专利名称：用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种散热系统，尤其涉及一种散热能力强，利于电源模块性能稳定发挥的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统。
背景技术：
伺服驱动器一般包括驱动器控制部分、功率转换部分以及机械结构部分等，其中功率转换部分中的电源模块使用过程中通常消耗较高的电力，产生较多的热量，因此也称之为发热模块，为了保证伺服驱动器的正常工作，电源模块的温度需要限定在一定的范围内，为此通常在电源模块附近设置散热系统对其进行散热降温，现有的伺服驱动器上的散热系统一般是在电源模块所在的底板后侧设置一块中空的铝型材，在铝型材的型腔内排列若干个散热筋，在散热筋的一端设置风机，即电源模块产生的热量经底板传至散热筋，再由风机对散热筋实施风冷降温，但由于电源模块位于伺服驱动器机壳内，空间相对狭小，因此散热效果差，尤其是大功率电源模块，现有的散热系统已无法满足使用要求。中国专利公开了一种伺服器用液冷式散热模组(C拟641703Y)，该散热模组组装于伺服器内部，直接提供中央处理器的液冷式散热，它包括一具有一容置空间的本体，其内配置有液流管及散热器，热量由散热器上抽取容置空间的热空气的抽风部送至出风部，由通风口排出，并由液流管上的送水器受散热器磁性连动运转而形成的液流回路对中央处理器持续散热。此装置是通过设置带有送水器的液流管，送水器由散热器的磁性连动带动扇叶旋转，进而使液流管内的液体流动实施散热降温，虽然降温效果好于风冷，但结构复杂，占用空间大，无法在所有的伺服驱动器中普及应用。
发明内容本实用新型主要是提供了一种结构简单，占用空间小，散热效果好的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，解决了现有技术中存在的散热系统结构复杂、占用空间大、 散热效果差，无法满足大功率电源模块的散热要求等的技术问题。本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，包括表面固定有电源模块的底板，在与电源模块相对的底板背侧设有散热风道，在散热风道的一侧端口处设有风机，在所述散热风道内顺沿轴线方向设有若干组散热翅片，在所述散热翅片上穿插固定有若干段热管，所述热管延伸至底板并平行嵌装在底板的背侧。通过在风道内轴向设置若干组散热翅片，并在散热翅片插接若干段热管，热管又延伸至底板后水平弯折并嵌装在底板的背侧，由于热管内贮存有冷却水，且贮存腔为负压状态，因此其中的冷却水的沸点低于常温，当电源模块将热量传递至底板，再经底板传至热管，由于热管水平嵌装在底板内，增加了热管与底板的换热面积，热管内的冷却水升温沸腾，沸腾的冷却水蒸汽将热量迅速传递至套装在热管外侧的散热翅片上，散热翅片侧的风机产生的气流又不断的将散热翅片的热量带走，即对散热翅片实施强制风冷，冷却速度快，散热效果好，由此可满足大功率电源模块的散热要求；散热翅片通过热管与底板连接，整体结构简单，空间结构紧凑合理。热管可以是“U”形、“S”形等，作为优选，所述热管呈“L”形，对应“L”形的热管的横向边水平嵌装在底板的背侧面，对应“L”形的热管的纵向边向外顶接固定在散热风道内壁面上。“L”形热管便于加工及安装。作为更优选，在所述散热风道内至少设有两排热管，且相邻的两排热管上的横向边相对并交叉均布在底板的背侧面上，所述热管上的纵向边平行穿过散热翅片。两排热管交叉分布，可使底板上的热量均勻的传至热管后带走，防止底板局部过热导致的电源模块过热，确保电源模块性能得以稳定发挥。作为优选，对应于穿插在散热翅片内的热管与水平面的夹角为5°至15°。散热翅片侧的热管高于底板侧的热管，一是便于热管内的冷却水蒸汽在散热翅片处冷凝后及时回流至底板侧，确保底板侧的热管内始终存有一定量的热量载体，提高了传热效率；二是便于热管内的冷却水沸腾时蒸汽迅速上行至散热翅片，提高了传热速度。作为优选，所述热管水平嵌入底板背侧面的深度占热管直径的1/3至2/3。热管嵌入底板深度不足时，传热面积小，效果低，散热效果差；热管嵌入底板深度过深，甚至水平段全部埋藏在底板内时，热管埋藏段温升高，使底板热量不易于及时扩散。作为优选，在所述电源模块与底板间设有导热层，所述导热层为导热硅脂。导热层使热模块与底板充分接触，消除接触的空气间隙，增加热流通道，减少热阻，降低电源模块的温度，提高可靠性和使用寿命。 作为优选，所述散热风道的横截面呈方形，对应散热风道的一个侧壁为底板，对应散热风道的其它三个侧壁由金属壳板围合而成。散热风道是为了集中风机的风力对散热翅片实施强制风冷，方形散热风道便于布设散热翅片，三面由金属壳板围合而成，利于通过金属壳板向外扩散热量。作为优选，所述热管为两端封闭的铜管，在所述热管的腔体内注有80%至90%的常温水，热管腔体内的压力为1. 3110-1! 至1. 3xl0_4!^。热管内的水容量过大时升温会涨破热管，容量过少不足时传热效率低，处于负压状态时可降低热管内冷却水的沸点，提高传热效率和速度。作为优选，所述风机为轴流风机。轴流风机结构简单，稳固可靠、噪声小、功能选择范围广。作为优选，所述散热风道的两侧端口上分别罩设有防护板，在所述防护板上开有若干个通风孔。防护板可防止异物进入散热风道，提高装置的安全可靠性。因此，本实用新型的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统具有下述优点通过在散热翅片插接若干段热管，热管延伸至底板后水平嵌装在底板的背侧，工作时电源模块将热量传递至底板，再经底板传至热管，热管内的低沸点冷却水升温沸腾，冷却水蒸汽将热量迅速传递至热管外侧的散热翅片上，又通过风机产生的气流不断的将散热翅片的热量带走，即实施强制风冷，冷却速度快，散热效果好，由此可满足大功率电源模块的散热要求， 实验数据显示，在温升相同的情况下，使用本实用新型结构中的电源模块功率比传统结构中的电源模块功率大近一倍，也就是说在电源模块相同的情况下，本实用新型结构的温升仅为传统结构的一半左右。
[0017]图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的局部结构示意图；图3是图2所示的仰视图；图4是图2所示在使用状态下的结构示意图；图5是伺服驱动器的爆炸图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 如图5所示，本实用新型的一种用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，它安装在伺服驱动器的壳体内，包括一块由钢板制成的方形的底板2，在底板2的表面通过螺钉并列固定了三块电源模块1，如图2所示，在电源模块1与底板2间均涂有一层导热硅脂材料的导热层7，如图1所示，在与电源模块1相对的底板2背侧由一块金属壳板31围合成一个横截面呈方形的散热风道3，对应散热风道3的一个侧壁为底板2，其它三个侧壁为金属壳板31，在散热风道3的一侧端口处安装有三个风机4，风机4均为轴流风机，三个风机 4与三个电源模块1 一一对应，在散热风道3的两侧端口上分别安装有钢质的防护板8，在防护板8上开有若干个方形的通风孔81。在散热风道3内顺沿轴线方向设有与电源模块 1对应的三组散热翅片5，如图3所示，在散热翅片5上穿插固定着两排“L”形的热管6，热管6为两端封闭的铜管，在热管6的腔体内注有85%的常温水，且热管6腔体内的压力为 1. 3xlO_3Pa，两排热管6上的横向边相对并交叉水平嵌装在底板2的背侧面上，且热管6的横向边焊接在底板2上，同时排热管6与底板2表面的电源模块1相对应并保持均布，其中热管6的横向边水平嵌入底板2背侧面的深度为热管6直径的1/2，纵向边平行穿过散热翅片5向外顶接在散热风道3内壁面上，热管6与散热翅片5间通过焊接相连，如图4所示， 其中对应于穿插在散热翅片5内的热管6纵向边与水平面的夹角为10°。使用时，电源模块1升温后将热量传递至底板2，再经底板2传至热管6，由于“L” 形的热管6的横向边水平嵌装在底板2内，积聚在热管2内的冷却水升温沸腾，沸腾的冷却水蒸汽将热量迅速传递至热管2外侧的散热翅片5上，此时散热风道3内的风机产生的气流又不断的将散热翅片5上的热量带走，即对散热翅片5实施强制风冷，散热翅片5温度下降，热管6内的冷却水蒸汽冷凝后沿热管6的纵向边回流至横向边侧重复吸热，系统冷却速度快，散热效果好，由此可满足大功率电源模块的散热要求，整体结构简单，空间结构紧凑合理。实施例2 在散热翅片5上穿插固定着一排热管6，热管6呈“U”形，“U”形的热管6底部水平嵌装在底板2的背侧面上，两侧管路同时插接在散热翅片5上，其余部分与实施例1相同。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型的构思作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求1.一种用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，包括表面固定有电源模块(1)的底板(2)，在与电源模块(1)相对的底板(2)背侧设有散热风道(3)，在散热风道(3)的一侧端口处设有风机(4)，其特征在于在所述散热风道(3)内顺沿轴线方向设有若干组散热翅片 (5)，在所述散热翅片(5)上穿插固定有若干段热管(6)，所述热管(6)延伸至底板(2)并平行嵌装在底板(2)的背侧。
2.根据权利要求1所述的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，其特征在于所述热管(6)呈“L”形，对应“L”形的热管(6)的横向边水平嵌装在底板(2)的背侧面，对应 “L”形的热管(6)的纵向边向外顶接固定在散热风道(3)内壁面上。
3.根据权利要求2所述的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，其特征在于在所述散热风道(3 )内至少设有两排热管(6 )，且相邻的两排热管(6 )上的横向边相对并交叉均布在底板(2)的背侧面上，所述热管(6)上的纵向边平行穿过散热翅片(5)。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，其特征在于对应于穿插在散热翅片(5)内的热管(6)与水平面的夹角为5°至15°。
5.根据权利要求1或2或3所述的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，其特征在于所述热管(6)水平嵌入底板(2)背侧面的深度占热管(6)直径的1/3至2/3。
6.根据权利要求1或2或3所述的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，其特征在于在所述电源模块(1)与底板(2)间设有导热层(7)，所述导热层(7)为导热硅脂。
7.根据权利要求1或2或3所述的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，其特征在于所述散热风道(3)的横截面呈方形，对应散热风道(3)的一个侧壁为底板(2)，对应散热风道(3)的其它三个侧壁由金属壳板(31)围合而成。
8.根据权利要求1或2或3所述的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，其特征在于所述热管(6)为两端封闭的铜管，在所述热管(6)的腔体内注有80%至90%的常温水， 热管(6)腔体内的压力为1. SxlO-1Pa至1. 3X10_4Pa。
9.根据权利要求1或2或3所述的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，其特征在于所述风机(4)为轴流风机。
10.根据权利要求1或2或3所述的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，其特征在于所述散热风道(3)的两侧端口上分别罩设有防护板(8)，在所述防护板(8)上开有若干个通风孔(81)。
专利摘要本实用新型公开了一种散热系统，提供了一种结构简单，占用空间小，散热效果好的用于伺服驱动器的强制风冷热管散热系统，解决了现有技术中存在的散热系统结构复杂、占用空间大、散热效果差，无法满足大功率电源模块的散热要求等的技术问题，它包括表面固定有电源模块的底板，在与电源模块相对的底板背侧设有散热风道，在散热风道的一侧端口处设有风机，在所述散热风道内顺沿轴线方向设有若干组散热翅片，在所述散热翅片上穿插固定有若干段热管，所述热管延伸至底板并平行嵌装在底板的背侧。
文档编号H05K7/20GK202262193SQ20112033090
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者何根旺, 吴允锋, 杜军辉, 邱莲莲 申请人:宁波菲仕电机技术有限公司