CN105810805B - 一种液冷散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及大功率元件的散热技术领域，尤其涉及一种利用液体导热工质进行散热的液冷散热器。具有以下结构特点：散热器（1）由金属板a（4）和金属板b（7）焊接而成，其中，金属板a（4）具有进液口(2)和出液口(3),金属板a（4）内侧具有平行通道（5），这些平行通道相互连通，构成凹槽空间（6），金属板b（7）内侧具有平行凹槽(8),这些平行凹槽相互不连通。本发明所述的一种液冷散热器，其与热源接触的表面以及散热面均为水平光滑的平面，以充分增大换热面积，将液冷腔内通道设计成为蛇形，以减小了水冷腔内液体的流动阻力。本发明所述的一种液冷散热器，其材料应选取铜、铝等导热性能良好的金属。本发明所述的一种液冷散热器，在散热面与进液口(2)和出液口(3)相对的一侧，采用导热硅胶将发热元件粘结在该散热面上。
Description
技术领域
本发明涉及大功率电子元件的散热技术领域，尤其涉及一种利用液体导热工质进行散热的液冷散热器。
背景技术
对于大功率LED等半导体电子原件，在通电后都会产生热量，而半导体元件都有其正常的工作温度范围，若长期在高温下工作会导致不可逆的功能性衰退，所以必须对其进行散热。传统的散热方式有空气自然对流冷却、强制风冷散热和液冷，自热管出现以后又出现了热管散热。比如，空气自然对流冷却，其造价低，但散热效率低，在有体积限制的工作环境下，这种散热器的散热片不能太大，而空间小不利于对流换热，所以其换热效果将大大降低，从而限制了它的使用范围；而热管利用了毛细作用等流体原理，起到了良好的冷却效果，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、温度可控制的等特点，但热管只在一定温度范围内适用，相对造价也较高。针对以上问题，本发明专利设计了一种液冷散热器，克服以上缺点的同时具有结构简单，工作稳定，降温效果明显，易于加工生产，可大面积推广等优点。
发明内容
本发明是一种利用液体导热工质的具有独特散热结构的液冷散热器，其散热功率大、结构简单、技术较成熟。
本发明专利的有益效果：
1、散热量大，采用液体导热液作为散热工质，具有散热量大，体积小的特点。
2、流场分布均匀，特有的凹槽设计使液体导热工质均匀分布在整个流通空间，导热液迅速将热量带走，不留导热死角。
3、虽然内部凹槽设计独特，但由于采用两片金属片各自加工，然后再对接的方式，加工工艺简单，易于实现。
4、由于系统可以无风扇运行，所以基本无噪音，安全稳定。
下面结合图1和图2说明一种液冷散热器的结构特点：一种液冷散热器具有以下结构特点：液冷散热器(1)由金属板a(4)和金属板b(7)焊接而成，其中，金属板a(4)具有进液口(2)和出液口(3)，金属板a(4)内侧具有平行通道(5)，这些平行通道(5)相互连通，构成凹槽空间(6)，金属板b(7)内侧具有平行凹槽(8),这些平行凹槽(8)相互不连通；金属板a(4)沿边界一定距离具有四周相通，且中间为多个平行通道(5)的凹槽空间(6)；在金属板b(7)的一侧具有若干平行凹槽(8)，这些平行凹槽(8)的位置与金属板a(4)中的平行通道(5)相对应，二者凹槽部分对合起来可以形成封闭的空间。
进一步，本发明所述的一种液冷散热器，其中与热源接触的表面以及散热面均为水平光滑的平面，以充分增大换热面积，减少传热热阻,将液冷腔内通道设计成为蛇形，以减小水冷腔内液体的流动阻力。
一种液冷散热器的制造方法，包括：
步骤一，选择两块导热性能良好的具有一定厚度的相同金属板，金属板a(4)和金属板b(7)；步骤二，将金属板a(4)沿边界一定距离加工出四周相通，中间具有多个平行通道(5)的凹槽空间(6)；
步骤三，在金属板b(7)的一侧加工出若干平行凹槽(8)，这些平行凹槽(8)的位置与步骤二中的金属板a(4)中加工的平行通道(5)相对应，以保证二者凹槽部分对合起来可以形成封闭的空间；
步骤四，在金属板a(4)沿平行凹槽(8)方向的中间线上，凹槽空间(6)内上下各打一个圆孔，分别作为冷却液的进液口(2)和出液口(3)；
步骤五，将金属板a(4)和金属板b(7)凹槽空间(6)部分相对焊接在一起，成为一个整体。
进一步，本发明专利所述的一种液冷散热器的制造方法，金属板a(4)和金属板b(7)，其材料应选取铜或铝。
进一步，本发明专利所述的一种液冷散热器的制造方法，在散热面与进液口(2)和出液口(3)相对的一侧，采用导热硅胶将发热元件粘结在该散热面上。
附图说明
图1本发明所涉及的一种液冷散热器的外观图。
图2本发明所涉及的一种液冷散热器及其内部通道示意图。
图3本发明所涉及的一种实施例：大功率LED液冷式散热器装置示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图3，将本发明的一种液冷散热器用于大功率电子原件(如大功率LED)对本发明作进一步地详细描述。
首先进行液冷散热器(1)的加工：取两块100mm×100mm，厚度为19mm的铜块为加工对象，按下述步骤加工出液冷散热器：选择两块导热性能良好的具有一定厚度的相同，金属板a(4)和b(7)；将金属板a(4)沿边界一定距离加工出四周相通，中间具有多个平行通道(5)的凹槽空间(6)；在b(7)加工出若干平行的凹槽，这些平行凹槽(8)的位置与金属板a(4)中间区域所加工的平行通道(5)相对应，金属板a(4)和金属板b(7)内部凹槽的边界完全一致，以保证二者凹槽部分对合起来可以形成封闭的空间；金属板a(4)沿平行凹槽(8)方向的中间线，凹槽空间(6)内上下各打一个圆孔，作为冷却液的进液口(2)和出液口(3)；将金属板a(4)和金属板b(7)凹槽空间(6)部分相对焊接在一起，完成散热器的加工制作。
该系统由液冷散热器(1)、大功率LED(9)、电源开关(10)、液体管道(11)、液泵(12)、外部散热器(13)、电源(14)和导线(15)组成。
各部分按下述方式连接：大功率LED(9)通过导线(15)与电源(10)相连，导线上设置电源开关(10),大功率LED(9)通过导热硅胶粘结与液冷散热器(1)上表面，液冷散热器(1)外部具有进液口(2)和出液口(3)，且进液口(2)和出液口(3)管道位于液冷散热器(1)的同侧并与液冷散热器(1)平面垂直连接，冷却液在液冷散热器(1)内部凹槽(6)流通的同时将热量带出，从液冷散热器(1)流出的冷却液通过液体管道(11)流入外部散热器(13)，在外部散热器(13)中冷却液将热量散发到空气环境中，然后通过液泵(12)再次流入散热器(1)内部。完成整个流动循环，可对LED发热元件进行冷却。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种液冷散热器，具有以下结构特点：液冷散热器(1)由金属板a(4)和金属板b(7)焊接而成，其中，金属板a(4)具有进液口(2)和出液口(3)，金属板a(4)内侧具有平行通道(5)，这些平行通道(5)相互连通，构成凹槽空间(6)，金属板b(7)内侧具有平行凹槽(8)，这些平行凹槽(8)相互不连通；金属板a(4)沿边界一定距离具有四周相通，且中间为多个平行通道(5)的凹槽空间(6)；在金属板b(7)的一侧具有若干平行凹槽(8)，这些平行凹槽(8)的位置与金属板a(4)中的平行通道(5)相对应，二者凹槽部分对合起来可以形成封闭的空间。
2.根据权利要求1所述的一种液冷散热器，其中与热源接触的表面以及散热面均为水平光滑的平面，以充分增大换热面积，减少传热热阻,将液冷腔内通道设计成为蛇形，以减小水冷腔内液体的流动阻力。
3.一种液冷散热器的制造方法，包括：
步骤一，选择两块导热性能良好的具有一定厚度的相同金属板，金属板a(4)和金属板b(7)；
步骤二，将金属板a(4)沿边界一定距离加工出四周相通，中间具有多个平行通道(5)的凹槽空间(6)；
步骤三，在金属板b(7)的一侧加工出若干平行凹槽(8)，这些平行凹槽(8)的位置与步骤二中的金属板a(4)中加工的平行通道(5)相对应，以保证二者凹槽部分对合起来可以形成封闭的空间；
步骤四，在金属板a(4)沿平行凹槽(8)方向的中间线上，凹槽空间(6)内上下各打一个圆孔，分别作为冷却液的进液口(2)和出液口(3)；
步骤五，将金属板a(4)和金属板b(7)凹槽空间(6)部分相对焊接在一起，成为一个整体。
4.根据权利要求3所述的一种液冷散热器的制造方法，金属板a(4)和金属板b(7)，其材料应选取铜或铝。
5.根据权利要求3所述的一种液冷散热器的制造方法，在散热面与进液口(2)和出液口(3)相对的一侧，采用导热硅胶将发热元件粘结在该散热面上。
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