一种扰流式液冷散热装置的制作方法

本实用新型涉及散热器技术领域，具体涉及一种扰流式液冷散热装置。

背景技术：

现代电力电子设备对可靠性要求、性能指标、功率密度等要求进一步提高，电力电子设备的热设计也越来越重要。igbt元件是轨道交通、新能源电力电子设备中的关键器件，其工作状态的好坏直接影响整机可靠性、安全性以及使用寿命，igbt元件的散热是至关重要的。

当前igbt元器件在工作时会产生导通以及开关损耗，因此需要安装冷却设备进行散热，以降低功率器件的结温，确保igbt元器件在允许温度下正常、可靠运行。目前igbt器件的冷却方式主要有风冷、液冷和热管等，随着器件性能要求和功率密度的进一步提高，对散热要求也越来越严苛。从可靠性考虑，一般选用散热效率高的液冷散热器对功率器件进行冷却，由于小流量大功耗成为一种趋势，而常规的直槽道结构难以实现高功率密度冷却要求，需要采用强化散热技术。

传统的液冷散热器是通过在液冷基板上开直槽，再将液冷盖板与基板在中间夹一层钎料片通过真空钎焊焊接在一起，在盖板面安装电子器件，采用的盖板多为薄壁板结构以降低散热器传导热阻要求，可见现有液冷板流道简单，水在单层同一平面上冷却，散热性能低安全性风险高，现有技术液冷系统无法适应现有电力电子设备中igbt半导体元件功率增加发热的问题。

为此，我们提出了一种扰流式液冷散热装置。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种扰流式液冷散热装置，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，旨在解决轨道交通、新能源、电网、电力电子设备中，现有技术液冷系统无法适应现有电力电子设备中igbt半导体元件功率增加发热的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种扰流式液冷散热装置，包括自上而下依次设置的盖板、上钎焊板、下钎焊板和基板，所述盖板通过上钎焊板和下钎焊板与基板焊接成一体，且盖板与基板之间形成有密闭的液冷空间，所述盖板的下端设有由若干个多边形翅片错位均匀排列组成的扰流网；

所述基板贴合在扰流网上，并与所述扰流网形成若干个扰流液冷通道，所述基板内部设有导流水槽，盖板面设有上入液口和上出液口，且上入液口和上出液口的外表面对应位置分别设有入口水嘴和出口水嘴。

进一步的，所述基板的上端沿着液冷空间的内腔边缘开设有呈c形的导流水槽。

进一步的，所述盖板的上表面设有多个呈矩阵排列的半导体安装面。

进一步的，相邻的所述多边形翅片之间的间隙形成有网眼槽，且多边形翅片与网眼槽相互交叉且彼此连通，形成有x形交叉的液体流动路线。

进一步的，所述上钎焊板和下钎焊板呈匹配相互套合的结构，且上钎焊板的侧壁上对称开设有分别与上入液口和上出液口相贯通的第一液冷通道和第二液冷通道。

进一步的，所述多边形翅片为平行四边形、方形、菱形结构中的任意一种。

(三)有益效果

本实用新型实施例提供了一种扰流式液冷散热装置，具备以下有益效果：

1、通过创新设计，多边形翅片扰流水流通道，可以有效增强散热面积，降低散热能耗，大幅提升大功率电子元器件的散热效率及散热性能。

2、多边形翅片与网眼槽相互交叉彼此连通，使冷却液流过多边形翅片时沿x交叉型路线流动，形成若干个扰流水流通道，高效的扰流效应，降低散热能耗，大幅提升大功率电子元器件的散热效率及散热性能。

3、盖板内部多边形翅片流道为平行四边形、方形、菱形结构中的任意一种，不限于一种形状结构，实用新型创新度高，加工容易实现。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种扰流式液冷散热装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本实用新型整体组装示意图；

图2为本实用新型结构分解示意图；

图3为本实用新型中盖板示意图；

图4为本实用新型中多边形翅片和网眼槽的组合结构放大示意图。

图中：盖板001、半导体安装面002、上钎焊板003、下钎焊板004、基板005、入口水嘴006、水流通道入口007、出口水嘴008、水流通道出口009、水流通道入口010、水流通道出口011、导流水槽012、网眼槽013。

具体实施方式

下面结合附图1-4和实施例对本实用新型进一步说明：

如图1、图2、图3所示一种扰流式液冷散热装置，该装置包括：自上而下依次设置的盖板001、上钎焊板003、下钎焊板004和基板005，所述盖板001通过上钎焊板003和下钎焊板004与基板005焊接成一体，且盖板001与基板005之间形成有密闭的液冷空间，所述盖板001的下端设有由若干个多边形翅片015错位均匀排列组成的扰流网；

所述基板005贴合在扰流网上，并与所述扰流网形成若干个扰流液冷通道，所述基板005内部设有导流水槽012，盖板001面设有上入液口007和上出液口009，且上入液口007和上出液口009的外表面对应位置分别设有入口水嘴006和出口水嘴008。

本实施例中，如图2所示，所述基板005的上端沿着液冷空间的内腔边缘开设有呈c形的导流水槽012，有效的配合上入液口007和上出液口009形成贯通的液冷通道。

本实施例中，冷却液从入口水嘴006进入上入液口007经过基板005上的导流水槽012再经过若干个多边形翅片015错位均匀排列组成的扰流网，形成若干个扰流液冷通道，然后从上出液口009上的出口水嘴008流出，有效增强散热面积及扰流效应，大幅提高散热性能。

本实施例中，如图1和2所示，所述盖板001的上表面设有多个呈矩阵排列的半导体安装面002，用于安装igbt半导体元件，保证igbt半导体元件的散热。

本实施例中，如图4所示，相邻的所述多边形翅片015之间的间隙形成有网眼槽013，且多边形翅片015与网眼槽013相互交叉且彼此连通，形成有x形交叉的液体流动路线，使冷却液流过多边形翅片015时沿x交叉型路线流动，形成若干个扰流水流通道，保证冷却效果。

本实施例中，如图2所示，所述上钎焊板003和下钎焊板004呈匹配相互套合的结构，且上钎焊板003的侧壁上对称开设有分别与上入液口007和上出液口009相贯通的第一液冷通道010和第二液冷通道011，有效的保证液冷通道的贯通和循环，便于冷却液体带走igbt半导体元件工作时的温度。

本实施例中，如图4所示，所述多边形翅片015为平行四边形、方形、菱形结构中的任意一种，不限于一种形状结构，实用新型创新度高，加工容易实现。

本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种扰流式液冷散热装置，包括自上而下依次设置的盖板、上钎焊板、下钎焊板和基板，其特征在于，所述盖板通过上钎焊板和下钎焊板与基板焊接成一体，且盖板与基板之间形成有密闭的液冷空间，所述盖板的下端设有由若干个多边形翅片错位均匀排列组成的扰流网；

所述基板贴合在扰流网上，并与所述扰流网形成若干个扰流液冷通道，所述基板内部设有导流水槽，盖板面设有上入液口和上出液口，且上入液口和上出液口的外表面对应位置分别设有入口水嘴和出口水嘴。

2.如权利要求1所述的一种扰流式液冷散热装置，其特征在于：所述基板的上端沿着液冷空间的内腔边缘开设有呈c形的导流水槽。

3.如权利要求1所述的一种扰流式液冷散热装置，其特征在于：所述盖板的上表面设有多个呈矩阵排列的半导体安装面。

4.如权利要求1所述的一种扰流式液冷散热装置，其特征在于：相邻的所述多边形翅片之间的间隙形成有网眼槽，且多边形翅片与网眼槽相互交叉且彼此连通，形成有x形交叉的液体流动路线。

5.如权利要求1所述的一种扰流式液冷散热装置，其特征在于：所述上钎焊板和下钎焊板呈匹配相互套合的结构，且上钎焊板的侧壁上对称开设有分别与上入液口和上出液口相贯通的第一液冷通道和第二液冷通道。

6.如权利要求1所述的一种扰流式液冷散热装置，其特征在于：所述多边形翅片为平行四边形、方形、菱形结构中的任意一种。

技术总结
本实用新型涉及散热器技术领域，提供一种扰流式液冷散热装置，旨在解决轨道交通、新能源、电网、电力电子设备中，现有技术液冷系统无法适应现有电力电子设备中IGBT半导体元件功率增加发热的问题，包括自上而下依次设置的盖板、上钎焊板、下钎焊板和基板，所述盖板通过上钎焊板和下钎焊板与基板焊接成一体，且盖板与基板之间形成有密闭的液冷空间，所述盖板001的下端设有由若干个多边形翅片错位均匀排列组成的扰流网。本实用新型尤其适用于现有电力电子设备中IGBT半导体元件的液冷散热，具有较高的社会使用价值和应用前景。

技术研发人员：喻望春;夏波涛;陈久义
受保护的技术使用者：安徽祥博传热科技有限公司
技术研发日：2019.09.16
技术公布日：2020.04.14