[发明专利]用于冷却布置在电路板上的多个发热电子元件的冷却装置及包括该冷却装置的系统

说明书

本发明涉及一种用于冷却布置在电路板(2)上的多个发热电子元件(3)的冷却装置(1)，其中所述冷却装置(1)包括分配器单元(10)和至少一个冷却附属装置(20)，所述分配器单元(10)具有冷却剂入口(11)和冷却剂出口(12)，冷却剂可以沿着预定且固定的冷却剂路径(P)从分配器单元的冷却剂入口(11)通过所述分配器单元流动至分配器单元的冷却剂出口(12)，所述至少一个冷却附属装置(20)固定在所述分配器单元(10)上相对于所述分配器单元(10)的预定的空间位置，并具有散热器(23)、冷却剂入口(21)和冷却剂出口(22)，所述散热器(23)可以与所述多个电子元件(3)中的至少一个电子元件(3)进行面接触，冷却剂可以沿着冷却剂路径(P)从冷却附属装置的冷却剂入口(21)通过冷却附属装置(20)流动到冷却附属装置的冷却剂出口(22)，其中所述冷却剂路径(P)穿过所述分配器单元(10)和所述至少一个冷却附属装置(20)并且至少部分地沿着冷却附属装置(20)的散热器(23)延伸。

技术领域

本发明涉及一种用于冷却布置在电路板上的多个发热电子元件的冷却装置，以及由这种冷却装置和布置有多个电子元件的电路板的系统。

背景技术

例如CPU或GPU等在运行过程中发热的电子元件必须进行冷却，冷却能力和冷却效率对电子元件的效率是决定性的。

在包括具有发热电子元件的多个电路板的设备中，电子元件的冷却或电子元件的散热是空间和成本问题。

此外，这种设备现在以越来越紧凑的方式实现或在最小的空间中提供更多的设备，这对冷却是不利的，因此所需的冷却能力或由冷却引起的功耗也随之增加。

例如，仅通过冷却翅片冷却组件的纯被动冷却装置在此不适用，因为冷却能力通常太低。即使是传统的具有风扇的冷却系统，其冷却能力也往往不足或需要大量电力来充分冷却电子元件，以至于空气调节的功耗通常几乎是设备总功耗的一半。

在现有技术中，对于纯粹的被动冷却和纯粹基于风扇或风扇的空气冷却，已经存在多种替代方案。

基于液体的冷却是一种替代方案，特别是因为水中的散热比空气中的散热高约100倍，使用其他液体冷却剂还可以达到更高的值。使用相对较小的注水管，可以将相对大量的热量带走。

在现有技术中，基于液体的冷却基本上存在三种不同的替代方案。

首先是经典的水冷系统，其中每个电子元件都分配有一个散热器，水或其他冷却介质通常通过柔性软管被泵送通过该散热器。然而，这里的问题在于，使用柔性软管进行自动化生产是不能或者很难实现。由于老化和组装错误，也可能导致泄漏。另一个缺点在于只有与散热器接触的组件被冷却。

作为对此的替代方案，浸入式冷却在现有技术中是已知的。整个设备或设备的电路板被布置在浸浴中，使得液体可以在所有组件周围流动并冷却所有组件。然而，为此目的，必须使用低腐蚀、不导电的液体冷却剂，例如油，作为冷却液或冷却介质。然而，这样的解决方案往往难以密封，容易造成泄漏和“水”的损坏。此外，这种系统由于需要大量的液体而很重并且不便于运输。如果导电异物进入系统或液体，电路板上也可能发生短路。

一种相对较新的方案还提供使用混合系统或使用两种彼此分开的液体进行冷却。在密封系统中直接在电路板或布置在其上的元件上提供不导电、低腐蚀的液体，该液体吸收元件的热量并将其传递到紧邻的液体冷却板上。另一种冷却介质流过该板，从而散发热量。由于这样的系统可以设计成密封的并且至少直接在电路板上不需要任何单独的柔性软管，使得它们相对容易生产，尽管由于使用的液体量仍然相对较重。

发明内容

因此，本发明基于克服上述缺点的目的，提供一种用于冷却布置在电路板上的多个发热电子元件的冷却装置，该冷却装置可以同时简单且成本有效地生产，并且可以以相对较轻的重量有效地冷却布置在电路板上的多个元件。

该目的通过根据权利要求1和根据权利要求12的特征的组合来实现。