一種降低功率器件能耗的散熱結構的製作方法

2024-03-08 05:42:15

本實用新型涉及一種機電鄰域，具體涉及一種降低功率器件能耗的散熱結構。

背景技術：

隨著電子設備複雜性的增加，如果各種發熱元件散發出來的熱量不能夠及時散發出去，就會造成熱量的積聚，從而導致各個元器件的溫度超過各自所能承受的極限，使得電子設備的可靠性大大降低。當前，電子設備的主要失效形式之一就是熱失效。據統計，電子設備的失效有5％是溫度超過規定值引起的，隨著溫度的增加，電子設備的失效率呈指數增長趨勢。所以，功率器件熱設計是電子設備結構設計中不可忽略的一個環節，它的好壞直接決定了產品設計的成功與否。良好的熱設計是保證設備運行穩定性與可靠性的基礎。

功率器件受到的熱應力可能來自器件內部，也可能來自器件外部。器件工作時所耗散的功率要通過發熱形式耗散出去。若器件的散熱能力有限，則功率的耗散就會造成器件內部晶片有源區溫度上升及結溫升高，使得器件可靠性降低，無法安全正常工作。任何器件在工作時都有一定的損耗，大部分的損耗變成熱量。小功率器件損耗小，無需散熱裝置。而大功率器件損耗大，若不採取散熱措施，則管芯的溫度可達到或超過允許的結溫，器件將受到損壞。因此必須加散熱裝置，最常用的就是將功率器件安裝在散熱器上，利用散熱器將熱量散到周圍空間，必要時再加上散熱風扇，以一定的風速加強冷卻散熱。

現有的大功率器件輸出電流時，都需要散熱，以滿足正常使用的性能，然而其安裝一般都比較隨意，不僅沒有達到最佳散熱效果，在大電流(1000安培及以上)輸出且功率使用數量較多時，也讓設計者頭痛不已，這樣造成了後期一些不必要的浪費，也不利於合理安裝。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是現有散熱結構的散熱溫度不均勻，導致散熱效果不佳，目的在於提供一種降低功率器件能耗的散熱結構，解決上述問題。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種降低功率器件能耗的散熱結構，包括風機、密齒散熱器、功率器件，所述功率器件在密齒散熱器上並列放置，風機中吹出的風通過功率器件，並且沿出風風向，每列功率器件的個數逐列減少。

進一步的，大功率器件輸出電流時，都需要散熱，以滿足正常使用的性能，在一定溫度範圍內，隨溫度的升高，功率器件的功率消耗越多，並且當的溫度可達到或超過允許的結溫，器件將受到損壞。因此，為避免這一現象，通常在大功率器件上安轉散熱器，然而，沿出風風向，和風機離得最近的功率器件的溫度最低，但是越往後走，由於冷卻風在前面帶走的熱量也一起來到後面的功率器件上，在加上本身的熱量，若是後面的功率器件的個數過多，功率器件的溫度不會下降很多，可能溫度還會增加，這樣不僅沒有達到散熱的效果，所消耗的功率也會增加。

因此，本散熱結構中，功率器件在密齒散熱器上並列放置，並且沿風機出風風向，每列功率器件的個數逐列減少，這樣，每列的功率器件個數減少，雖然冷卻風從上帶下一部分熱量，使之溫度上升，但是每列功率器件的個數在減少，每列上其本身的熱量減少，因此，可是每列的溫度相同，提高散熱的效率，減少功率的消耗。

優選的，一種降低功率器件能耗的散熱結構，沿出風風向，每列功率器件至少減少兩個，並且在遠離風機的一列上，功率器件的個數為一個。根據實驗，這樣的排布方式其散熱效果較好，相對其它設計布局的方式大約節約了1/5的成本。

一種降低功率器件能耗的散熱結構，每列功率器件與風機的出風口平行，並且出風口上有通孔。

優選的，每列功率器件與出風口平行，冷卻風重風機的出風口中流出，冷卻風垂直功率器件輸出，能最大限度的利用冷卻風，帶走的熱量更多，這樣的排列方式更優。

一種降低功率器件能耗的散熱結構，所述功率器件通過三個螺栓固定在密齒散熱器上，並且所述三個螺栓呈三角形狀。三個螺栓構成一個三角形，三角形的固定模式使功率器件與電路板的連接更加穩定牢固。

一種降低功率器件能耗的散熱結構，所述功率器件的上下兩端分別有一個出頭。

一種降低功率器件能耗的散熱結構，所述密齒散熱器的一端連接一個電路板B，並且沿出風風向，風機、密齒散熱器、電路板B依次平行設置。

一種降低功率器件能耗的散熱結構，所述電路板B在與密齒散熱器平行的另一端連接有出風末端。

進一步的，逆變變壓器位於電路板B中，因此功率電器離變壓器的距離相對較遠，功率電器上下共兩個出頭，這樣在連接排布時，更有利於器件的連線，不會纏繞在一起。

同時，這樣的排布方式得到的散熱效果最佳，進而設備的使用壽命更長，更為穩定。

因此，本裝置通過使散熱的溫度相同，提高散熱的效果，進而降低能耗。

本實用新型與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本實用新型一種降低功率器件能耗的散熱結構，均勻散熱溫度，提高散熱效率；

2、本實用新型一種降低功率器件能耗的散熱結構，每列功率器件個數減少，有效降低能耗；

3、本實用新型一種降低功率器件能耗的散熱結構，功率器件並列放置，並且與出風口平行，進一步增強散熱效率。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本實用新型實施例的限定。在附圖中：

圖1為本實用新型結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-風機，2-密齒散熱器，3-功率器件，4-通孔，5-出頭，6-螺栓，7-出風末端，8-電路板B，9-連接板。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本實用新型，並不作為對本實用新型的限定。

實施例1

如圖1所示，本實用新型一種降低功率器件能耗的散熱結構，包括風機1、密齒散熱器2、功率器件3，所述功率器件3在密齒散熱器2上並列放置，風機1中吹出的風通過功率器件3，並且沿出風風向，每列功率器件3的個數逐列減少。

實施例2

所述的一種降低功率器件能耗的散熱結構，沿風機1出風風向，每列功率器件3至少減少兩個，並且在遠離風機1的一列上，功率器件3的個數為一個，並且一共有3列功率器件，沿出風風向，每列功率器件的個數分別為五個、三個、一個。

實施例3

在實施例2的基礎上，所述的一種降低功率器件能耗的散熱結構，每列功率器件3與風機1的出風口平行，並且出風口上有通孔4。所述的一種降低功率器件能耗的散熱結構，功率器件3通過三個螺栓6固定在密齒散熱器2上，並且所述三個螺栓6呈三角形狀。

實施例4

在實施例1的基礎上，所述的一種降低功率器件能耗的散熱結構，功率器件3的上下兩端分別有一個出頭5。所述的一種降低功率器件能耗的散熱結構，密齒散熱器2的一端通過連接板9與電路板B8連接，並且沿出風風向，風機1、密齒散熱器2、電路板B8依次平行設置。

所述的一種降低功率器件能耗的散熱結構，電路板B8在與密齒散熱器2平行的另一端連接有出風末端7。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，並不用於限定本實用新型的保護範圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。