散热片、控制器、空调器的制作方法

本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种散热片、控制器、空调器。

背景技术：

散热片在散热过程中往往存在局部高温的情况，导致高温区域翅片周围压力偏高外部的冷却换热气流难以流入高温区域内部，从而使高温区域的换热效率偏低，同时在非高温区的则由于翅片与基板的温差较小也不能起到较好的换热效果，翅片散热利用率较低，为了克服前述的不足，一种方式是：现有的散热片在选型时设计最大换热量要远远大于对应的热负荷，这导致散热片选型偏大；另一种方式是，在散热片上设计集成其他的冷却散热方式，例如增加冷却管等，但这种对散热片增加部件进行集成的方式也使散热片的整体结构偏大、结构变得复杂，针对这一现状，提出本发明。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种散热片、控制器、空调器，通过对散热片基板的厚度的分区域设计，使散热片的翅片散热得到有效利用，提升散热片的散热效果，结构紧凑。

为了解决上述问题，本发明提供一种散热片，包括基板以及连接于所述基板的第一侧的多个翅片，所述基板的第二侧用于接触连接热源部件，所述第二侧与所述第一侧相对设置，所述第二侧上具有与所述热源部件的接触连接面相对应的第一区域以及处于所述第一区域外部的第二区域，对应于所述第一区域的所述基板的厚度小于对应于所述第二区域的基板的厚度。

优选地，对应于所述第一区域的所述基板的厚度由所述第一区域的中心向所述第一区域的边缘方向逐渐增大。

优选地，对应于所述第二区域的所述基板的厚度由所述第一区域的中心向所述第一区域的边缘方向逐渐增大。

优选地，定义垂直于所述第二侧且经过所述第一区域的中心的面为第一切割面，在所述第一切割面所形成的基板的断面上，以所述第一区域的中心为坐标原点、以所述基板的长度方向为x轴、以所述基板1的厚度方向为y轴建立坐标系，所述基板的厚度变化依据公式：y＝y0+l-(l/(1+(l/(y0-1))e^(-(b|x|-xr)))+(ly0e^(-b|x|))/(l+y0(e^(-b|x|)-1)))，其中，y为与x对应的所述基板的厚度，单位为mm；x为所述基板的长度方向上的任意一点与所述第一区域的中心的距离，单位为mm；y0为基板原始厚度，单位为mm；l为所述基板的厚度最大值，单位为mm；b为热流密度q与散热片最大设计散热量w的比值，即q/w，无量纲；xr为第一区域的半长，单位为mm；e为自然对数。

优选地，定义垂直于所述第二侧的方向为第一投影方向，沿所述第一投影方向，多个所述翅片中至少包括投影处于所述第一区域的第一翅片组以及投影处于所述第二区域的第二翅片组，所述第一翅片组中的各个翅片相互平行间隔设置且间隔最小间距为第一间距，所述第二翅片组中的各个翅片相互平行间隔设置且间隔最大间距为第二间距，所述第一间距大于所述第二间距。

优选地，在所述第一切割面所形成的基板的断面上，所述多个翅片的间隔变化依据公式：f(n)＝0.01*h/(1+(h/x0-1)e^(w/p(n-w/p)))+xr-0.5，其中，f(n)为第n个翅片的中心线与所述f(n)轴的间距，单位为mm；h为所述基板的两侧长度边缘与所述坐标原点的距离最大值，单位为mm；x0＝1.05xr，n为大于0的整数；p为热源部件3的热负荷，单位为w。

本发明还提供一种控制器，包括上述的散热片。

优选地，所述热源部件包括芯片。

本发明还提供一种空调器，包括上述的控制器。

本发明提供的一种散热片、控制器、空调器，通过将所述第一区域所对应基板的厚度设计的小于所述第二区域对应的基板的厚度，也即使所述热源部件所接触部位的基板的厚度变薄，能够使所述热源部件的热量更为顺畅的经由所述第二侧传导至第一侧进而能够纵向传导至所述第一区域所对应的多个翅片上，而此处传导至第一侧的温度与翅片(以及翅片对应部位的气流)温差较大，从而提升了第一区域对应的散热效率；同时由于第二区域对应的基板的厚度则相对于第一区域对应的基板的厚度是变厚的，这种设计在基板的横向传导方面对应的热阻由所述第一区域至第二区域降低，这有利于将处于第一区域的热量快速高效的传导至第二区域，进而使与第二区域对应的多个翅片的散热利用更为充分，由此实现了整个散热片的散热效率及散热效果，可见本申请中通过对散热片基板的厚度的分区域设计，使散热片的翅片散热得到有效利用，提升散热片的散热效果，同时本申请提出的散热片结构更加紧凑。

附图说明

图1为本发明实施例的散热片的断面结构示意图；

图2为本发明实施例的散热片的立体结构示意图；

图3为本发明实施例的散热片的散热效果仿真图；

图4为现有技术中平直基板的散热片的散热效果仿真图；

图5为本发明的一个具体实施例的厚度型线的拟合图。

附图标记表示为：

1、基板；11、第一侧；12、第二侧；2、翅片；3、热源部件。

具体实施方式

结合参见图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供一种散热片，包括基板1以及连接于所述基板1的第一侧11的多个翅片2，所述基板1的第二侧12用于接触连接热源部件3，所述第二侧12与所述第一侧11相对设置，所述第二侧12上具有与所述热源部件3的接触连接面相对应的第一区域以及处于所述第一区域外部的第二区域，对应于所述第一区域的所述基板1的厚度小于对应于所述第二区域的基板1的厚度，所述热源部件3具体例如散热需求较大的控制芯片等。该技术方案中，通过将所述第一区域所对应基板1的厚度设计的小于所述第二区域对应的基板1的厚度，也即使所述热源部件3所接触部位的基板1的厚度变薄，能够使所述热源部件3的热量更为顺畅的经由所述第二侧传导至第一侧进而能够传导至所述第一区域所对应的多个翅片2上(对应于于图1所呈现方位的由上至下，为纵向传导)，而此处传导至第一侧的温度与翅片2(以及翅片2对应部位的气流)温差较大，从而提升了第一区域对应的散热效率；同时由于第二区域对应的基板1的厚度则相对于第一区域对应的基板1的厚度是变厚的，这种设计在基板1的横向传导方面对应的热阻由所述第一区域至第二区域降低，这有利于将处于第一区域的热量快速高效的传导至第二区域，进而使与第二区域对应的多个翅片2的散热利用更为充分，由此实现了整个散热片的散热效率及散热效果，可见本申请中通过对散热片基板的厚度的分区域设计，使散热片的翅片散热得到有效利用，提升散热片的散热效果，同时本申请提出的散热片结构更加紧凑。

最好的，对应于所述第一区域的所述基板1的厚度由所述第一区域的中心向所述第一区域的边缘方向逐渐增大；对应于所述第二区域的所述基板1的厚度由所述第一区域的中心向所述第一区域的边缘方向逐渐增大，最好的，沿着由所述第一区域的中心向所述第二区域的外边缘方向上，所述基板1的厚度逐渐实现增大，可以理解的是，前述的第一区域的中心在具体定义上与所述第一区域的形状的确定可以具有不同的认定方式，例如，当所述第一区域为一个几何中心对称图形例如正方形、圆形等，此时的第一区域的中心即为其几何中心；而对于第一区域的形状为其他一些不规则的形状时，所述第一区域的中心则是根据所述热源部件3的热量散发中心点或者等效中心点在所述第二侧上的投影(定义垂直于所述第二侧12的方向为第一投影方向，所述第二侧12为平面)。

如图2所示，所述热源部件3可以具有多个，此时所述第一区域或者第二区域则将分别具有多个，此时前述的厚度变化可以理解的是，将跟随着所述第一区域以及仅仅邻近所述第一区域的第二区域对应设置。

为了进一步优化所述基板1的厚度变形型式，优选地，定义垂直于所述第二侧12且经过所述第一区域的中心的面为第一切割面，在所述第一切割面所形成的基板1的断面上，以所述第一区域的中心为坐标原点、以所述基板1的长度方向为x轴、以所述基板1的厚度方向为y轴建立坐标系，所述基板1的厚度变化(相应的拟合曲线如图5所示)依据公式(1)：

y＝y0+l-(l/(1+(l/(y0-1))e^(-(b|x|-xr)))+(ly0e^(-b|x|))/(l+y0(e^(-b|x|)-1)))

其中，y为与x对应的所述基板1的厚度，单位为mm；x为所述基板1的长度方向上的任意一点与所述第一区域的中心的距离，单位为mm；y0为基板原始厚度，单位为mm；l为所述基板1的厚度最大值，单位为mm；b为热流密度q与散热片最大设计散热量w的比值，即q/w，无量纲；xr为第一区域的半长，单位为mm；e为自然对数，其中的y0、l、xr、q、w在设计之初作为需求参数进行确定，也即在应用场合及散热需求确定后，便能够通过公式(1)得到最优的基板厚度型线。

公式(1)依照以下理论推导得出：

基板1加厚有利于降低热阻进行传热，但是也会降低翅片与基板接触面的温度，所以高温区域(也即上述的第一区域)考虑接触面的温度的原因，在加厚的基础上要进行相应的减薄，达到不影响高温区翅片散热的目的。

以最大热阻最小为目标，热负荷为变量，可以得到厚度最优曲线(相应的拟合曲线如图5所示y1曲线)为：

y1＝l/(1+(l/(y0-1))e^(-(b|x|-xr)))

但是考虑到不影响高温区翅片接触面的传热所以基板的减薄厚度为也即第一区域对应的基体厚度应减薄量(相应的拟合曲线如图5所示y2曲线)为：

y2＝(ly0e^(-b|x|))/(l+y0(e^(-b|x|)-1))

最后得到翅片的厚度方程为y＝y0+l-(y1+y2)，也即得出公式(1)，也即所述公式(1)是由y1与y2两个曲线复合形成的，其能够充分兼顾基板的纵向热传导与横向热传导的作用，从而在整体上提升散热片的散热性能。

为了对本申请的具有前述公式(1)的厚度型线方程的散热片的散热效果进行相应验证，申请人对采用本发明的技术方案的散热片(翅片间隙均匀)进行了相应仿真验证，得到散热效果仿真图参见图3，而作为对比的，现有技术中的平直基板的散热效果仿真图参见图4，相关参数的选取如下：

现有技术中，采用平直基板原始厚度为5.6mm(为平直基板最优情况)，散热片温度最高值为80.3738℃，如图4所示。

本申请中，采用本发明的厚度型线为公式(1)的基板，翅片的结构、形式、间隔与现有技术相同，y0＝5.6mm，l＝8mm，xr＝1000mm，b＝0.22，也即在现有技术中的平直基板保持整体体积不变，将热源部件3的中心正对的基板1的厚度确定为5.6mm+1.1mm＝6.7mm，所述热源部件3所对应的基板1的区域(也即第一区域)基板厚度由中心向边缘逐渐减小，在边缘侧的基板1的厚度为5.6mm1.5mm＝7.1mm，建模成凸起弧面状(也即w形，如图5中经过y曲线所示出，而图中d与e之间对应的区域即为所述第一区域，c点则对应热源部件3的中心)，最高温度为79.2133℃，温度降低了1℃得到整体温度最高值为78.9407℃，温度较平直基板降低温度1.5℃，可见，采用本发明技术方案的散热片散热效果得到明显提升。

优选地，定义垂直于所述第二侧12的方向为第一投影方向，沿所述第一投影方向，多个所述翅片2中至少包括投影处于所述第一区域的第一翅片组以及投影处于所述第二区域的第二翅片组，所述第一翅片组中的各个翅片2相互平行间隔设置且间隔最小间距为第一间距，所述第二翅片组中的各个翅片2相互平行间隔设置且间隔最大间距为第二间距，所述第一间距大于所述第二间距。该技术方案中，充分考虑到所述第一区域与所述热源部件3直接接触在纵向传导上的热量能够与翅片2之间形成较大的温度差，因此，较大的间距也能够满足对高温区散热的需求，而对于所述第二区域处的翅片2的间距则由于横向传导至此处的热量与对应翅片2的温差较小，因此通过减小间距也即增加翅片的的布置密度，从而能够提高此处的翅片散热利用率。

进一步的，在所述第一切割面所形成的基板1的断面上，所述多个翅片2的间隔变化依据公式：f(n)＝0.01*h/(1+(h/x0-1)e^(w/p(n-w/p)))+xr-0.5，其中，f(n)为第n个翅片的中心线与所述f(n)轴的间距，单位为mm；h为所述基板1的两侧长度边缘与所述坐标原点的距离最大值，单位为mm，当所述热源部件3居中处于所述基板1的长度中间时，h则等于基板1的长度的一半；x0＝1.05xr，n为大于0的整数；p为热源部件3的热负荷，单位为w。如此，通过将所述间隔变化与所述热源部件的辐射长度产生关联，进而进一步合理提升所述翅片的散热利用率。

根据本发明的实施例，还提供一种控制器，包括上述的散热片。

根据本发明的实施例，还提供一种空调器，包括上述的控制器。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。