[实用新型]开放式蒸发散热装置及其电子设备

说明书

本实用新型涉及电力电子设备散热技术领域，尤其是一种开放式蒸发散热装置及其电子设备，该开放式蒸发散热装置包括蒸发模块、微型气泵和防水透气单元，蒸发模块具有用于容纳液态工质的蒸发空间，微型气泵的进口与蒸发空间连通，防水透气单元配置在微型气泵的进口与蒸发空间之间的连通路径上，本实用新型的开放式蒸发散热装置在蒸发模块上配置微型气泵，促使蒸发空间内形成微真空，有利于促进蒸发装置内液态工质的蒸发，提高散热效率，从而维持高效散热，并避免因蒸发空间内的气压持续升高而所导致的蒸发模块发生损坏的问题发生。

技术领域

本实用新型涉及电力电子设备散热技术领域，尤其是一种开放式蒸发散热装置，此外，本实用新型还涉及一种包括上述开放式蒸发散热装置的电子设备。

背景技术

近年来，电子技术迅猛发展，电子器件的高频、高速以及集成电路的密集和微小型化，使得单位容积电子器件的发热量快速增大，整机发热功率及局部热流密度急剧攀升，由此带来的耗能和散热问题日益凸显，过高的温度严重影响着电子元器件的稳定性、可靠性和使用寿命，高效散热技术成为推动电子技术进一步发展和应用的关键。

当下，基于泵驱动的微通道两相流循环冷却技术被认为是应用于集成电路等高功耗电路最为有效的冷却技术之一，其通过高性能的动力设备和循环工质可以有效的解决小通道、高热载、高精度、多热源或复杂分布热源的冷却问题。然而，现有泵驱动微通道两相流循环冷却系统中多采用机械泵来提供循环动力，需在机械泵进口管道前增加储液器，同时，入口液体温度要有一定的过冷度，以避免产生气蚀而影响系统的可靠性，同时，机械泵自身能耗大、体积大、难集成、工作时还会产生很大的噪音，总之，综合性能未能达到预期，在此背景之下，近年来，出现了以微型泵(如：压电泵)代替机械泵的微通道两相循环冷却系统，如专利号CN207519054U《一种基于压电泵的微通道相变换热冷却系统》所描述的相变换热冷却系统，结构上包含压电泵、微通道蒸发器以及散热器。液相工质在微通道蒸发器内吸热相变，形成气液两相流，到达散热器后冷凝为液相，释放潜热，再经压电泵到达下一个循环。这种结构通过引入微型泵替代传统的机械泵、可以实现结构紧凑，低噪音、低功耗的优点，同时，利用液态工质的相变传热，理论上来讲可以提高换热和传热效率，但是相变过程不可控：一方面，由于管路中的相变换热工质为单一工质，流经微通道蒸发器时，微通道蒸发器的热负荷直接与单一工质的蒸发率相关，相对较低的热负荷可能导致工质并不发生相变，达不到高效散热的目的，过高的热负荷可能导致工质全部发生相变而出现蒸干现象，热负荷的波动会对系统工作的稳定性产生极大的影响，很难针对波动的热负荷，尤其是波动较大的热负荷寻找到合适的单一工质，且工质的充液率以及循环流道内的真空度都难以确定；另一方面，压电泵的输入输出性能受流质组成的影响极大，当为纯液相流质流经压电泵时，压电泵入口端能够提供持续稳定的高负压，当为气液两相流质流经压电泵时，压电泵入口端负压随着气相工质混入量的升高而持续降低，压电泵的输出性能随之降低，进而大大削弱微通道相变换热冷却系统的流动极限，从而引发蒸干或液塞问题，严重影响系统的工作稳定性和可靠性。

对此，现有技术中出现了采用将蒸发气体直接排放到外界的散热装置的记载，以解决传统两相循环散热技术中难以把控的工质类型、充液率和管道内的真空度等技术指标；但是其存在的缺陷在于：当热源的热负荷长时间保持在较高状态下时，蒸发装置的液态工质的持续快速吸热相变，如果形成的气态工质不能及时地从蒸发装置排出，则会造成蒸发装置内的气压持续升高，一方面会导致热量在蒸发装置内的长时间累积，热源与蒸发装置的温差减小，由热源传递到蒸发装置的热量减小，达不到高效散热的目的，另一方面，持续升高的气压还可能对蒸发装置的结构部分造成损害。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的蒸发装置容易因热量积累导致散热效率下降及容易因气压升高而发生损坏的问题，现提供一种开放式蒸发散热装置，以及一种包括上述开放式蒸发散热装置的电子设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种开放式蒸发散热装置，包括：