[实用新型]电子设备冷却用微型制冷器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微型蒸汽压缩式制冷系统，具体是一种由微型制冷压缩机、微型冷凝器和微型蒸发器等部件所组成，可对大功率的集成电路、晶体管、MOSFET、LED、激光器等电子元器件进行直接蒸发冷却的制冷装置。

背景技术

常规的电子设备冷却方式有空气自然对流冷却、风扇强制空气对流冷却、热管散热冷却、液冷冷却（一般是水冷）等。

空气自然对流冷却方式是是依靠空气的流动将热量散发到周围的介质中去，从而达到散热的目的。空气自然对流时的散热量是很低的，最大约为0.08W/cm²。当热流密度较大时，空气自然对流冷却显然不能满足电子设备的冷却要求，必须依靠风扇来冷却，即强迫对流空气冷却。

空气强迫对流冷却方式由于设计简单、使用方便以及低廉的成本等优点得到了很广泛的应用，是目前电子元件最常用的散热方式。其普通结构是散热器加风扇的形式，该结构虽然实施方便，成本较低，但其散热能力也有限。只能达到0.3~1.6 W/cm²。

随着集成电路集成度的不断提高，其耗散功率也不断加大，如现今单片集成电路的耗散功率已达200W以上，以上常规的冷却方式已不能满足大功率芯片散热的需要。而集成电路一旦散热不良，将导致芯片结温升高，电路工作不稳定，有时甚至会导致芯片烧毁、电路着火等严重事故。因此必须寻找其它的具有高热流密度的冷却方式。

在液冷冷却中，目前应用得较多的是水冷冷却。热量从芯片经导热传递给水冷板。然后依靠水冷板中流动的水将热量带走。水冷方式的传热功率大，但是由于增加了额外的连接管以及水泵等输送装置，对系统的密封性要求很高。因为水的比热虽大，但是其导电率也高，一旦水冷板或管路发生泄漏，将会造成电路短路。目前已开发出一些低导电率的流体，但是低导电率的流体其导热率却很差。

而以上几种冷却方式都不能使被冷却电子元件的温度低于环境温度。

采用蒸汽压缩式制冷方式来对芯片进行冷却具有其它冷却方式不可比拟的优点。制冷冷却也是唯一可使被冷却对象的温度低于环境温度的冷却方式。此外蒸汽压缩式制冷具有热流密度大、效率高、温度可控、结构紧凑等优点。使用蒸汽压缩式制冷方式进行冷却的关键是压缩机，而微型压缩机的出现使得对电子元件进行直接蒸发冷却成为可能。

因此，针对电子元件进行直接冷却的制冷装置成为研究对象。

发明内容

本实用新型为了解决上述现有针对电子元器件冷却的设备要么热流密度不够大，要么结构繁杂，温度不可控并且难以低于环境温度的问题，而提供一种能够直接对电子元器件进行蒸发冷却的电子设备冷却用微型制冷器。

本实用新型是通过以下方案实现的：

上述的电子设备冷却用微型制冷器，包括装配在底板上的微型压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、过滤器及微电脑控制系统；所述的微型压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器和过滤器依次通过连接管密封连接，形成封闭的回路，制冷剂在其中循环流动；所述蒸发器表面贴合被冷却部件。所述蒸发器表面与被冷却部件的接触面涂抹有导热硅脂。

所述冷凝器通过第一连接管和第二连接管分别连接所述微型压缩机和电子膨胀阀；所述蒸发器通过第三连接管和第四连接管分别连接所述电子膨胀阀和过滤器；所述过滤器通过第五连接管连接微型压缩机。所述第一、第二、第三、第四及第五连接管为铜管。

所述微型压缩机为直流滚动转子式压缩机，由所述控制系统的控制驱动。

所述冷凝器为平行流式换热器。

所述电子膨胀阀采用电磁式电子膨胀阀或步进电机式电子膨胀阀。

所述蒸发器是单流体的换热器。

所述微电脑控制系统包括固定于所述底板的主控板和驱动板；所述驱动板驱动所述压缩机的电机按一定的转速运行；该转速大小由所述主控板所发出的0~5V电压信号决定；所述主控板控制整个系统的运行，包括所述压缩机、冷凝器的启停以及电子膨胀阀的开关动作控制，并根据蒸发器表面温度的变化，实时调整向所述驱动板发出的电压控制信号。

本实用新型的微型制冷器能够直接针对被冷却部件降温，热流密度大；由于采用微电脑控制系统控制，从而具有温度可控、结构紧凑的特点，可轻易达到环境温度以下，不仅可以用于芯片的冷却，也可以用于LED、光学组件等元器件的冷却。

附图说明

图1是本实用新型的电子设备用微型制冷器结构示意图；

图2是本实用新型的电子设备用微型制冷器装配冷却盒的结构示意图；

图3是本实用新型的电子设备用微型制冷器装配冷却盒的爆炸图。

具体实施方式