局部强化传热高性能水冷板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种局部强化传热高性能水冷板，其特征在于：包括槽板(1)、平板(3)和位于中间的钎焊复合板(2)，所述槽板(1)的一面设有多个槽道(9)，该面设有流道(11)，所述流道(11)内设有安装翅片的翅片安装槽(10)，所述流道(11)内还设有导流柱(8)，所述槽板(1)设有所述多个槽道(9)的一面与所述平板(3)的下端面通过所述钎焊复合板(2)钎焊连接。本实用新型根据不同功率元件的性能需求，灵活合理的配置水冷板结构布局，从而对功率元件进行有效的散热，保证功率元件的安全工作。
【专利说明】局部强化传热高性能水冷板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水冷板，具体地说是一种局部强化传热高性能水冷板。
【背景技术】
[0002]水冷板的工作方式:将水冷板的安装表面涂一层导热硅脂，通过螺栓把功率模块紧固在水冷板的安装面上；冷却介质从水冷板的进口流向水冷板的出口，把功率模块传递给水冷板的热量传递给外界环境，冷却介质可以是去离子水、乙二醇或乙二醇和水的混和溶液，甲醇等，依据应用的领域不同选择不同的冷却介质。
[0003]存在问题:随着电子元器件的高功率、高集成的飞速发展，其工作时耗散的热量越来越大，不同功率元件的热流密度分布不均匀，对散热器的要求越来越苛刻，由其对于水冷板的要求更是如此，为了保证每个功率元件的都在正常工作温度范围内，需要根据功率元件的热流密度的分布来设计具有局部强化换热可控冷却介质温度的高性能水冷板。
实用新型内容
[0004]根据上述提出的不同功率元件的热流密度分布不均匀技术问题，而提供一种局部强化传热高性能水冷板。
[0005]本实用新型采用的技术手段如下:
[0006]一种局部强化传热高性能水冷板，其特征在于:包括槽板、平板和位于中间的钎焊复合板，所述槽板的一面设有多个槽道，该面设有流道，所述流道内设有安装翅片的翅片安装槽，所述翅片安装槽的位置根据功率元件的热流密度的分布来设计，所述流道内还设有导流柱，所述槽板设有所述多个槽道的一面与所述平板的下端面通过所述钎焊复合板钎焊连接。
[0007]进一步地，所述多个槽道之间相互平行，并沿所述槽板的长度方向排列。所述流道内除了所述翅片安装槽和所述导流柱外的其他位置还保留所述槽道的结构。进一步地，所述导流柱位于所述多个翅片之间，当所述流道存在弯折时，在所述流道的弯折处也设有导流柱，所述流道的弯折处的所述槽道通过铣刀洗掉。
[0008]进一步地，所述水冷板上设有连通所述流道的一端的进出口一和连通所述流道的另一端的进出口二，所述进出口一和所述进出口二上分别设有连接冷却液管路的接头，所述进出口一和所述进出口二还用于钎焊时的放气。
[0009]进一步地，所述进出口一位于所述平板上，所述进出口二位于所述槽板上。
[0010]进一步地，所述进出口一和所述进出口二分别位于所述平板上。
[0011]进一步地，所述接头与所述进出口一采用螺纹连接或焊接；所述接头与所述进出口二采用螺纹连接或焊接。
[0012]进一步地，所述水冷板上设有功率元件安装区。
[0013]进一步地，所述翅片为平直型翅片，锯齿型翅片，波纹型翅片，多孔型翅片，百叶窗型翅片和梯形交错型翅片中的一种或多种。[0014]与现有技术相比，本实用新型优点在于:在大功率热流密度功率元件安装位置下方布置起到增强换热作用的翅片，然后在各功率元件的间隙不需布置翅片，或者仅加工一些起到增加强度作用和导流作用的导流柱，这样可以控制进入下一个功率元件的安装位置处冷却液的温度，达到根据不同的性能需求，灵活合理的配置水冷板结构布局。
[0015]基于上述理由本实用新型可以应用在变电、风电、电力机车及动车等领域，为其设备中高热流密度功率元件进行有效的散热，保证功率元件的安全工作，对于结构要求紧凑，功率元件安装密集且热流密度分布不均时此型水冷板优势更明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0017]图1是本实用新型的水冷板的立体结构示意图。
[0018]图2是本实用新型的水冷板结构示意图。
[0019]图3是本实用新型的锯齿形翅片结构示意图。
[0020]图4是本实用新型的平直型翅片结构示意图。
[0021]图5是本实用新型的多孔型翅片结构示意图。
[0022]图6是本实用新型的波纹型翅片结构示意图。
[0023]图7是本实用新型的梯形交错型翅片结构示意图。
[0024]图8是本实用新型的百叶窗型翅片结构示意图。
[0025]图9是图8中A-A向示意图。
[0026]图10是本实用新型的平板结构示意图。
[0027]其中，1、槽板2、钎焊复合板3、平板4、功率元件安装区5、接头6、进出口一 7、进出口二 8、导流柱9、槽道10、翅片安装槽11、流道。
【具体实施方式】
[0028]首先找出热流密度大的功率元件安装位置，一般认为热流密度超过90000W/m2为高热流密度，判断热流密度大小只是相对的比较，无固定判定值，正常布置功率元件时，会把大热流密度的元件布置在接近水冷板的进口处，低热流密度的功率元件布置在水冷板的出口处，在大功率热流密度功率元件安装位置下方布置起到增强换热作用的翅片，然后在各功率元件的间隙不需布置翅片，或者仅加工一些起到增加强度作用和导流作用的肋片，这样可以控制进入下一个功率元件的安装位置处冷却液的温度，达到根据不同的性能需求，灵活合理的配置冷板结构布局。
[0029]根据功率元件的热流密度分布，采用如下散热结构:
[0030]如图1，图2和图10所示，局部强化传热高性能水冷板，包括槽板1、钎焊复合板2、平板3、功率元件安装区4和多个翅片，所述槽板内沿所述槽板长度方向上设有相互平行的槽道9，所述槽板I的设有槽道9的一面上设有流道11，所述流道11为U型流道，所述U型流道沿所述槽板长度方向设置，所述U型流道内设有安装所述翅片的翅片安装槽10，所述翅片安装槽10的数量与所述翅片的数量相一致，所述翅片安装槽10的位置根据功率元件的热流密度的分布来设计，并位于高热流密度的功率元件安装区4的下方，位于所述翅片安装槽10的位置上的槽道10通过铣刀铣掉，所述U型流道的弯折处还设有导流柱(8)，所述导流柱8与所述槽板钎焊连接，所述U型流道的弯折处的所述槽道9通过铣刀洗掉。而对于低热流密度的功率元件，其功率元件安装区4的下方仍保留原槽道结构，所述U型流道内除了所述翅片安装槽10和所述导流柱8外的其他位置还保留所述槽板的所述槽道9的结构，所述槽板I的设有所述槽道9的一面与所述平板3的下端面通过所述钎焊复合板2钎焊连接。
[0031]所述水冷板上设有连通所述U型流道的一端的进出口一 6和连通所述U型流道的另一端的进出口二 7，所述进出口一 6和所述进出口二 7上分别通过螺纹连接的连接冷却液管路的接头5，所述进出口一 6和所述进出口二 7还用于钎焊时的放气。所述进出口一 6位于所述平板3上，所述进出口二 7位于所述槽板I上，所述进出口一 6为冷却液输入口，所述进出口二 7为冷却液输出口。
[0032]如图3—图9所示，可供选择的所述翅片的类型包括:平直型翅片，锯齿型翅片，波纹型翅片，多孔型翅片，百叶窗型翅片和梯形交错型翅片。
[0033]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种局部强化传热高性能水冷板，其特征在于:包括槽板(I)、平板(3)和位于中间的钎焊复合板(2)，所述槽板(I)的一面设有多个槽道(9)，该面设有流道(11)，所述流道(11)内设有安装翅片的翅片安装槽(10)，所述流道(11)内还设有导流柱(8)，所述槽板(I)设有所述多个槽道(9)的一面与所述平板(3)的下端面通过所述钎焊复合板(2)钎焊连接。
2.根据权利要求1所述的局部强化传热高性能水冷板，其特征在于:所述多个槽道(9)之间相互平行，并沿所述槽板的长度方向排列。
3.根据权利要求1所述的局部强化传热高性能水冷板，其特征在于:所述导流柱(8)位于所述多个翅片之间。
4.根据权利要求1所述的局部强化传热高性能水冷板，其特征在于:所述水冷板上设有连通所述流道(11)的一端的进出口一(6)和连通所述流道(11)的另一端的进出口二(7)，所述进出口一(6)和所述进出口二(7)上分别设有连接冷却液管路的接头(5)。
5.根据权利要求4所述的局部强化传热高性能水冷板，其特征在于:所述进出口一(6)位于所述平板(3)上，所述进出口二(7)位于所述槽板(I)上。
6.根据权利要求4所述的局部强化传热高性能水冷板，其特征在于:所述进出口一(6)和所述进出口二(7)分别位于所述平板(3)上。
7.根据权利要求4至6中任一权利要求所述的局部强化传热高性能水冷板，其特征在于:所述接头(5)与所述进出口一(6)采用螺纹连接或焊接；所述接头(5)与所述进出口二(7)采用螺纹连接或焊接。
8.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的局部强化传热高性能水冷板，其特征在于:所述水冷板上设有功率元件安装区(4)。
9.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的局部强化传热高性能水冷板，其特征在于:所述翅片为平直型翅片，锯齿型翅片，波纹型翅片，多孔型翅片，百叶窗型翅片和梯形交错型翅片中的一种或多种。
【文档编号】H05K7/20GK203827683SQ201420265824
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】杨志刚, 孙丽, 谭晓东 申请人:大连交通大学