[发明专利]一种高导热结构

说明书

本发明提供一种高导热结构，结构包括密封腔和传热工质，所述密封腔包括冷凝区、蒸发区；所述冷凝区包括第一蒸汽流道、冷凝翅片、液体流道；所述蒸发区包括热源结合块、液体存储区、毛细结构。本发明通过设置液体存储区，为工质在密封腔中的循环提供缓冲，避免液体工质在液体流道过多滞留造成循环堵塞，以应对高功率器件的散热需求；同时利用液体存储区与毛细结构的配合，使毛细结构上的液体工质补充迅速，防止液体工质蒸发过快导致局部毛细结构干涸，以保证工质循环通畅，提高结构的散热可靠性；另外配合冷凝区中冷凝翅片的分区设置，避免大量蒸汽工质聚集造成局部温度过高，提高结构的散热效率和使用寿命。

技术领域

本发明属于导热技术领域，特别是涉及一种高导热结构。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，模块化、集成化、轻量化、低成本化和高可靠性的要求越来越高，因此在太阳能逆变器、不间断电源(UPS)、充电桩、功率变换器(PCS)、有源电力滤波器(APF)、静态无功补偿器(SVG)、变频器等电力设备上普遍采用MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、Diode(二极管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等功率器件。由于这些功率元器件的集成度越来越高，功率密度也越来越大，在工作时自身产生的热量也越来越大，热流密度越来越高，若不能及时快速将功率器件产生的热导出并散除，会导致功率器件中的芯片温度升高，轻则造成效能降低，缩短使用寿命，重则会导致功率器件的失效和芯片的烧毁炸管。因此解决高热流密度器件的散热问题一直是困扰大功率器件封装厂商和使用厂商的核心问题之一。

目前散热装置按冷却技术主要分为三类：空气对流换热、液体冷却换热和相变循环系统。

其中空气对流换热散热器最常见的风冷散热对环境依赖较高，占用空间大，装置难以实现良好的密封性，且散热效率低，超频时散热性能会大受影响。

液体冷却换热散热器可以解决大功耗设备散热问题，但液冷成本大大增加。

相变散热是一种高效的散热方式，利用相变换热介质在一定温度下沸腾气化吸热，然后气化的气体在其他位置冷凝液化放热，从而实现了热量的传递，其传热效果好、应用广泛

相变散热器主要包括热管和均温板散热器两种。由于热管本身为管状，与热源直接接触面积不大，且主要利用重力使热量从热源处传递给相变组件(热管)，因此散热性能受到严重限制，还会导致基座的局部高温。

现有的主流散热器通过内部工作流体借由液态时毛细结构的流动与蒸发时的潜热迅速带走热量，避免热量集中在热源上。然而当热源温度过高时大量工质被蒸发后冷凝，容易产生液态工质滞留的情况，导致工质在热源位置无法流畅通过；另外热源传导热量过大时，高速流动的工质蒸汽会迅速消耗液体流道的工质液滴，容易造成保持循环的毛细结构部分干涸，使工质循环被阻断；同时大量蒸汽工质的聚集会导致散热器局部温度过高，以上问题均会降低散热器散热效率和装置可靠性，影响散热器工作性能。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高导热结构，用于解决现有技术中散热循环需求过快时导热结构工质循环不畅引起的散热效率低和局部温度高导致的散热可靠性差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高导热结构和传热工质，所述结构包括：密封腔，所述密封腔包括冷凝区、蒸发区；

所述冷凝区包括第一蒸汽流道、冷凝翅片、液体流道；

所述第一蒸汽流道为蒸汽工质从所述蒸发区蒸发后流通的区域，位于所述密封腔内的上部；

所述冷凝翅片为蒸汽工质释放热量冷凝成液体的区域，位于所述第一蒸汽流道下方；

所述液体流道为蒸汽工质在所述冷凝翅片冷凝后以液体状态向所述蒸发区运动的通道，位于所述冷凝翅片的下方；

所述蒸发区包括热源结合块、液体存储区、毛细结构；