[发明专利]一种基于半导体制冷技术的快速散热方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于半导体制冷技术的快速散热方法，其包括：导热元件、隔热垫和散热外壁；功率芯片和散热外壁相对设置，二者之间设置隔热垫；隔热垫上设置导热元件，导热元件的吸热端通过第一导热垫与功率芯片贴合，导热元件的散热端通过第二导热垫与散热外壁贴合；导热元件工作时，由吸热端向散热端单向传递热量。本发明提供的基于半导体制冷技术的快速散热方法，能够控制散热速度，在功率芯片突然产生大量热量时，可以有效散热，降低功率芯片处的温度，隔热垫防止热量回流保证设备运行，提高设备寿命。当设备为散热较差的密闭空间时，也能保证功率芯片区域的温度较低。且设备结构更紧凑，设计、改造方便。

技术领域

本发明涉及电气元件散热领域，尤其是一种基于半导体制冷技术的快速散热装置。

本发明还提供一种基于半导体制冷技术的快速散热方法。

背景技术

电机驱动器在工作过程中，尤其在快速启动、大负载情况下，电机驱动器需要瞬间或持续输出大电流，其功率芯片和电源芯片等器件会持续产生大量热量，这些热量必须及时有效的散出，如果热量堆积会影响电机驱动器的稳定性，以及烧毁内部电子元器件，故散热结构及方式是影响电机驱动器性能的关键技术之一。传统的电机驱动器散热措施为安装大型散热片，加装风扇、水冷等设备。

在微型机器人、轻量化机械臂为代表的众多行业中，由于安装空间有限，故要求电机驱动器体积小巧，故散热方式的选择是限制电机驱动器体积的关键因素。

一般公知的电机驱动器散热结构，主要是采用电机驱动器壳体为金属材料，内部大功率驱动电路板为环氧树脂类电路板，通过在该驱动电路板两侧粘贴导热硅脂或导热硅胶垫，贴到驱动器金属壳体上下表面，进行热量传递，解决驱动板的散热问题。但是其导热速度慢，当一些场合需要驱动器提供瞬间大电流时会瞬间产生大量热量，但瞬间产生的热量无法快速散发，其散热方式和速度与平时一样。

半导体制冷的原理是帕尔帖效应，当有电流通过不同的导体组成的回路时，自身由于通电会产生焦耳热，同时在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。制冷片有一个特性，在开始启动的前3分钟能快速制冷，如果一旦散热面无法将热量快速散开，那么制冷效果将打折扣。

由于半导体制冷时是强制制冷，其吸热端温度可能会下降至很低，因此吸热端会产生水汽、结露，造成电路板短路、腐蚀等后果。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种快速控制工作区域温度的基于半导体制冷技术的快速散热方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供一种基于半导体制冷技术的快速散热方法，其用于功率芯片的散热，包括：导热元件、隔热垫和散热外壁；功率芯片和散热外壁相对设置，二者之间设置隔热垫；所述隔热垫上设置导热元件，所述导热元件的吸热端通过第一导热垫与功率芯片贴合，所述导热元件的散热端通过第二导热垫与散热外壁贴合；所述导热元件工作时，由吸热端向散热端单向传递热量。

优选的，包括非金属电路板，用于设置所述功率芯片；所述非金属电路板与隔热垫组成包裹功率芯片的内腔。

优选的，包括金属电路板，用于设置所述功率芯片；所述金属电路板与散热外壁间包括隔热结构，所述隔热结构为隔热垫和/或侧壁。

进一步的，所述金属电路板为铝基铜箔电路板，铝基铜箔电路板的铜箔面设置功率芯片。

优选的，所述散热外壁外侧包括散热结构。

优选的，所述第一导热垫和第二导热垫分别为导热硅脂或导热胶垫，所述隔热垫为隔热硅胶或塑料泡沫，所述导热元件为半导体制冷片。