热管散热装置的制作方法

本实用新型涉及散热技术领域，具体涉及一种热管散热装置。

背景技术：

随着大功率电气设备的集成化和简约化，功率模块作为核心部件，其性能直接影响电气设备的总体性能。功率模块主要包括绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor,igbt)，这意味着在工作过程中，长时间的功率损耗会导致系统持续不断的发热，由于器件的精密性与温度敏感性，温度过高将会降低电气设备的可靠性和使用寿命，甚至损坏igbt。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种热管散热装置，该热管散热装置结构紧凑、导热迅速。

本实用新型提出了一种热管散热装置，该热管散热装置与发热元件连接，其包括：通风机，具有进风口和出风口；散热片组件，包括第一散热片组和与第一散热片组插接连接的第二散热片组，第一散热片组的散热片沿第二方向间隔设置，第二散热片组的散热片沿第三方向间隔设置，以共同形成沿第一方向延伸的散热通道，散热通道与通风机的出风口连通，第一方向、第二方向与第三方向相交设置；热管组件，设置于散热片组件的周侧；其中，发热元件产生的热量通过热管组件传递至散热片组件，并通过通风机扩散出去。

根据本实用新型的一个方面，第一散热片组的散热片上设置有沿第三方向间隔设置的多个插接槽，第二散热片组的散热片插入插接槽。

根据本实用新型的一个方面，第一散热片组和第二散热片组的散热片的形状为翅片、排形针状和插齿状中的任一者。

根据本实用新型的一个方面，热管散热装置还包括沿第一方向包覆于散热片组件外周侧的基板组件，热管组件嵌入基板组件的外表面。

根据本实用新型的一个方面，基板组件包括第一基板和与第一基板呈第一预定角度连接的第二基板，第一基板沿第三方向覆盖第一散热片组和第二散热片组，发热元件设置于第一基板上，第二基板沿第二方向覆盖第二散热片组。

根据本实用新型的一个方面，第一基板上设置有由其外表面向内凹陷的多个第一凹槽，热管组件包括多个第一热管，第一热管嵌入第一凹槽内。

根据本实用新型的一个方面，第二基板上设置有由其外表面向内凹陷的多个第二凹槽，热管组件包括多个第二热管，第二热管嵌入第二凹槽内。

根据本实用新型的一个方面，第二凹槽的延伸方向与第一方向呈第二预定角度设置，第二预定角度的取值范围为60°～120°。

根据本实用新型的一个方面，第一基板上还设置有与多个第二凹槽对应的多个第三凹槽，第三凹槽由第一基板的外表面和侧表面向内凹陷形成，热管组件包括多个第三热管，第三热管嵌入第三凹槽和第二凹槽内。

根据本实用新型的一个方面，热管散热装置还包括底板和外壳，外壳至少沿第一方向设置有开口，外壳盖合于底板以形成容纳腔，容纳腔能够容纳散热片组件、热管组件和基板组件。

本实用新型提供的一种热管散热装置，其散热片组件包括相互插接的第一散热片组和第二散热片组，且散热片组件的周侧设置有热管组件，结构紧凑、导热迅速，极大地提高了发热元件的散热效果。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1是本实用新型实施例提供的一种热管散热装置的结构示意图；

图2是图1所示的热管散热装置的分解结构示意图；

图3是图1所示的热管散热装置中的散热片组件的结构示意图；

图4是图3所示的散热片组件的侧视结构示意图；

图5是图3所示的散热片组件中的第一散热片组与第一基板的组装效果示意图；

图6是图3所示的散热片组件中的一种第二散热片组与第二基板的组装效果示意图；

图7是图3所示的散热片组件中的另一种第二散热片组与第二基板的组装效果示意图。

其中：

h-发热元件；x-第一方向；y-第二方向；z-第三方向；

1-通风机；11-进风口；12-出风口；

2-散热片组件；21-第一散热片组；211-插接槽；22-第二散热片组；

3-热管组件；31-第一热管；32-第二热管；33-第三热管；4-基板组件；41-第一基板；411-第一凹槽；412-第三凹槽；42-第二基板；421-第二凹槽；5-底板；6-外壳；61-开口；62-紧固件；7-启动电容；

2-拼接构件；21-弧形侧壁。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸式连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图7对本实用新型实施例提供的一种热管散热装置进行详细描述。

请一并参阅图1至图3，本实用新型实施例提供了一种热管散热装置，其与发热元件h连接，该热管散热装置包括：通风机1、散热片组件2和热管组件3。该发热元件h例如可以为大功率的igbt模块。

通风机1具有进风口11和出风口12，可选地，通风机1为离心式风机，其包括驱动电机和风机叶片，风机叶片在驱动电机的驱动下转动。

散热片组件2包括第一散热片组21和与第一散热片组21插接连接的第二散热片组22，第一散热片组21的散热片沿第二方向y间隔设置，第二散热片组22的散热片沿第三方向z间隔设置，以共同形成沿第一方向x延伸的散热通道，散热通道与通风机1的出风口12连通，第一方向x、第二方向y与第三方向z相交设置。可选地，第一方向x、第二方向y与第三方向z相互垂直设置，以便于加工第一散热片组21和第二散热片组22。

在一些实施例中，散热片组件2包括一个第一散热片组21和对称设置的一对第二散热片组22，一对第二散热片组22位于第一散热片组21沿第二方向y的两侧，其中第二散热片组22的体积小于或者等于第一散热片组21的体积的一半，以尽可能减小热管散热装置的整体尺寸。

由于第一散热片组21和第二散热片组22的散热片相交设置，二者相互插接后可以共同形成更多的沿第一方向x延伸的散热通道，导热迅速，极大地提高了发热元件h的散热效果；另外，二者相互插接，结构较紧凑，散热均匀。

可选地，散热通道与通风机1的出风口12平行设置，以将从通风机1引入的外界冷却空气尽可能多地与散热片组件2进行热交换。另外，通风机1的转速及风量可以根据散热片组件2的散热需求进行计算。

热管组件3设置于散热片组件2的周侧，其中，发热元件h产生的热量通过热管组件3传递至散热片组件2，并通过通风机1扩散出去，以确保局部温度不会显著升高，从而完成整个散热过程。

热管组件3包括蒸发段、冷凝段以及在蒸发段和冷凝段之间进行相变的换热工质，该换热工质例如可以为甲醇、液态氨、液态二氟一氯甲烷。由于蒸发段和冷凝段内部抽真空，换热工质极易蒸发与沸腾，从而蒸发器内的液态换热工质吸收发热元件h产生的热量后以蒸发与沸腾的形式转变为蒸汽，蒸汽在压差作用下移动至冷凝段一侧，在冷凝段内蒸汽将重新变回换热工质，并通过毛细管或者重力的作用流回到蒸发段，以此循环，从而起到迅速传导热量的作用。

本实用新型提供的一种热管散热装置，其散热片组件2包括相互插接的第一散热片组21和第二散热片组22，且散热片组件2的周侧设置有热管组件3，结构紧凑、导热迅速，极大地提高了发热元件h的散热效果。

下面结合附图进一步详细描述本实用新型提供的热管散热装置的具体结构。

请一并参阅图3至图6，本实用新型实施例以散热片组件2包括一个第一散热片组21和一对第二散热片组22为例进行说明。

第一散热片组21的散热片上设置有沿第三方向z间隔设置的多个插接槽211，第二散热片组22的散热片插入插接槽211，实现相互插接连接。

第一散热片组21和第二散热片组22的散热片形状可以为例如但不限于翅片、排形针状和插齿状等。可选地，散热片的材质为铝合金，以减轻热管散热装置的整体重量。

进一步地，本实用新型提供的热管散热装置还包括沿第一方向x包覆于散热片组件2外周侧的基板组件4，热管组件3嵌入基板组件4的外表面。

具体来说，如图4所示，基板组件4包括第一基板41和与第一基板41呈第一预定角度连接的第二基板42，第一基板41沿第三方向z覆盖第一散热片组21和第二散热片组22，发热元件h设置于第一基板41上，第二基板42沿第二方向y覆盖第二散热片组22。该第一预定角度例如可以为90°，以便于加工基板组件4。第一基板41与第二基板42通过紧固件62相互连接。

可选地，发热元件h与第一基板41之间涂覆有散热硅脂，以减小二者之间的接触热阻，提高导热效率。

如图2、图3、图5和图6所示，第一基板41上设置有由其外表面向内凹陷的多个第一凹槽411，热管组件3包括多个第一热管31，第一热管31嵌入第一凹槽411内。可选地，第一热管31为细长的扁平管，多个第一凹槽411相互平行设置，多个第一热管31分别嵌入第一凹槽411。可选地，第一热管31可以通过焊接、胶接、螺钉紧固等方式嵌入第一凹槽411内。

如图3所示，第一基板41设置有6个平行设置的第一凹槽411，能够容纳6个第一热管31。发热元件h产生的热量通过多个第一热管31沿第三方向z均匀地传递至散热片组件2，并通过通风机1的出风口12将外界冷却空气引入至散热通道中进行热交换。

第二基板42上设置有由其外表面向内凹陷的多个第二凹槽421，热管组件3包括多个第二热管32，第二热管32嵌入第二凹槽421内。可选地，可选地，第二热管32为细长的扁平管，多个第二凹槽421相互平行设置，多个第二热管32分别嵌入第二凹槽421。可选地，第二热管32可以通过焊接、胶接、螺钉紧固等方式嵌入第二凹槽421内。

如图3所示，第二基板42设置有6个平行设置的第二凹槽421，能够容纳6个第二热管32。发热元件h产生的热量还可以通过多个第二热管32沿第二方向y均匀地传递至散热片组件2，并通过通风机1的出风口12将外界冷却空气引入至散热通道中进行热交换。

在一些实施例中，第一基板41上还设置有与多个第二凹槽421对应的多个第三凹槽412，第三凹槽412由第一基板41的外表面和侧表面向内凹陷形成，热管组件3包括多个第三热管33，第三热管33嵌入第三凹槽412和第二凹槽421内。可选地，第三热管33呈“l型”扁平管，其一部分嵌入第三凹槽412，另一部分嵌入第二凹槽421。

由于多个第一热管31和多个第三热管33的一部分布满整个第一基板41，提高了第一散热片组21的散热效率，进而提高了热管散热装置的散热效率。

另外，为了进一步提高热管散热装置的散热效率，第二基板42的整个面积上应尽可能布置较多的第二热管32或者第三热管33。可选地，第二凹槽421的延伸方向与第一方向x呈第二预定角度设置，第二预定角度的取值范围为60°～120°。

在一些实施例中，如图3所示，多个第二凹槽421的延伸方向与第一方向x之间的第二预定角度为90°，以便于加工第二基板42，降低制造成本。

在一些实施例中，如图7所示，一部分第二凹槽421的延伸方向与第一方向x之间的第二预定角度为60°或者120°倾斜设置，另一部分第二凹槽421的延伸方向与第一方向x之间的第二预定角度为90°，以提高第二热管32或者第三热管33在第二基板42上的占用面积，提高了第二散热片组22的散热效率，进而提高了热管散热装置的散热效率。

由此，热管组件3的多个第一热管31通过第一基板41覆盖于散热片组件2的顶部，多个第二热管32通过第二基板42覆盖于散热片组件2的平行于散热通道方向的侧部，从而可以将与第一基板41顶部的发热元件h产生的热量分别沿第二方向y和第三方向z快速、均匀地传递至整个散热片组件2的散热通道中，并通过通风机1的出风口12进行散热。

再次参阅图2，本实用新型提供的热管散热装置还包括底板5和外壳6，外壳6至少沿第一方向x设置有开口61，外壳6盖合于底板5以形成容纳腔，容纳腔能够容纳散热片组件2、热管组件3和基板组件4。

底板5采用敷铝锌板加工而成，以将整套热管散热装置安装于电控柜中，底板5上预留出足够的空间安装其它电气设备。外壳6采用敷铝锌板加工而成，以固定热管组件3，同时限定流体的流动区域，通过紧固件固定于底板5上。

另外，本实用新型提供的热管散热装置还包括与通风机1电连接的启动电容7，启动电容7设置于底板5上且位于容纳腔外。启动电容7用来启动驱动电机的交流电解电容器或聚丙烯、聚酯电容器，进而启动通风机1。

由此，本实用新型提供的热管散热装置，可以有效地将发热元件h产生的热量传递至第一基板41和第二基板42上，进而通过多个第一热管31和多个第二热管32扩散到第一散热片组21和第二散热片组22，并经由通风机1将热量带走，解决了大功率发热元件h的散热问题，结构紧凑、导热迅速、热量分布均匀，适合用于例如大功率igbt模块的散热。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。