[发明专利]散热开关和从热源移除热量的方法

说明书

技术领域

本申请大体涉及散热开关，并且具体地，涉及用于根据预定操作温度在热源和散热器之间的选择性的热传递的散热开关和方法。

背景技术

电气部件的应用几乎遍及所有工业。大多数电气部件的一个特性是它们在运转中经常会产生热量。虽然这种热量在许多应用中不成问题，但是另一些应用表明，为了避免电气部件或者相关系统的其他部件的损毁或者故障，应该从适当的电气部件充分地移除多余的热量。

存在许多方法可以典型地将热量从诸如电气部件的热源上移除。例如，热源可能和散热器/热沉(heatsink)热耦合，该散热器有比热源更高的导热系数和/或更低的温度。在这种情况下，热源产生的热量连续地从该热源流动到散热器，在此热量消散到周围环境中。虽然这种解决方法相对简单并且有成本效益，但是一个缺点是由于热源和散热器之间是连续耦合的，所以在部件没有产生过量热的时候，热或者冷可能不令人满意地从周围环境逆向流动到电气部件。

另一个从热源移除过量热的传统方法是利用散热装置(radiator)或者其他热交换器。热交换器类型众多，其中大部分利用绕热源循环的冷却剂或者空气流来移除过量热。这些传统系统的缺点是它们可能很庞大和昂贵。此外，许多这些传统系统需要泵或者致动器，这存在潜在的可靠性问题。

根据许多传统热交换系统的尺寸和运行参数的原因，在系统设计阶段，必须把这些系统早期地整合到实施方式中。但是，可能存在一些应用，其中需要在相应产热系统处于生产或操作期间提供或者补充除热能力。在这些应用中，需要的是除热方案是小型且简单的，以便允许针对产热系统的具体部件或者部分，应用或者甚至是定制除热方案。

因此，存在一种对简单、小型并且有成本效益的装置和系统的需求，其中该装置和系统仅在产生过量热的操作时段选择性地提供从热源到散热器的热流路径。在此提出关于本发明做出的这些以及其他考量。

发明内容

应该了解的是提供本发明内容是为了以简单的形式介绍一个概念选集，这些概念在下列具体实施方式中作了进一步描述。此发明内容不将用于限定权利要求主题。

在此描述的设备、方法和系统提供了根据预定操作温度在热源和散热器之间的选择性的热传递。根据一方面，散热开关可以包括一层绝热材料层，该绝热材料层有多个传导元件腔。多个热学转换传导元件可以放置于传导元件腔中。热学转换传导元件可以构造成根据阈值温度变形。

根据另一方面，提供一种从热源移除热的方法。该方法可以包括在热源和散热器之间提供一层绝热材料层。该绝热材料可以有多个传导元件腔，在所述多个传导元件腔中可以提供多个热学转换传导元件。热学转换传导元件可能被暴露于阈值温度，并且相应地变形进而产生和/或消除从热源到散热器的热流路径。

根据又一方面，散热系统可以包括热源、散热器和散热开关，该散热开关放置于热源和散热器之间。该散热开关可以包括一层绝热材料层，该绝热材料层有多个传导元件腔，多个热学转换传导元件放置于传导元件腔中。所述热学转换传导元件可以构造成响应阈值温度而变形，从而产生和/或消除热源和散热器之间的热流路径。

上面讨论的特征、功能和优点可以在本发明的各种实施例中独立地，或者可以与其他实施例组合来实现，其进一步细节可以通过参考下面的说明和附图看出。

附图说明

图1是根据在此提出的各种实施例的说明性散热系统的侧面分解图；

图2A是根据在此提出的各种实施例的被构造成表面安装应用的散热开关的俯视图；

图2B是根据在此提出的各种实施例的被构造成边缘安装应用的散热开关的俯视图；

图3是根据在此提出的各种实施例的沿图2A中的线A-A截取的散热系统的横剖面图，其示出了热学转换传导元件的未致动构造，该热学转换传导元件被放置于绝热材料层的传导元件腔中；

图4是根据在此提出的各种实施例的沿图2A中的线A-A截取的散热系统的横剖面图，示出了热学转换传导元件的被致动构造，该热学转换传导元件被放置于绝热材料层的传导元件腔中；

图5是根据在此提出的各种实施例的说明性散热系统的侧面分解图，其示出了绝热材料层和传导元件构成的热学转换片；

图6A是根据在此提出的各种实施例的被构造成表面安装应用的绝热材料层的俯视图；

图6B是根据在此提出的各种实施例的被构造成边缘安装应用的绝热材料层的俯视图；

图7A是根据在此提出的各种实施例的被构造成表面安装应用的传导元件构成的热学转换片的俯视图；