[发明专利]基于间歇式工作的相变散热器

说明书

本发明公开了一种基于间歇式工作的相变散热器，主要解决现有散热器体积较大，安装维护麻烦，工质漏液产生影响严重的问题，其包括：波纹状翅片(1)，金属框架(2)和相变材料(3)，金属框架一侧安装有电力电子器件(7)，金属框架外表面被加工成波纹状翅片，金属框架的另一侧固定有排气阀(5)，排气阀上安装有密封结构(6)；金属框架内部被加工成针状翅片(4)，相变材料填充在针状翅片的间隙之中，以使电力电子器件产生的热量通过金属框架和针状翅片传导并存储在相变材料中，在散热过程中迅速将相变材料中存储的热量通过针状翅片传导到金属框架上，并通过波纹状翅片传导到外界。本发明体积小，散热效果好，可用于电力电子器件的散热。

技术领域

本发明属于基本电气元件技术领域，特别涉及一种相变散热器，可用于对电力电子器件的散热。

技术背景

大功率的电力电子开关在使用过程中不可避免的会产生很大的功率损耗，进而使得电力电子开关发热。电力电子器件长期工作在较高温度下会缩短其寿命，在极端工作环境下一旦电力电子开关温度高于其最大工作温度，电力电子开关就会损坏，因此必须使用散热器辅助其散热。在电力电子设备中体积最大、重量最重的是散热器，所以在考虑散热器散热性能的同时需要对其体积和重量进行优化。

对于间歇式工作的电力电子设备，如电阻焊接电源来说，在较短的工作时间内电力电子开关会产生巨大的损耗，而在较长的间歇期，电力电子开关基本不产生损耗。为了迁就在短暂工作时间内产生的巨大损耗，目前所采用的方法有水冷散热和使用体积重量较大的风冷散热。如申请号为CN201410574401.8的一种电池水冷散热器使用水管将热量不断从热源中导出，这种方式需要配置水泵和水箱，维护比较麻烦，使用过程中一旦发生工质漏液现象将对电力电子设备产生毁灭性的损坏。

相变材料在相变的过程中会吸收巨大的热量，与此同时相变材料的温度基本保持不变。有机相变材料具有极大相变潜热的同时又兼具绝缘性能，而且无腐蚀性，不必担心工质漏液带来的影响，非常适合应用于电力电子设备散热器中。如申请号为CN201510462547.8的一种相变储能散热器，该散热器将相变材料填充在储热单元之中，在相变材料中埋有管道。热流流过管道时将热流中的热量存储到相变材料中，当需要散热时通过调节箱体表面对流散热流道开关来控制储热箱与外界空气的对流实现散热，由于该储热散热器的结构设计没有对储热单元内部的导热结构进行优化，导致这种散热器结构储热和散热效率较低。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于间歇式工作的相变散热器，以减小散热器体积，提高散热性能和可靠性，且方便使用。

本发明的技术方案是这样实现的：

针对间歇式工作的电力电子器件，本发明利用相变材料潜热极大这一优势吸收短时间工作过程所产生的巨大热量，然后在较长的工作间歇期通过散热器的散热结构进行散热。以对间歇工作方式下的电力电子器件发热进行均衡，进而减小散热器的体积。并利用相变材料在相变期间温度基本不变这一特性精确的控制散热器温度，进而精确控制电力电子器件的工作温度。其结构如下：

一种基于间歇式工作的相变散热器，包括波纹状翅片，金属框架和相变材料，金属框架一侧安装有电力电子器件，金属框架外表面被加工成波纹状翅片，其特征在于：

金属框架的另一侧固定有排气阀，排气阀上安装有密封结构；

金属框架内部被加工成针状翅片，相变材料填充在针状翅片的间隙之中，以使电力电子器件产生的热量通过金属框架和针状翅片传导并存储在相变材料中，在散热过程中迅速将相变材料中存储的热量通过针状翅片传导到金属框架上，并通过波纹状翅片传导到外界。

作为优选，所述相变材料采用有机相变材料，相变温度40℃-100℃。