基于矢量合成双射流激励器的电子元件及其散热方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于矢量合成双射流激励器的电子元件及其散热方法，该电子元件包括包括电子元件本体，还包括合成双射流激励器，所述合成双射流激励器设有两出口，且两出口输出气流的速度比可调，所述合成双射流激励器的两出口朝向所述电子元件本体，并输出合成射流对所述电子元件本体进行冷却，该散热方法包括：步骤：S1：启动所述合成双射流激励器；S2：周期性地改变两出口输出气流的速度比，对所述电子元件本体整体进行散热；或调整两出口输出气流的速度比至定值，对所述电子元件本体局部进行持续散热。本发明利用合成双射流激励器的矢量特性，扩大了合成射流的冲击面积，具有散热面积大、散热效果好、使用寿命长的优点。
【专利说明】基于矢量合成双射流激励器的电子元件及其散热方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子元件及其散热方法，尤其涉及一种基于矢量合成双射流激励器的电子元件及其散热方法。
【背景技术】
[0002]电子元件都有其使用温度范围，温度超出这一范围特别是温度过高容易导致电子元件的故障或者损坏，影响使用寿命，而电子元件尤其是大面积高功率电子元件工作时不可避免的会产生大量热量，导致元件温度升高，若不能及时对电子元件进行散热，则容易发生损坏。
[0003]合成射流是指隔膜按一定频率的振动，使气流在喷嘴处周期性的吸入和喷出，从而形成射流，急速湍流空气每秒脉冲数可达3(Γ200，冲破热界面层，不停地吹走热气流、携入冷气流从而将热源散发的大量热量带走。合成射流激励器是利用合成射流加快散热器内部空气流动来达到散热效果的主动散热装置。
[0004]目前，采用合成射流冷却技术的合成射流激励器通常为单孔缝或多孔缝结构，射流喷射方向固定不变，散热不均，与周围环境冷空气掺混换热有限，散热面有限，现有的合成射流激励器作为大面积高功率电子元件的散热装置效果不理想。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种散热面积大的基于矢量合成双射流激励器的电子元件及其散热方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种基于矢量合成双射流激励器的电子元件，包括电子元件本体，还包括合成双射流激励器，所述合成双射流激励器设有两出口，且两出口输出气流的速度比可调，所述合成双射流激励器的两出口朝向所述电子元件本体，并输出合成射流对所述电子元件本体进行冷却。
[0007]所述合成双射流激励器设有多个，且于电子元件本体相对的区域均匀分布。
[0008]所述合成双射流激励器包括一腔室，所述腔室被一振动膜分隔形成第一腔体和第二腔体。
[0009]所述两出口包括对应开设于第一腔体和第二腔体上的第一出口和第二出口，所述第一出口和第二出口之间设有调流滑块，所述调流滑块可在所述第一出口和第二出口之间滑动以改变第一出口和第二出口的面积比。
[0010]一种基于矢量合成双射流激励器的电子元件的散热方法，包括以下步骤:
51:启动所述合成双射流激励器(2)；
52:周期性地改变两出口输出气流的速度比，对所述电子元件本体(I)整体进行散热；或调整两出口输出气流的速度比至定值，对所述电子元件本体(I)局部进行持续散热。
[0011]与现有技术相比，本发明的优点在于: 本发明的基于矢量合成双射流激励器的电子元件，在电子元件本体外设置基于矢量合成双射流激励器对电子元件本体进行强化散热，利用基于矢量合成双射流激励器的矢量特性大大增加了对电子元件本体强化散热的面积，实现了电子元件本体的良好散热，减少了故障和损坏，延长了使用寿命。根据合成双射流激励器结构简单、体积小、容易和其它微控制元件集成的特点，以单个合成双射流激励器为单元构成阵列结构，集成阵列式合成射流，可以大大提高合成射流的总能量，特别适用于大面积高功率电子元件中。合成双射流激励器两个腔体共用一个振动膜可以有效避免受控流场和环境流场间压差引起的振动膜压载失效，且可以充分利用振动膜双向振动的能量，提高了能量利用效率。通过调流滑块左右滑动改变两出口的尺寸比例，使喷出气流的强度发生变化，进而改变合成射流的方向，使之具有矢量特性，在不改变合成双射流激励器本身的位置和方向的前提下，增加了合成射流的作用面积。
[0012]本发明的散热方法，无需改变合成双射流激励器本身的位置和方向，通过调整两出口输出气流的速度比，从而改变合成射流的方向，可以对电子元件本体进行大面积整体散热，或者对电子元件本体进行局部持续散热。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明基于矢量合成双射流激励器的电子元件的结构示意图。
[0014]图2是本发明中合成双射流激励器的结构示意图。
[0015]图3是本发明中合成双射流激励器调流滑块在中间位置时的结构示意图。
[0016]图4是本发明中合成双射流激励器调流滑块偏左时的结构示意图。
[0017]图5是本发明中合成双射流激励器调流滑块偏右时的结构示意图。
[0018]图6是图3的流场速度等值线云图。
[0019]图7是图4的流场速度等值线云图。
[0020]图8是图5的流场速度等值线云图。
[0021]图9是本发明基于矢量合成双射流激励器的电子元件的散热方法的流程图。
[0022]图中各标号表示:
1、电子元件本体；2、合成双射流激励器；21、第一腔体；211、第一出口 ；22、第二腔体；221、第二出口 ；23、振动膜；24、调流滑块；3、合成射流；4、受控流场；5、环境流场。
【具体实施方式】
[0023]图1至图5示出了本发明的基于矢量合成双射流激励器的电子元件的一种实施例，本实施例的基于矢量合成双射流激励器的电子元件，包括电子元件本体I，还包括合成双射流激励器2，合成双射流激励器2设有两出口，且两出口输出气流的速度比可调，合成双射流激励器2的两出口朝向电子元件本体1，并输出合成射流3对电子元件本体I进行冷却，利用合成双射流激励器2的矢量特性，可周期性改变合成射流3的方向，产生“扫风”，扩大了气流的冲击面积，增加了对电子元件本体I强化散热的面积，实现了电子元件本体I的良好散热，减少了故障和损坏，延长了使用寿命。
[0024]本实施例中，合成双射流激励器2设有多个，且于电子元件本体I相对的区域均匀分布，根据合成双射流激励器2结构简单、体积小、容易和其它微控制元件集成的特点，以单个合成双射流激励器2为单元构成阵列结构，可以集成阵列式合成射流3，大大提高合成射流3的总能量，特别适用于大面积高功率电子元件中。
[0025]本实施例中，合成双射流激励器2包括一腔室,腔室被一振动膜23分隔形成第一腔体21和第二腔体22，第一腔体21和第二腔体22共用一振动膜23，这种结构可以有效避免受控流场4和环境流场5间压差引起的振动膜23压载失效，且可以充分利用振动膜23双向振动的能量，提高了能量利用效率。
[0026]本实施例中，两出口包括对应开设于第一腔体21和第二腔体22上的第一出口 211和第二出口 221，第一出口 211和第二出口 221之间设有调流滑块24，调流滑块24可在第一出口 211和第二出口 221之间滑动以改变第一出口 211和第二出口 221的面积比，当调流滑块24滑向左侧的第一出口 211时，第一出口 211面积减小，相应地第二出口 221面积增大，在流量不变的条件下，第一出口 211处产生射流的速度和动量增大，而在第二出口 221处产生射流速度和动量水平减小，这两股射流相互作用合成后将向低能量一侧偏转，即偏向右侧；反之，如果调流滑块24滑向右侧第二出口 221，则合成射流将偏向左侧。通过调流滑块24左右滑动改变第一出口 211和第二出口 221的尺寸比例，导致第一出口 211和第二出口 221喷出气流的强度发生变化，进而改变合成射流3的方向，使之具有矢量特性，在不改变合成双射流激励器2本身的位置和方向的前提下，增加了合成射流3的作用面积，如图1所示本实施例中，具有矢量特性的合成双射流激励器2散热面积CD约为喷射方向固定的合成射流激励器散热面积AB的三倍。
[0027]图9示出了本发明的基于矢量合成双射流激励器的电子元件的散热方法的一种实施例，本实施例散热方法，包括以下步骤:
51:启动合成双射流激励器2 ；
52:调整两出口输出气流的速度比至定值，对电子元件本体I局部进行持续散热；或周期性地改变两出口输出气流的速度比，对电子元件本体I整体进行散热，该散热方法无需改变合成双射流激励器2本身的位置和方向，通过调整两出口输出气流的速度比，从而改变合成射流3的方向，可以对电子元件本体I进行大面积整体散热，或者对电子元件本体I进行局部持续散热。
[0028]虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种基于矢量合成双射流激励器的电子元件，包括电子元件本体(1)，其特征在于:还包括合成双射流激励器(2)，所述合成双射流激励器(2)设有两出口，且两出口输出气流的速度比可调，所述合成双射流激励器(2)的两出口朝向所述电子元件本体(1)，并输出合成射流(3)对所述电子元件本体(I)进行冷却。
2.根据权利要求1所述的一种基于矢量合成双射流激励器的电子元件，其特征在于:所述合成双射流激励器(2)设有多个，且于电子元件本体(I)相对的区域均匀分布。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于矢量合成双射流激励器的电子元件，其特征在于:所述合成双射流激励器(2)包括一腔室，所述腔室被一振动膜(23)分隔形成第一腔体(21)和第二腔体(22)。
4.根据权利要求3所述的一种基于矢量合成双射流激励器的电子元件，其特征在于:所述两出口包括对应开设于第一腔体(21)和第二腔体(22)上的第一出口(211)和第二出口(221)，所述第一出口(211)和第二出口(221)之间设有调流滑块(24)，所述调流滑块(24)可在所述第一出口(211)和第二出口(221)之间滑动以改变第一出口(211)和第二出口(221)的面积比。
5.一种如权利要求1所述的基于矢量合成双射流激励器的电子元件的散热方法，其特征在于:包括以下步骤: 51:启动所述合成双射流激励器(2)； 52:周期性地改变两出口输出气流的速度比，对所述电子元件本体(I)整体进行散热；或调整两出口输出气流的速度比至定值，对所述电子元件本体(I)局部进行持续散热。
【文档编号】H05K7/20GK104168743SQ201410326709
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】罗振兵, 夏智勋, 李玉杰, 邓雄 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学