[实用新型]一种搭载压电悬臂梁的自适应冷却系统

说明书

本实用新型公开了一种搭载压电悬臂梁的自适应冷却系统，该冷却系统主要包括液冷板以及由压电悬臂梁、交流电源、温度传感器和控制器组成的反馈控制系统。控制器可在电子器件出现热过载时开启交流电源使压电悬臂梁进入工作状态，并凭借压电悬臂梁产生纵向涡，迅速地提高电子器件附近的散热效果，并且可根据温度传感器测得的温度值，改变交流电源输出电压的方式实时调节散热强化程度，实现以最低的额外功耗使电子器件在热过载状态下安全运行的目的。本实用新型的优点在于附加摩擦阻力小、局部强化散热好，并且可根据电子器件的运行情况，实时调节散热效果，机动性好、智能化程度高、节能效果突出，这为解决现代电子系统的局部高热流密度问题提供了新的思路。

技术领域

本实用新型涉及一种搭载压电悬臂梁的自适应冷却系统及其工作方法，可应用于解决现代电子系统的局部高热流密度问题。

背景技术

在现代电子技术小型化、集成化的发展趋势下，电子器件的功率密度迅速增加，如何快速、有效地处理电子器件产生的极高热流密度，维持设备安全运行已经成为了电子热设计领域急需解决的一大难题。液冷板是一种在电子系统散热领域常用的冷却设备，然而，随着电子技术的进一步发展，电子系统的热流密度在全局增大的同时，其在时间域与空间域上的分布均呈现出非均匀化的发展趋势，这意味着基于传统均匀化散热思想设计的液冷板在实际使用时必须保留较大的冗余设计量，以避免出现局部热失效问题，这无疑极大地增加了电子系统的散热成本，并且最终能够承受的局部热过载范围也十分有限，难以满足实际的使用需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种搭载压电悬臂梁的自适应冷却系统，其是一种可防止局部热失效的自适应冷却系统，能在液冷板出现局部热过载时，以较低的成本、较低的噪声、较小的压力损失快速地增强局部的对流换热效果，以保证安装在液冷板上的电子设备维持正常运行。

一种搭载压电悬臂梁的自适应冷却系统，它包括液冷板、交流电源、控制器和温度传感器；液冷板内设有密封的液体流动通道，通道具有进水口和出水口，在流动通道内沿着液体流动方向设置有压电悬臂梁，压电悬臂梁与交流电源连接，电子器件贴附安装于液冷板表面，温度传感器安装在电子器件内部或周围，温度传感器、交流电源均与控制器连接；当温度传感器采集的温度超过预设的触发温度时，控制器控制交流电源启动，从而使压电悬臂梁进入振动状态，使流体产生旋转和纵向涡结构，强化局部散热，当温度传感器采集的温度低于预设的截止温度时，控制器控制交流电源关闭，压电悬臂梁进入静止状态。

上述技术方案中，进一步的，所述的压电悬臂梁固定端位于上游、悬臂端位于下游，冷却介质的流动方向从固定端指向悬臂端，且电子器件应设置于压电悬臂梁的下游位置。

进一步的，当高功率电子器件的数量较多时，可增加压电悬臂梁的数量，扩大局部散热的强化范围。

进一步的，所述的触发温段应高于截止温度，以避免交流电源的频繁启停。

进一步的，当控制器被触发控制交流电源启动时，操控交流电源输出频率与压电悬臂梁固有频率相等的交流电压，使压电悬臂梁以共振模式进入工作状态；当压电悬臂梁处于振动状态时，控制器可根据温度传感器测得的温度调整交流电源输出电压的方式从而改变压电悬臂梁的振动参数，实现以最低的额外功耗维持热过载电子器件安全运行的目的。

与传统的基于液冷板的冷却系统相比，本实用新型的有益效果在于：

第一，利用压电材料作为纵向涡发生器的驱动材料，具有成本低、功耗小、噪声小、兼容性好以及安装空间小等诸多优点；

第二，使用纵向涡结构作为强化对流换热的主要流动结构，附加摩擦阻力少、强化效果好；

第三，可根据电子器件的运行情况，通过控制器实时控制压电悬臂梁的振动参数，机动性好、智能化程度高、节能效果突出。

附图说明