[发明专利]模块散热结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种模块散热结构，属于电子设备结构领域。 

背景技术

风冷机箱的内部流动大多为层流，根据传热学知识，层流状态下的对流换热系数主要取决于风道的当量直径，也就是风道的尺寸。针对带肋散热形式的普遍结构（图1、图10所示）联立求解连续方程、动量方程和能量方程，采取谱元法及有限差分法可求解出整个流动区域的温度场和流场（因流动的对称性，故取流动横截面的四分之一为计算区域；考虑理论计算的方便性，取等壁温边界条件），计算得到整个流动区域的温度场后沿流动换热面积分求得平均努赛尔数Num（以4h*为当量直径）与间距为2h*的无限大平板努赛尔数Nup（理论值为7.54）之比，也就是换热系数之比。其中定义l=l*/h*、a=a*/h*，取几组参数组合计算结果如图2所示，压降比如图3所示，以上可见a越大，也就是肋片高度h*越高，其换热系数越低，虽然其散热扩展面积较大，但综合换热效果不一定好。 

目前的散热结构多为在散热风道的基板上设置散热肋片，虽然有着较大的扩展换热面积，但根据流体力学知识以及上述分数，矩形截面流道的角区流动及换热性能都很差。 

发明内容

本发明提供一种模块散热结构，主要解决了现有模块结构在散热风道的基板上设置散热肋片，导致散热性能差，结构复杂的问题。 

本发明的具体技术解决方案如下： 

该模块散热结构包括至少一组散热基板组，散热基板组包括平行设置两片散热基板，散热基板组内的两片散热基板相互靠近面板均为平面，两片散热基板之间的距离为散热基板厚度的0.8~3.5倍，以1~3倍为佳。 

上述两片散热基板之间的距离为1~3mm，以2mm为佳。 

本发明的优点在于： 

本发明提供的模块散热结构由于去除了现有结构中的散热肋片，克服了现有技术偏见，其不但简化了结构，同时提高了散热性能，还降低了加工成本，缩短了加工周期，尤其适用于提供较大静压的环控冲压空气冷却系统。 

附图说明

图1为本发明带肋散热形式的结构分析图； 

图2为本发明参数组合计算结果图； 

图3为本发明压降比图； 

图4为实施例一整板温度分布云图； 

图5为实施例二整板温度分布云图； 

图6为实施例三整板温度分布云图； 

图7为实施例四整板温度分布云图； 

图8为实施例一、二结构示意图； 

图9为实施例三、四结构示意图； 

图10为本发明带肋散热形式的流动分析图。 

具体实施方式

以下为本发明所依据的理论： 

已知Q=h×A，其中Q为器件的发热量，h为散热结构与冷却空气的对流换热系数，A为有效换热面积。分别记目前散热结构和改进后结构的流换热系数为h_目前和h_改进，换热面积为A_目前和A_改进。虽然A_目前>A_改进，但h_目前<h_改进，故需进行下一步计算及仿真方可得出Q_目前和Q_改进之间的关系。 

以下为具体理论计算过程： 

如图1所示，现有风冷机箱的内部流动绝大多数为层流，针对带肋散热形式的普遍结构联立求解连续方程、动量方程和能量方程，采取谱元法及有限差分法可求解出整个流动区域的温度场和流场。因流动的对称性，故取流动横截面的四分之一为计算区域；考虑理论计算的方便性，取等壁温边界条件。 

计算得到整个流动区域的温度场后沿流动换热面积分求得平均努赛尔数Num（以4h*为当量直径）与间距为2h*的无限大平板努赛尔数Nup（理论值为7.54）之比，也就是换热系数之比。其中定义l=l*/h*、a=a*/h*，取几组参 数组合计算结果如图2所示，压降比如图3所示： 

由图可见，a越大，肋片高度h*越高，其换热系数越低，虽然其散热扩展面积较大，但综合换热效果较差。 

以目前模块之间的散热结构参数，散热肋片基板间距6.4mm，肋片高2.2mm，宽1mm，肋间距3mm为例可计算出换热系数hm与不带肋片模块基板间距2mm结构换热系数hp之比约为0.495，与不带肋片模块基板间距1mm结构换热系数hp之比约为0.2475。 

以下结合具体实例进行进一步说明：