[实用新型]一种连续冷却与抗热冲击冷却复合的一体式散热器

说明书

本实用新型涉及散热器技术领域，提供一种连续冷却与抗热冲击冷却复合的一体式散热器，包括连续冷却单元和相变单元；连续冷却单元包括相连接的冷板和传热单元；相变单元设在冷板上，相变单元采用在液态与固态之间变换的相变材料；本实用新型在对发热元器件实施冷却时，充分兼顾到对发热元器件的常规持续冷却需求和尖峰发热冷却需求，在满足发热元器件抗热冲击的同时，不额外增加散热器的功耗，故障率低，从而有效控制了散热器的运维成本。

技术领域

本实用新型涉及散热器技术领域，尤其涉及一种连续冷却与抗热冲击冷却复合的一体式散热器。

背景技术

目前，随着电子信息技术的快速发展，电子芯片不断向高度集成化发展，导致其发热问题日益严峻。芯片在工作过程中，几乎一半的电能会转化为热量，如果这些热量不能被及时散出，芯片的温度将会持续升高，过高的温度会导致芯片性能衰退、寿命衰减、失效，甚至引发安全事故。

一般而言，为了维持芯片安全高效地工作，应将芯片的温度控制在85℃以下，因此，需要对其采取有效的散热措施。此外，还有很多电力电子器件或功率设备同样面临着严峻的发热问题，如LED芯片、聚光太阳能电池、IGBT电转换模块、X射线球管、发动机等等，高性能散热技术是保障这些发热元器件安全高效工作及向更高性能发展的重要前提。

一般而言，根据发热元器件工作状态的不同，冷却装置可以分为连续性冷却和间断性冷却两种。针对连续工作的发热元器件，需要提供长时间稳定可靠的连续冷却，常见的风冷、热管冷却和液冷均属于连续冷却方式。对于一些间断性工作，甚至一次性工作的发热元器件，采取连续冷却方式可能造成系统复杂和散热器体积(或重量)过大的问题，此时，可以采用体积紧凑结构简单的相变材料间断冷却方式。然而，在实际工作过程中，一些发热元器件的工作状态并不稳定，其发热功率随其工作状态出现瞬时波动，甚至在短时间内出现极大的热功率脉冲。这些热脉冲如果不能得到很好的控制，将导致发热元器件的温度在短时间内迅速攀升，从而造成发热元器件的损坏。

针对上述发热情形，如果采取相变材料间断性冷却技术，则无法满足其常规热功率阶段的持续冷却需求，而如果采取连续冷却技术，则需按照尖峰发热情况来设计，这必然造成很大的浪费，并引起散热器体积、重量和成本上的增加。

由此可见，现有的冷却装置难以同时兼顾到对发热元器件的常规持续冷却需求和尖峰发热冷却需求，从而难以从整体上缩小冷却装置的体积与成本，并降低能耗。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种连续冷却与抗热冲击冷却复合的一体式散热器，用以解决现有的冷却装置难以同时兼顾到对发热元器件的常规持续冷却需求和尖峰发热冷却需求，从而难以从整体上缩小冷却装置的体积与成本，并降低能耗的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种连续冷却与抗热冲击冷却复合的一体式散热器，包括连续冷却单元和相变单元；所述连续冷却单元包括相连接的冷板和传热单元；所述相变单元设在所述冷板上，所述相变单元采用在液态与固态之间变换的相变材料。

优选的，本实用新型中所述传热单元包括第一翅片，所述第一翅片与所述冷板相连接。

优选的，本实用新型中所述传热单元包括热管、第二翅片和第一风扇；所述热管的一端连接所述冷板，另一端连接所述第二翅片；所述第一风扇的出风口朝向所述第二翅片设置。

优选的，本实用新型中所述传热单元包括循环泵、循环管道、第三翅片和第二风扇；所述循环泵通过所述循环管道与所述冷板内预设的液体流通管道构成封闭式回路；所述第三翅片安装在所述循环管道上，所述第二风扇的出风口朝向所述第三翅片设置。

优选的，本实用新型中所述相变材料填充于所述冷板内的空腔中，所述相变材料包括熔点在100℃以下的有机相变材料、无机相变材料、金属相变材料中的任意一种。