一种散热结构及控制设备的制作方法

1.本实用新型涉及散热技术领域，具体而言，涉及一种散热结构及控制设备。


背景技术：

2.电子元器件热流密度过大时，需要进行有效的散热，以保证其在安全温度范围内工作。目前，电子元器件通常采用的散热方式为两种，第一种散热方式为在结构壳体上设计凸台，凸台与电子元器件之间放置导热垫或者涂抹导热硅脂，从而将电子元器件的热量传导至结构壳体，并进一步散发到周围空气中，此种散热方式易由于电子元器件的高度偏差导致部分导热垫压缩量过大或无法正常压缩而影响最终的装配和散热性能；第二种散热方式为在电子元器件的上方固定散热齿，从而增大散热面积，直接将热量导入周围空气中，此种散热方式易导致内部环境温度升高而影响散热性能。


技术实现要素：

3.本说明书提供一种散热结构及控制设备，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
4.第一方面，根据本说明书实施例，提供了一种散热结构，应用于待散热器件，所述待散热器件安装于控制设备的壳体内部的安装面上，所述散热结构包括：
5.第一散热部，所述第一散热部设置于所述待散热器件的远离所述安装面的表面上，所述第一散热部包括多个第一散热片，多个所述第一散热片沿平行于所述安装面的方向等距离均匀排布；
6.第二散热部，所述第二散热部设置于所述控制设备的壳体内部与所述安装面相对的内表面上，所述第二散热部的设置位置与所述第一散热部的设置位置相对应，所述第二散热部包括多个第二散热片，多个所述第二散热片沿平行于所述安装面的方向等距离均匀排布，多个所述第一散热片与多个所述第二散热片对插设置；所述对插设置是每个第一散热片均插设在两个第二散热片之间，每个第二散热片均插设在两个第一散热片之间。
7.可选地，所述第一散热部包括传导部，所述传导部固定连接于所述待散热器件的远离所述安装面的表面上，所述第一散热片包括与所述传导部固定连接的根部和远离所述传导部一侧的端部，所述第二散热片包括与所述安装面相对的内表面连接的根部和远离所述安装面相对的内表面一侧的端部，多个所述第一散热片沿平行于所述安装面的方向等距离均匀设置于所述传导部的远离所述待散热器件的侧表面上，所述传导部与多个所述第一散热片一体连接。
8.进一步可选地，所述传导部与所述待散热器件之间设置有第一导热材料，所述第一导热材料均与所述传导部、所述待散热器件紧密接触，所述第一散热片的端部与其相邻的所述第二散热片的根部插合处填充第二导热材料，和/或所述第一散热片的根部与其相邻的所述第二散热片的端部插合处填充第二导热材料。
9.进一步可选地，所述第一散热片与相邻的所述第二散热片之间具有第一预设间
隙，所述第一散热片的端部与第二散热片的根部所在的所述安装面相对的内表面之间具有第二预设间隙；所述第二散热片的端部与第一散热片的根部所在的传导部之间也具有相同的第二预设间隙。
10.进一步可选地，所述第一散热片和所述第二散热片均为矩形散热片，均与所述安装面垂直，所述第二散热片的厚度与相邻两个所述第一散热片的间距相匹配，所述第一散热片的高度与所述第二散热片的高度相匹配。
11.进一步可选地，所述第一散热部可拆卸连接在所述安装面上，所述第二散热部与所述控制设备的壳体一体连接。
12.进一步可选地，所述第一散热片和所述第二散热片均为平行四边形散热片，均与所述安装面之间呈预设角度设置，所述第二散热片的厚度与相邻两个所述第一散热片的间距相匹配，所述第一散热片的高度与所述第二散热片的高度相匹配。
13.进一步可选地，所述第一散热片和所述第二散热片均为曲线散热片，所述第二散热片的厚度与相邻两个所述第一散热片的间距相匹配，所述第一散热片的高度与所述第二散热片的高度相匹配。
14.进一步可选地，所述第一散热部可拆卸连接在所述安装面上，所述第二散热部可拆卸连接在所述控制设备的壳体上。
15.第二方面，根据本说明书实施例，提供了一种控制设备，包括壳体、pcb以及如第一方面所述的散热结构，
16.所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体沿第一方向上下扣合，形成用于容置所述pcb和所述散热结构的容腔；
17.所述pcb安装于所述下壳体的内表面上，所述pcb的远离所述下壳体的内表面的侧面为安装面，所述安装面上设置有一个或多个待散热器件，其中，所述安装面的方向与所述第一方向垂直；
18.所述散热结构包括第一散热部和第二散热部，所述第一散热部位于所述待散热器件的远离所述安装面的表面上，且与所述pcb通过连接件连接，所述第二散热部设置于所述上壳体的内表面上，与所述第一散热部的设置位置相对应。
19.本说明书实施例的有益效果如下：
20.采用散热片对插形式的散热方式，可将电子元器件工作时所产生的热量快速传至控制设备的壳体，进而散发到周围空气中，避免了将热量散发到设备内部导致设备内部环境温度整体升高，同时，通过在散热片插合的根部预留间隙，使得在装配过程中不会因电子元器件的高度偏差影响控制设备整体的安装，解决了现有技术中由于电子元器件的高度偏差的原因导致部分导热垫压缩量过大或无法正常压缩而影响最终的装配和散热性能的问题，解决了多元器件散热问题，且该散热结构易于加工，便于装配。
附图说明
21.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本说明书应用于控制设备中的散热结构的第一实施例结构示意图；
23.图2为图1的局部放大图；
24.图3为本说明书应用于控制设备中的散热结构的第二实施例结构示意图；
25.图4为本说明书应用于控制设备中的散热结构的第三实施例结构示意图；
26.图5为本说明书应用于控制设备中的散热结构的第四实施例结构示意图；
27.图6为本说明书应用于控制设备中的散热结构的第五实施例结构示意图；
28.图7为本说明书应用于控制设备中的散热结构的第六实施例结构示意图；
29.图8为本说明书应用于控制设备中的散热结构的第七实施例结构示意图；
30.图9为本说明书实施例提供的控制设备的结构示意图；
31.附图标记说明：1为待散热器件、2为控制设备、3为壳体、4为安装面、5为第一散热部、6为第一散热片、7为第二散热部、8为壳体3的内表面、9为第二散热片、10为传导部、11为待散热器件1的表面、12为第一导热材料、13为第一连接件、14为第一预设间隙、15为第一散热片6的端部、16为第二散热片9的根部、17为第二散热片9的端部、18为第一散热片6的根部、19为第二预设间隙、20为第二导热材料、21为pcb、22为下壳体32的内表面、23为第一安装孔、24为第一安装耳、25为第二安装孔、26为第二安装耳、27为第二连接件、28为散热凸台、31为上壳体、32为下壳体。
具体实施方式
32.下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.需要说明的是，本说明书实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列产品、设备或部件，没有限定于已列出的产品、设备或部件，而是可选地还包括没有列出的产品、设备或部件，或可选地还包括对于这些产品、设备或部件固有的其它结构单元。
34.在现有技术中，对于在结构壳体上设计凸台的散热方式，导热垫的厚度一般选取1
–
2mm，其压缩量为0.3
–
0.6mm，该尺寸与凸台和电子元器件之间的间隙尺寸相对应，只有保证该间隙尺寸，才能尽可能降低接触热阻，更好地进行换热。同一款产品中可能需要进行凸台散热的器件较多，数量可能高达十几个，但是，由于不同电子元器件的封装形式不同，在焊接过程不能对器件的最终焊接高度做出有效控制，此外，电子元器件本身在制造过程中的高度存在差异。综合以上各种因素，电子元器件的高度偏差可能达到0.5mm左右，若同一电路板上有多至3个以上的元器件都需要凸台散热，则很有可能出现电子元器件与凸台的间隙尺寸大小不均，导致部分导热垫压缩量过大，而部分导热垫甚至无法正常压缩，影响最终的装配和散热性能。
35.而对于在电子元器件的上方固定散热齿的散热方式，散热齿的材料导热率和表面积决定了散热性能。但由于空间尺寸的约束，不可能将散热齿做的太大，限制了散热表面积。同时，这种散热齿是将热量散发到设备内部，会导致内部环境温度整体升高。因此，对于高热耗的器件，此种散热方式并不能有效控制电子元器件的温度。
36.针对上述现有技术中的问题，本说明书实施例公开了一种散热结构，以下结合附图进行详细说明。
37.本说明书实施例的散热结构应用于待散热器件1，对待散热器件1进行有效地散热，保证待散热器件1在安全温度范围内工作。上述待散热器件1安装于控制设备2的壳体3内部的安装面4上，在一个具体的实施例中，壳体3包括上壳体31和下壳体32，上壳体31与下壳体32沿第一方向上下扣合，形成用于容置待散热器件1及散热结构的容腔，安装面4的设置位置靠近下壳体32的内表面22。其中，安装面4的方向与第一方向垂直，需要注意的是，此处的垂直并非一定指两者之间的夹角为90
°
，也可以具有一定的倾斜角度。
38.如图1
–
图9所示，该散热结构包括第一散热部5和第二散热部7，第一散热部5设置于待散热器件1的一端，待散热器件1所产生的热量传导至第一散热部5上，第二散热部7设置于上壳体31的一端，第二散热部7与第一散热部5对插设置，第一散热部5上的热量传递至第二散热部7上，从而通过第二散热部7再将热量传导至上壳体31上，进一步散发到周围空气中，实现了待散热器件1的有效散热。
39.具体的，第一散热部5设置于待散热器件1的远离安装面4的表面11上，并通过第一连接件13连接在安装面4上，从而将第一散热部5固定在安装面4上，且在第一方向上，第一散热部5位于待散热器件1的上方，第一散热部5紧贴待散热器件1的远离安装面4的表面11，以使待散热器件1工作时所产生的热量通过热传导传递至第一散热部5上。在本说明书中，所述的第一连接件13可选用螺钉。
40.第二散热部7设置于控制设备2的壳体3内部与安装面4相对的内表面8上，即将第二散热部7布置于上壳体31的内表面8上，同时，第二散热部7的设置位置与第一散热部5的设置位置相对应，以便于第一散热部5和第二散热部7之间的热传递。
41.其中，第一散热部5包括多个第一散热片6，多个第一散热片6沿平行于安装面4的方向等距离均匀排布，第二散热部7包括多个第二散热片9，多个第二散热片9也沿平行于安装面4的方向等距离均匀排布，由于第二散热部7的设置位置与第一散热部5的设置位置相对应，故而在结构上，可使多个第一散热片6与多个第二散热片9对插设置，从而可使第一散热部5上的热量快速传递至第二散热部7上，在待散热器件1工作时，待散热器件1产生的热量传导至第一散热部5，再通过第一散热片6和第二散热片9进行热传递，将热量传导至控制设备2的壳体3，对待散热器件1进行有效散热。其中，需注意并理解的是，本文中所述的对插设置指的是每个第一散热片6均插设在两个第二散热片9之间，也指每个第二散热片9均插设在两个第一散热片6之间。
42.在一实施例中，第一散热部5包括传导部10，传导部10固定连接于待散热器件1的远离安装面4的表面11上，其形状大小与其相对应的待散热器件1的远离安装面4的表面11的形状大小相匹配，其面积不小于待散热器件1的远离安装面4的表面11的面积，以保证所设的传导部10可覆盖整个待散热器件1的远离安装面4的表面11，从而使得待散热器件1在工作时所产生的热量能够全部快速传导至第一散热部5中。进一步的，传导部10与待散热器件1之间设置有第一导热材料12，第一导热材料12均与传导部10、待散热器件1紧密接触，进一步加速待散热器件1与第一散热部5之间的热传递，加速待散热器件1的散热，对待散热器件1进行快速有效的散热，保证待散热器件1工作在安全温度范围内。其中，第一导热材料12可为导热垫或导热硅脂。
43.多个第一散热片6沿平行于安装面4的方向等距离均匀设置于传导部10的远离待散热器件1的侧表面上，传导部10与多个第一散热片6一体连接，以将待散热器件1在工作时所产生的热量经传导部10快速传递至多个第一散热片6上，提高散热效果。
44.第一散热片6与相邻的第二散热片9之间具有第一预设间隙14，第一预设间隙14可根据实际情况进行设定，在保证第一散热片6和第二散热片9能够顺利插合的同时，保证第一散热部5和第二散热部7之间热传递的效果。虽然第一散热片6与相邻的第二散热片9之间具有一定的间隙，但可通过设置较多数量的第一散热片6和第二散热片9，保证热传递的效果。如图2所示，第一散热片6包括与传导部10固定连接的根部18和远离传导部10一侧的端部15，相应的，第二散热片9包括与安装面4相对的内表面8连接的根部16和远离安装面4相对的内表面8一侧的端部17，第一散热片6的端部15与第二散热片9的根部16所在的安装面4相对的内表面8之间具有第二预设间隙19，另外，第二散热片9的端部17与第一散热片6的根部18所在的传导部10之间也可具有相同的第二预设间隙19，即在第一散热片6和第二散热片9插合的根部(16，18)保证留有第二预设间隙19，从而在待散热器件1高度方向上没有尺寸上的限制，无论实际过程中待散热器件1的高度偏差多大，均不影响控制设备整体安装。
45.如图1所示，本说明书第一实施例的散热结构中的第一散热片6和第二散热片9均为矩形散热片，且第一散热片6和第二散热片9均与安装面4垂直，第二散热片9的厚度与相邻两个第一散热片6的间距相匹配，以使第一散热片6与相邻的第二散热片9之间具有第一预设间隙14，第一散热片6的高度与第二散热片9的高度相匹配，在保证第一散热片6和第二散热片9之间重合面积尽可能大的同时，保证第一散热片6和第二散热片9插合的根部(16，18)具有第二预设间隙19。
46.第一散热部5可拆卸连接在安装面4上，详细的，在传导部10最外侧两个第一散热片6的根部18上分别开设用于安装第一连接件13的第一安装孔23，通过第一连接件13将传导部10连接在安装面4上，进而固定第一散热部5。第二散热部7与控制设备2的壳体3一体连接，即第二散热部7与上壳体31一体成型。当然，第二散热部7还可与控制设备2的壳体3进行可拆卸连接，但第二散热部7与控制设备2的壳体3一体连接更易加工，结构更简单，减少了部件的数量及安装步骤，装配更容易，且一体成型的结构更易进行热传导，热交换的速度更快，使得整体的散热效果。
47.在进行装配时，通过第一连接件13将第一散热部5固定在待散热器件1的上方，上壳体31扣合于下壳体32上时，第二散热部7的多个第二散热片9对插到第一散热部5的多个第一散热片6之间。
48.图3
–
图6是对图1的散热结构作进一步改进后的结构示意图。
49.如图3所示的第二实施例的散热结构中，第一散热片6的端部15与其相邻的第二散热片9的根部16插合处填充第二导热材料20，在第二散热片9和第一散热片6对插过程时，第一散热片6对第二散热片9的根部16中的第二导热材料20进行挤压，从而使第二导热材料20填充在第二散热片9的根部16，即此处的第一散热片6与第二散热片9之间通过第二导热材料20进行接触连接，可实现了更好的导热效果。
50.同理，如图4所示的第三实施例的散热结构中，第一散热片6的根部18与其相邻的第二散热片9的端部17插合处填充第二导热材料20，在第一散热片6和第二散热片9对插过程时，第二散热片9对第一散热片6的根部18中的第二导热材料20进行挤压，从而使第二导
热材料20填充在第一散热片6的根部18中，从而此处的第一散热片6与第二散热片9之间通过第二导热材料20进行接触连接，实现更好的导热效果。
51.此外，如图5所示的第四实施例的散热结构中，在第一散热片6的端部15与其相邻的第二散热片9的根部16插合处和第一散热片6的根部18与其相邻的第二散热片9的端部17插合处均填充第二导热材料20，在第二散热片9和第一散热片6对插过程时，第一散热片6对第二散热片9的根部16中的第二导热材料20进行挤压，第二散热片9对第一散热片6的根部18中的第二导热材料20进行挤压，使第二导热材料20填充在第二散热片9的根部16以及第一散热片6的根部18，从而使第一散热片6与第二散热片9的上下两端之间通过第二导热材料20进行接触连接，，实现更好的导热效果，提高散热结构整体的散热效果。
52.其中，上述中的第二导热材料20可为导热硅脂。
53.如图6所示的第五实施例的散热结构中，在传导部10沿安装面4的方向的左右两侧分别设置一个或多个第一安装耳24，第一连接件13通过第一安装耳24将第一散热部5连接在安装面4上。通过第一安装耳24的设计，可在保证第一散热部5能够覆盖整个待散热器件1的同时，尽可能减小第一散热部5的整体占用空间大小，且通过第一安装耳24更易安装第一连接件13。
54.图7是本说明书第六实施例，第一散热片6和第二散热片9均为平行四边形散热片，均与安装面4之间呈预设角度设置，第二散热片9的厚度与相邻两个第一散热片6的间距相匹配，以使第一散热片6与相邻的第二散热片9之间具有第一预设间隙14，第一散热片6的高度与第二散热片9的高度相匹配，在保证第一散热片6和第二散热片9之间重合面积尽可能大的同时，保证第一散热片6和第二散热片9插合的根部(16，18)具有第二预设间隙19。
55.第一散热部5可拆卸连接在安装面4上，其连接方式可与上述第五实施例中的连接方式相同，当然也可与第一实施例中的连接方式相同，此处不做限制。
56.第二散热部7可如图7所示，可拆卸连接在控制设备2的壳体3上，在第二散热部7靠近上壳体31的端部两侧分别设置一个或多个第二安装耳26，并在上壳体31上开设相对应的第二安装孔25，将第二连接件27沿第一方向从上向下依次穿设上壳体31、第二安装耳26，从而将第二散热部7与上壳体31固定。在装配过程中，可先将第二散热部7对插在第一散热部5上，然后扣合上壳体31，最后再通过第二连接件27将第二散热部7与上壳体31固定。
57.第二散热部7还可与上壳体31一体成型。此外，当上壳体31和下壳体32的一端轴连接时，将第一散热片6和第二散热片9设计为与上壳体31和下壳体32的连接轴平行，可通过设定预设角度的大小，使得上壳体31和下壳体32进行扣合时，第二散热片9能够顺利对插到多个第一散热片6之间。
58.如图8所示，本说明书第七实施例的散热结构中的第一散热片6和第二散热片9均为曲线散热片，第二散热片9的厚度与相邻两个第一散热片6的间距相匹配，以使第一散热片6与相邻的第二散热片9之间具有第一预设间隙14，第一散热片6的高度与第二散热片9的高度相匹配，在保证第一散热片6和第二散热片9之间重合面积尽可能大的同时，保证第一散热片6和第二散热片9插合的根部(16，18)具有第二预设间隙19。第一散热部5可拆卸连接在安装面4上，第二散热部7可拆卸连接在控制设备2的壳体3上，第二散热部7的连接方式与第六实施例中的第二散热部7的可拆卸连接方式相同，在装配时，第二散热片9从第一散热片6的侧面插入，第一散热部5和第二散热部7装配完成之后，扣合壳体3，最后通过第二连接
件27将第二散热部7与上壳体31固定。
59.本说明书实施例还公开了一种控制设备，如图9所示，包括壳体3、pcb21以及散热结构，散热结构为上述实施例提供的散热结构。其中，壳体3包括上壳体31和下壳体32，上壳体31与下壳体32沿第一方向上下扣合，形成用于容置pcb21和散热结构的容腔，pcb21安装于下壳体32的内表面22上，pcb21的远离下壳体32的内表面22的侧面为安装面4，安装面4上设置有一个或多个待散热器件1。在此实施例中，待散热器件1为电子元器件。
60.散热结构包括第一散热部5和第二散热部7，第一散热部5位于待散热器件1的远离安装面4的表面11上，且与pcb21通过第一连接件13连接，第二散热部7设置于上壳体31的内表面8上，与第一散热部5的设置位置相对应。需注意的是，该散热结构的结构和原理与前述实施例相同，为简要描述，此处不再赘述，控制设备实施例部分未提及之处，可参考前述散热结构实施例中的相应内容。
61.如图9所示，当控制设备中pcb21上的电子元器件较多时，可在每一个需要进行散热的电子元器件上设置该散热结构，将电子元器件工作时产生的热量迅速传至控制设备的壳体3，散热效果好。且由于在第一散热片6和第二散热片9插合的根部(16，18)预留有第二预设间隙19，故而即使各个电子元器件之间的装配高度有误差，也不影响控制设备整体的安装，解决了现有技术中由于电子元器件的高度偏差的原因导致部分导热垫压缩量过大或无法正常压缩而影响最终的装配和散热性能的问题。
62.此外，在具体的实施过程中，控制设备还可将该散热结构与散热凸台28相结合使用，如器件型号一致且尺寸较小的电子元器件采用散热凸台28进行散热，对于尺寸较大的电子元器件，采用上述散热结构进行散热，散热效果更好。
63.为验证该散热结构的散热效果，进行仿真，控制设备的壳体采用铝合金材质，环境温度为50℃，第一导热材料选用导热系数为的导热垫，厚度为1mm。当控制设备采用散热凸台进行散热时，电子元器件的最高温度为106℃，当控制设备采用上述第一实施例中的散热结构进行散热时，电子元器件的最高温度为112℃，其散热性能与现有技术中的凸台形式的散热性能接近。当控制设备采用上述第二实施例中的散热结构进行散热时，电子元器件的最高温度为107℃，与现有技术中凸台形式的散热性能基本一致。
64.综上所述，本说明书公开一种散热结构及控制设备，采用散热片对插形式的散热方式，可将电子元器件工作时所产生的热量快速传至控制设备的壳体，进而散发到周围空气中，避免了将热量散发到设备内部导致设备内部环境温度整体升高，同时，通过在散热片插合的根部预留间隙，使得在装配过程中不会因电子元器件的高度偏差影响控制设备整体的安装，解决了现有技术中由于电子元器件的高度偏差的原因导致部分导热垫压缩量过大或无法正常压缩而影响最终的装配和散热性能的问题，解决了多元器件散热问题，且该散热结构易于加工，便于装配。
65.本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
66.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
67.另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连
接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
68.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
69.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。