着大功率器件性能的提升，其单个器件热流密度的增加，以及对体积小和重量轻的要求的提高，常规铝散热器已不能满足高热流密度大功率模块的散热需求。

此外，由于受散热器翅片高度的限制(通常铝散热器翅片高度在80mm以内，否则因翅片效率随高度增加而降低，对散热能力提高有限但重量、体积和成本则成比例增加。)铝翅片散热器通常尺寸较大，一般都安装在电器设备机箱的背部，如图1所示，即为散热器11位于电器设备机箱12的示意图。对于需挂在墙壁上和立柱上的太阳能逆变器、小型风电变流器、充电桩等，散热器直接靠近墙壁或立柱，即影响空气的对流与散热，又增加悬挂与固定的难度。

因此，急需开发一种既能满足高热流密度、大功率模块散热需求，又高效可靠、体积小、性价比高、可代替液冷散热的通用性高效能散热器。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种热超导翅片式散热器及电器设备机箱，用于解决现有技术中的铝型材散热器存在的体积大、重量重、散热能力差，不能满足高热流密度大功率模块的散热需求的问题；以及现有的散热器只能安装在电器设备机箱的背部而导致的影响空气的对流与散热、悬挂及固定难度大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种热超导翅片式散热器，所述热超导翅片式散热器包括：

散热器基板；

若干个热超导散热翅片，插设于所述散热器基板的表面；所述热超导散热翅片为复合板式结构，所述热超导散热翅片内形成有特定形状的热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质；若干个所述热超导散热翅片在所述散热器基板所在平面内的投影面积大于所述散热器基板的面积。

作为本实用新型的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述热超导散热翅片的长度方向与所述散热器基板的宽度方向一致，且所述热超导散热翅片的长度大于所述散热器基板的宽度。

作为本实用新型的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述热超导散热翅片的长度方向与所述散热器基板的长度方向一致，且所述热超导散热翅片的长度大于所述散热器基板的长度。

作为本实用新型的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述热超导散热翅片呈单面胀形态、双面胀形态或双面平形态。

作为本实用新型的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、矩形网格状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形或其中任一种以上的任意组合。

作为本实用新型的热超导翅片式散热器的一种优选方案，所述散热器基板表面开设有若干个间隔排布的沟槽，所述热超导散热翅片的一侧边垂直插入所述沟槽内，并通过机械挤压、导热胶粘结、搅拌摩擦焊接或钎焊焊接中的任意一种或任意一种以上的组合方式与所述散热器基板固定连接。