[发明专利]功率自适应的电晕风散热装置

说明书

技术领域

本公开涉及电晕风强化散热技术领域，尤其涉及一种功率自适应的电晕风散热装置。

背景技术

在电力电子行业中，元器件的散热一直是需要解决的问题。随着设备越来越趋向于集成化、紧凑化，电子元器件的尺寸越来越小，功率密度越来越大，这就给散热器的设计带来了很大的挑战。同时，很多情况中电子元器件工作在变工况下，发热功率随着工况的不同而发生变化，同时要求电子元件维持相对稳定的工作温度，这需要散热器对不同的发热功率具有自适应能力。

风扇作为一种可以增强空气对流换热的常用手段，因具有高速旋转部件，会导致整个散热系统产生持续的噪音污染，并且降低了系统的可靠性。而且风扇的风量也不易快速调整，风扇电机长时间工作在额定功率之外，会导致寿命大大降低。因此亟需高效、高可靠性、功率自适应的强化散热技术。

公开内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种功率自适应的电晕风散热装置，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种功率自适应的电晕风散热装置，包括：散热器，所述散热器为金属材质，包含多个翅片和中心部分，翅片竖直环绕均布在中心部分周围；散热器底部通过界面导热材料固定发热元件，温度探头固定在发热元件的测温点上；集柱，所述集柱为细金属圆柱，竖直插入散热器翅片的间隙内，能够根据温度探头监测的发热元件温度调整其在散热器径向方向上的位置，且不与散热器接触；以及针电极，所述针电极为金属材质，在集柱上对称均匀分布，各针电极的轴向均垂直于与之相对的翅片表面，且不与散热器接触；高压电源，其高压输出端通过电线与集柱相连，接地端与散热器相连。

在本公开一些实施例中，当温度探头所测的温度高于设定的警戒值时，集柱沿散热器径向从外向内移动；当温度探头所测得的温度变低，低于设定的警戒值时，将集柱沿径向推向外侧。

在本公开一些实施例中，还包括：传动盘，用绝缘螺丝固定在散热器的上方，使两者不接触且不导电，所述高压电源设置在传动盘上方；滑轨，所述滑轨为绝缘材质，水平环绕固定在传动盘的外圆周上，散热器的每个翅片间隙正上方均对应一个滑轨；滑槽，设置于滑轨上，所述滑槽的长度方向为散热器径向，集柱上端装配在滑轨的滑槽内，可沿滑槽移动；伺服电机，安装在传动盘上方中心处，通过传动盘将旋转运动变为径向直线运动，再通过传动部件带动集柱在滑槽内移动，改变针电极与散热器翅片间的相对距离；温度控制器，设置于传动盘上，通过接收温度探头的信号，与自身设定值作比较，然后向伺服电机发出信号，控制伺服电机的启停和正反转；其中，温度控制器为电子式，内置可编程的微芯片，根据发热元件功率变化的周期性规律，通过自学习算法，来主动控制伺服电机的周期性运动，所述可编程的微芯片用以执行以下操作：

当温度探头所测的温度高于温度控制器设定的警戒值时，温度控制器通过信号线开启伺服电机，伺服电机通过控制盘内部的传动机构，将电机的旋转运动变为径向直线运动，带动所有的集柱在滑槽内移动；随着集柱在滑槽内沿径向从外向内移动，针电极逐渐深入翅片的间隙，空间电场强度增强；

当发热元件的功率降低时，温度探头所测得的温度变低，温度信号传递给温度控制器之后，温度控制器可发出信号，控制伺服电机反向旋转，通过传动盘将集柱沿径向推向外侧，增大针电极和翅片间的距离，减弱空间电场强度。

在本公开一些实施例中，传动盘与散热器上表面保持距离在5mm到200mm之间。

在本公开一些实施例中，所述散热器翅片为导热系数较高的铜合金或铝合金；散热器的中心部分为实心金属型材或基于相变技术的热管结构；所述界面导热材料为导热硅脂或导热硅胶。

在本公开一些实施例中，所述集柱材料为铜或铝，直径在2mm到10mm之间。

在本公开一些实施例中，所述针电极为钨、钢或铜，尖端曲率半径在0.005mm到2mm之间。

在本公开一些实施例中，所述散热器翅片与中心部分通过挤压或冲压方式一体成型，或用焊接、胀接、铆接、粘接方式和中心部分连接在一起。

在本公开一些实施例中，所述散热器翅片的数量在2到100之间；每个所述集柱上针电极的数量为2到20个。

在本公开一些实施例中，所述的高压电源极性为正或负，输出电压值在0到50kV之间。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开至少具有以下有益效果其中之一：