[发明专利]功率散热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率散热装置，特别涉及一种具有致冷芯片的功率散热装置。

背景技术

为使电动车动力系统朝向大功率输出、小体积尺寸发展，以应用于各不同车型的有限的车辆空间，国际的驱控器发展持续朝向高功率密度方向发展。而驱控器的散热系统，除考量额定功率输出外，亦会考量峰值输出的热损失。但由车辆一般行驶的系统操作点观之，可发现操作点多落于额定输出(以下)的区域，在峰值输出的操作极少。因此于一般操作状态不需要进行高热损失的散热，导致散热器设计过大而无实质应用效益。而功率模块在输出变动时，其功率元件的温度会短时间内增加，若高于功率元件所能承受的温度限制则有烧毁的可能性。因此，目前的作法为将致冷芯片直接贴覆于功率元件。当致冷芯片运转时，致冷芯片能够直接对功率元件产生的热量进行解热，以快速地降低功率元件的温度。

然而，致冷芯片在不运转时反而会产生热阻效应，即致冷芯片本身的热传导系数小，在不运转时就会形成热阻而使得功率元件所产生的热难以传导至散热器。因此，如何发挥致冷芯片快速降温的能力，又能够降低致冷芯片的热阻效应则为研发人员应解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功率散热装置，除了能够发挥致冷芯片快速降温的能力，又能够降低致冷芯片的热阻效应。

本发明所揭露的功率散热装置，包含一导热层、一散热器及至少一致冷芯片。导热层具有一吸热面及一放热面。散热器热接触于导热层的放热面，并于散热器上形成一热传导区。致冷芯片嵌设于散热器内，并位于热传导区周围。致冷芯片具有一致冷面。致冷芯片的致冷面垂直于导热层的吸热面，且致冷面面向散热器内的热传导区，以令致冷芯片能够冷却散热器的热传导区的热量。

根据上述实施例所揭露的功率散热装置，通过垂直设置的致冷芯片，让致冷芯片除了能够发挥致冷芯片快速降温的能力，又能够降低致冷芯片的热阻效应。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例所述的功率散热装置的剖视示意图；

图2为传统功率散热器、致冷芯片横摆的功率散热器与图1的功率散热装置，在运转时各功率元件的时间温度关系图；

图3为根据本发明第二实施例所述的功率散热装置的剖视示意图；

图4为根据本发明第三实施例所述的功率散热装置的剖视示意图；

图5为根据本发明第四实施例所述的功率散热装置的剖视示意图。

其中，附图标记

10、10a、10b、10c 功率散热装置

100导热层

110吸热面

120放热面

200功率元件

210第一侧边

220第二侧边

300散热器

310基部

320鳍片

400致冷芯片

410致冷面

400a 第一致冷芯片

400b 第二致冷芯片

S热传导区

N法线

V垂直方向

D1～D6 距离

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参阅图1。图1为根据本发明第一实施例所述的功率散热装置的剖视示意图。

本实施例的功率散热装置10包含一导热层100、一散热器300及多个致冷芯片400。功率散热装置10将一导热层100上的功率元件200所产生的热量进行散热，以降低功率元件200的温度。其中，功率元件200例如为一晶体管。

导热层100例如为铝基板。导热层100具有相对的一吸热面110及一放热面120。

功率元件200迭设并电性连接于导热层100的吸热面110。功率元件200例如为晶体管。功率元件200例如具有一温度安全值。当功率元件200的工作温度在温度安全值以下时，功率元件200具有较高的工作效率。而当功率元件200的工作温度超过温度安全值时，功率元件200的工作效率会下降，甚或当机。因此，可设计一温度预设值为温度安全值的80％，当工作温度超过温度预设值时，则驱动主动式散热机制(如后所述的致冷芯片400)运转。