[实用新型]一种电力电子发热器件的散热装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子冷却领域，是一种高效的电子器件冷却装置，将发热器件的表面与散热装置的吸热面紧密贴合，接触面涂抹导热硅脂后可有效降低电力电子发热器件的温度。适用于发热功率为100w-500w的电力电子发热器件的散热，将发热器件的温度控制在50℃以下。

背景技术

二十世纪六十年代至今，随着微电子和光电子等行业的不断发展，技术上的不断进步，光电器件的集成度越来越高，工作时产生的热量越来越多，热流密度也越来越高。在半导体芯片领域，根据著名的摩尔定律，在价格不变的情况下，集成电路上可以容纳的晶体管的数量每隔约十八个月就会增加一倍，其性能也将提升一倍。虽然技术的进步也同样降低了单个晶体管的能量消耗，但是由于晶体管数目增长的速度大于单个晶体管能耗降低的速度，整体上造成了电子芯片的能耗是不断增加的，如此多的热量如不能及时地扩散掉，将会使芯片内部温度逐渐上升，最终导致芯片停止工作。同时，芯片长时间在较高温度下运行也会显著地降低其使用寿命。随着单个芯片上集成的晶体管数量的不断增加，其功耗必然也会不断地随之增加，而当单个芯片的功耗超过70W后，其冷却器件的价格会急剧上升。

在显示技术领域，阴极射线管显示器（CRT）由于其高质量的画质曾经垄断整个显示行业，但是近年来液晶显示（LCD）、等离子显示（PDP）和激光显示等新型的平板式显示器正逐渐取代CRT显示器成为市场上的主导产品，这主要是由于激光和发光二极管技术的进步引起的。与传统CRT显示不同，激光和发光二极管显示都是采用固体光源，而解决这些固体光源的散热难题也成了必须面对的新挑战。由于激光以及发光二极管等器件对温度很敏感，工作温度的不稳定不但会严重影响画面显示质量，而且也会大大缩短光源的寿命，所以这些固体光源的工作温度范围很窄，允许的工作温度波动范围往往很小。此外，在显示器播放运动画面时，由于播放画面的不一致性和画面间的连续转换，屏幕的局部区域所产生的热量可能会有成百上千倍地增加，从而使保持整个屏幕光源工作温度的均一性面临更大的挑战。因此，精确的工作温度控制对这些光源来说不可或缺。

在照明领域，随着技术的进步，采用发光二极管(LED)作为光源的照明灯正逐渐出现并替代传统的灯具。LED照明具有高效、节能、环保、寿命长和响应速度快等特点，被认为将成为继白炽灯、荧光灯、气体放电灯之后的第四代光源，有广阔的市场前景。目前，LED灯的发光效率为10%～20%，其余的能量最后转化成热能。由于LED的高功率和结构紧凑的特征，其工作过程中产生的余热使芯片的封装表面具有较高的热流密度，这些热量如果不能及时带走，必将使发光二极管的温度显著升高，这种由温升引起的热效应对LED的性能产生严重的影响，可以使芯片的发射光谱发生红移，影响出光效率，加速器件的老化，缩短使用寿命，甚至导致芯片烧毁。因此，LED芯片的散热问题成了制约LED照明行业快速发展的关键问题。照明行业的用电量大约占社会用电量的12%左右，如果可以解决LED照明芯片的散热问题，进而推动LED照明的普及，必将对我国节能减排做出巨大贡献。

发明内容

本实用新型的目的在于：

解决现有电力电子设备与器件运行过程中存在的发热量过大、器件温度过高、工作寿命短、由于产热引起的工作不稳定等问题；提供一种换热效率高、结构设计紧凑、成本低、温控能力强的相变式散热装置来解决电力电子设备运行中存在的热问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种电力电子发热器件的散热装置，包括集蒸发器与冷凝器为一体的换热主体部件和两个端部档板，其特征在于，换热主体部件截面外轮廓为半椭圆形的，半椭圆是沿着所在椭圆的长径分割的。换热主体部件截面内部是半椭圆形空腔，半椭圆形空腔的外围是半椭圆形的金属外壳，在半椭圆形外壳的外表面均匀布置有高度相同的金属肋片。换热主体部件的两个端面为开口的，在换热主体部件的两端面放置两个与端面开口形状一致的半椭圆形档板于散热主体部件的两端，用来密封散热主体部件的两端开口，形成散热装置的内部密封空间。半椭圆形档板上面设置有充液/汽口。散热装置与电力电子发热器件的接触面是散热装置底面。