散热装置和电气设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种散热装置和电气设备，散热装置包括翅片基板、顶盖、风扇，翅片基板开设有冷却液通道、通道入口和通道出口，通道入口和通道出口均与冷却液通道连通，冷却液通道的上方设有敞口，翅片基板上设置有器件接触面，器件接触面位于翅片基板的底壁。顶盖设置在翅片基板上并覆盖敞口，顶盖与翅片基板相对的一侧设置有顶盖翅片组，顶盖翅片组与冷却液通道上下相对应。风扇靠近顶盖翅片组设置。该散热装置通用性高，能够为电气设备内部所有发热元件进行散热，且散热效果好。且散热效果好。且散热效果好。

Heat sink and electrical equipment

【技术实现步骤摘要】
散热装置和电气设备


[0001]本技术涉及散热
，具体地说，是涉及一种散热装置和电气设备。

技术介绍

[0002]电子元器件消耗的电能，最终几乎全转换为热能。使用强制对流散热，让电子元器件保持在适宜的工作温度，可以延长其使用寿命，提高运行稳定性并提升其运行性能。尤其是诸如CPU、显卡、IGBT模块等耗电量大、热流密度高的电子元器件，必须使用专用的散热装置，才能保证正常工作。
[0003]当前电子元器件用的最多的散热器是风冷散热器。其将风扇置于一个圆形的热沉上方用于产生强制对流的空气。热沉的基板底面与热源接触，将热传导至基板上的辐射状的翅片组中。类似的设计广泛地应用于给市面上常见的CPU、显卡产品散热。当需要更大的散热能力，翅片面积较大时，为了增强热量在翅片中的传导，风冷散热器会使用热管或均热板技术，将均热板或热管作为热沉的基板，并使热管垂直穿插在翅片当中。
[0004]由于空气的密度低、热导率低，风冷散热技术的最大问题是散热能力有限。当散热量较大时，通常的技术方案是降低空气温度，增加热管和翅片的数量，增大翅片尺寸，提高风速。为了确保电子元器件的稳定工作，送风温度通常需要处理至低于环境温度。由此利用的冷水机组、冷却塔、循环水泵、机房精密空调、通风管道等设施，一方面增加了投资，另一方面也增加了能耗。总体来说，无论如何加大换热面积，提高风速，风冷散热技术的散热能力都非常有限。随着集成电路的能量密度逐渐提升，使用风冷散热已经逐渐无法满足散热需求。
[0005]相比于空气，各种液体工质的比热更高、热导率更高，从而使用液体的强制对流来散热可以提供更高的散热量。按液体的封装形式，常用的液冷散热技术分为浸没式液冷和冷板式液冷。浸没式液冷技术的缺点包括重量大、设备腐蚀、工质成本高、维护不方便等。被冷却的设备通常需要做定制化的设计，以与浸没的液体工质相匹配，并在机械结构和传热的设计上适应这种散热形式。
[0006]液冷冷板散热技术的应用比浸没式液冷更为广泛，也逐渐开始取代风冷散热技术。液冷冷板散热的问题是，冷板仅能覆盖住CPU、显卡、IGBT模块等主要热源，而无法冷却电路板上的其他发热元件。因此，诸如服务器等包含众多电子元件的设备，在使用液冷冷板外，还需要同时配置风冷散热。实际使用时，服务器本身的部分散热风扇仍然需要保留，或者使用后门热交换器或风墙来使服务器内有流通的空气。同时，机房内的环境仍然需要空调降温。
[0007]为了让液冷能够满足设备内所有元件的散热需求，一种解决方法是使用大冷板，将所有的发热元件全都覆盖住。例如公告号为US8358505B2的专利文献所公开的一种集成冷板，即是一种服务器主板冷板，其可以覆盖主板上的大部分发热单元。这种设计的问题是，冷板体积大，加工复杂，重量大，价格贵。而且这种冷板完全订制化，基本不具备通用性。且现有的冷板通常仅利用了冷板的一个表面来对发热单元进行降温，增大了冷板的体积，
增加了成本。

技术实现思路

[0008]本技术的第一目的是提供一种的通用性高，能够为电气设备内部所有发热元件进行散热，且散热效果好的散热装置。
[0009]本技术的第二目的是提供一种具有上述散热装置的电气设备。
[0010]为实现上述第一目的，本技术提供一种散热装置，包括翅片基板、顶盖、风扇，翅片基板开设有冷却液通道、通道入口和通道出口，通道入口和通道出口均与冷却液通道连通，冷却液通道的上方设有敞口，翅片基板上还设置有器件接触面，器件接触面位于翅片基板的底壁。顶盖设置在翅片基板上并覆盖敞口，顶盖与翅片基板相对的一侧设置有顶盖翅片组，顶盖翅片组与冷却液通道上下相对应。风扇靠近顶盖翅片组设置。
[0011]由上述方案可见，散热装置通过固定部安装在发热元件上，器件接触面用于与CPU、显卡等主要发热元件接触，通过热传导将主要发热元件产生的热量传导到翅片基板内，液体工质在冷却液通道中流过，带走热量。顶盖的顶面也设置有顶盖翅片组，用来增大顶盖与周围空气的对流换热面积。同时通过设置风扇，用来扰动电气设备内空气流动，使设备内部的空气产生强制对流，并且使顶盖翅片组间具有较高的风速，从而提高换热速度。并且温度较低的空气通过对流换热冷却设备内的内存、VRM、电容等次要发热元件，次要发热元件的热量被空气吸收后传递给顶盖翅片组，进一步传递给顶盖和冷却液通道中的液体工质，然后被液体工质带走，风扇的设置增强了散热装置对周围空气的冷却效果。因此该散热装置能够同时为主要发热元件提供散热能力强的液冷，也能够为次要发热元件提供风冷散热。此外，该散热装置的通用性强，能够实现批量生产，降低生产成本。同时，该散热装置中由翅片基板和顶盖组成的冷板上相对的上下两个表面均用来进行热量的传导，因此能够充分利用冷板的表面积，进而能够减小冷板的尺寸，降低成本。
[0012]一个优选的方案是，顶盖翅片组开设有安装槽，安装槽自顶盖翅片组的上表面向下凹陷，风扇安装在安装槽内。
[0013]进一步的方案是，风扇的送风方向垂直于顶盖表面。
[0014]由此可见，风扇在顶盖翅片组的顶部时，空气气流的方向为沿翅片朝向热源，亦即气流的方向与热量在翅片中传导的方向相反。如此一来，对流换热温差会沿着流动方向增大，弥补对流热边界层增厚对换热的削弱。另外，风扇在顶盖翅片组的顶部时，空气在风扇的驱动下，受迫向顶盖运动，并在顶盖上形成冲击效应。即当空气到达翅片根部的顶盖时，速度方向发生突变，在这种情况下，翅片根部顶盖表面的对流速度边界层非常薄，换热性能好。由于顶盖上方的翅片阵列非常密集，空气流过翅片阵列的压降高。因此，如果风扇设置在顶盖翅片组的外部，空气气流将会有非常大的比例，绕过翅片阵列，而从周围流散，从而使进入翅片阵列的气流速度降低，影响散热效果，而通过将风扇设置在顶盖翅片组的内部则能够解决该问题。此外，将风扇与顶盖做成一体式结构，便于用户安装，如果风扇作为单独组件，需要用户在服务器/电脑机箱内部找可以固定的位置安装，增加安装的复杂程度和难度，而且，很多机箱内部无安装条件，直接使用服务器自带风扇，气流走向和流速不一定能满足要求。
[0015]一个优选的方案是，顶盖翅片组包括多个平行且间隔布置的第一翅片，第一翅片
沿着翅片基板的长度方向延伸；风扇位于顶盖翅片组的一侧且位于第一翅片的延伸方向上，风扇的送风方向平行于第一翅片的延伸方向。
[0016]由此可见，通过在第一翅片延伸的方向的一端设置风扇也能够实现扰动电气设备内部空气的目的，并且通过将相邻两个第一翅片之间设置合理的间距，从而保证气流经过顶盖翅片组实现对气流的降温，提高换热效果。
[0017]一个优选的方案是，顶盖翅片组的截面积与冷却液通道的截面积接近。
[0018]由此可见，顶盖翅片组的截面积与冷却液通道的截面积接近，能够最大程度地增大顶盖翅片组的表面积，进一步提高换热面积，从而实现对周围空气的快速降温，提高各发热元件的使用寿命。
[0019]一个优选的方案是，冷却液通道内设置有液冷翅片组。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.散热装置，其特征在于，包括：翅片基板，所述翅片基板开设有冷却液通道、通道入口和通道出口，所述通道入口和所述通道出口均与所述冷却液通道连通，所述冷却液通道的上方设有敞口，所述翅片基板上还设置有器件接触面，所述器件接触面位于所述翅片基板的底壁；顶盖，所述顶盖设置在所述翅片基板上并覆盖所述敞口，所述顶盖与所述翅片基板相对的一侧设置有顶盖翅片组，所述顶盖翅片组与所述冷却液通道上下相对应；风扇，所述风扇靠近所述顶盖翅片组设置。2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述顶盖翅片组开设有安装槽，所述安装槽自所述顶盖翅片组的上表面向下凹陷，所述风扇安装在所述安装槽内。3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于：所述风扇的送风方向垂直于所述顶盖表面。4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述顶盖翅片组包括多个平行且间隔布置的第一翅片，所述第一翅片沿着所述翅片基板的长度方向延伸；所述风扇位于所述顶盖翅片组的一侧且位于所述第一翅片的延伸方向上，所述风扇的送风方向平行于所述第一翅片的延伸方向。5.根据权利要求1至4任一项所述的散热装置，其特征在于：所述顶盖翅片组的截面积与所述冷却液通道的截面积接近。6.根据权利要求1至4任一项所述的散热装置，其特征在于：所述冷却液通道内设置有液冷翅片组。7.根据权利要求6所述的散热装...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙川，周群，许立程，
申请(专利权)人：珠海格莱克科技有限公司，
类型：新型
国别省市：