[实用新型]多级电晕风散热装置

说明书

一种多级电晕风散热装置，包括：热沉，包括肋基和扩展散热面积的肋片，肋基与热源接触且固定于热源之上；针电极组，作为发射极，位于热沉的肋间隙内，与热沉无物理接触；孔板电极，作为集电极，绝缘安装于热沉上，与针电极组共同组成电极对，但与针电极组无物理接触；高压电源，持续输出高电压，其高压端与针电极连接以向针电极提供高电压，其接地端与孔板电极连接。本实用新型提供的多级电晕风散热装置能大幅提高空气的对流换热系数，进而提高热沉的换热能力，使得热沉所需面积、体积和重量减少；并能根据热沉的长度调节电晕放电的级数，可适用于较宽的热功率范围；且该装置无运动部件，结构紧凑、安装方便，具有高可靠性，便于批量化生产。

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，具体涉及一种电晕风散热装置。

背景技术

在散热过程中，由于空气的对流换热系数很低，相比金属热沉的导热热阻，从热沉到空气侧的对流换热热阻一般都非常大，是整个散热过程中的瓶颈部分。在电力电子等行业中，电子元器件尤其是半导体元器件都需要工作在额定温度以内，一旦超温，元器件寿命会大幅下降，严重时就会烧毁。因此，需要热沉及时将元器件发出的热量带走。通过提高空气的对流换热系数来强化热沉的换热能力，可以有效保证电子元器件的安全工作，同时可以减少热沉的散热面积，使得热沉的体积和重量减少，有利于节能环保和空间利用。

在提高空气对流换热系数的手段中，最常用的方法为加装风扇。风扇靠电机带动扇叶高速运动以提高风速，但运动部件会带来很高的不可靠性，以及较大的噪音和振动，这对电子元器件的工作都是不利的。另外，当热沉的风道较长时，风扇提供的风速在流动中会逐渐衰减，局部对流换热系数沿着空气流动方向越来越低。将风扇多级串联会导致更大的噪音和安全隐患，且无助于增加风量。

因此，需要一种散热装置，在提高风速的同时能够实现无运动部件、无噪音和无振动；同时可以根据需要多级串联或并联，以满足热沉风道较长的使用条件。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本实用新型提出了一种多级电晕风散热装置，以期至少部分的解决上述现有技术中的不足之处。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种多级电晕风散热装置，包括：

一热沉，包括肋基和扩展散热面积的肋片，肋基与热源接触且固定于热源之上；

一针电极组，作为发射极，位于热沉的肋间隙内，与热沉无物理接触；

一孔板电极，作为集电极，绝缘安装于热沉上，与针电极组共同组成电极对，但与针电极组无物理接触；以及

一高压电源，持续输出高电压，其高压端与针电极连接以向针电极提供高电压，其接地端与孔板电极连接。

其中，所述热沉上开有多个横槽，方向与肋片垂直，横槽数量等于所述孔板电极的数量；横槽区域的肋片从根部被切断，只保留肋基部分；

其中，所述针电极组包含框架和框架上布置的多个针电极；所述针电极组上的针电极根部粗、顶端尖，针尖为直径0.05mm～0.5mm的半球形；其中，所述针电极组的材质为已知材料不锈钢、钨钢或钨；其中，所述针电极组上的针电极有多排，对应的孔板电极有多个；

其中，所述孔板电极具有多个阵列的通孔，与所述针电极组共同组成多级电极对；所述通孔形状为圆形、方形或菱形；其中，所述孔板电极的材质为已知材料不锈钢、铜合金或铝合金；所述孔板电极的厚度小于横槽宽度，与肋片不接触；

其中，所述高压电源输出的高电压是直流正极性、直流负极性或交流，电压为千伏级0V～30kV。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的多级电晕风散热装置具有以下有益效果：