[实用新型]一种热开关热管

说明书

本实用新型涉及一种热开关热管，包括真空密封的管壳体；管壳体内设有管状的吸液芯，管壳体内壁连接于吸液芯外壁；吸液芯的管腔内设有冷凝段和填充有液态工质的蒸发段；冷凝段和蒸发段之间设有单向导通装置；冷凝段、吸液芯和蒸发段依次连接形成液态工质通路；蒸发段、单向导通装置和冷凝段依次连接形成气态工质通路；单向导通装置用于在蒸发段低功率状态下，隔断气态工质通路，在蒸发段高功率状态下，导通气态工质通路。热开关热管具有热传导可变热阻特性和热传导单向性，能够满足低功率下低热导率而高功率下高热导率的使用要求，适用于工业生产，在半导体、电子设备等某些特定应用场合具有新颖应用价值。

技术领域

本实用新型涉及热管技术领域，特别是涉及一种热开关热管。

背景技术

电子发展趋势关键在于高集成度、高性能和小型化。根据摩尔定律，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。而近年来，摩尔定律的发展逐渐达到瓶颈期，其中一个重要的问题是散热限制。

相变传热技术，利用汽液相变原理，在热量输入下，工质汽化快速带走热量，避免芯片内部由于高温而失效，被广泛用于电子器件及半导体领域。热管，作为典型的相变传热元件，凭借其高热导率、快速响应、高可靠性等优势逐渐被电子器件所青睐，应用越发广泛。热管除了常见用于电脑散热系统中，近些年来，在高性能手机中开始展露光芒，有些内部采用了超长热管、可固化导热凝胶、高导热铝合金框架以及多层复合石墨散热片组成一套完善的手机散热系统；有些采用双热管液冷散热，两者关键元件均为高热导率热管，其有效改善了手机长时间游戏高功耗下的发热问题。

然而，一些新型应用场景下，除了要求热管的高导热性，还需要满足热传导可变热阻特性。典型使用场景为，低功率下较低热导率可满足使用场景而高功率下需要高热导率方可满足使用要求。传统热管难以满足该新型要求，无法发挥其优异的导热功效。因此，如何设计一种具有热开关属性的新型热管是业界所面临的全新技术挑战。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种热开关热管，具有热传导可变热阻特性和热传导单向性，能够满足低功率下低热导率而高功率下高热导率的使用要求。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种热开关热管，包括真空密封的管壳体；

管壳体内设有管状的吸液芯，管壳体内壁连接于吸液芯外壁；

吸液芯的管腔内设有冷凝段和填充有液态工质的蒸发段；

冷凝段和蒸发段之间设有单向导通装置；

冷凝段、吸液芯和蒸发段依次连接形成液态工质通路；

蒸发段、单向导通装置和冷凝段依次连接形成气态工质通路；

单向导通装置用于在蒸发段低功率状态下，隔断气态工质通路，在蒸发段高功率状态下，导通气态工质通路。

进一步，蒸发段管径小于冷凝段管径。较小的蒸发段管径满足了反向限位结构设计，并且气态工质更容易在蒸发段形成较大的蒸汽压力以启动单向导通装置，从而使得热开关热管更灵敏。

进一步，冷凝段包括一个或者多个冷凝分段，相邻的两个冷凝分段之间设有单向导通装置。采用多个冷凝分段结构依次串接实现阻力串联功能，正向启动时需要同时启动多个单向导通装置，适用于大功率热源场景。

进一步，单向导通装置包括至少一个阻隔件和弹簧，阻隔件外径大于蒸发段管径且小于冷凝段管径。

进一步，阻隔件为至少两个，至少两个阻隔件紧密连接形成阻隔件组，阻隔件组一端抵接于蒸发段，另一端连接于弹簧。

进一步，阻隔件为圆球、圆柱或圆台形，材料包括金、银、钢、铁、铜、铅、铝等金属。