本發(fā)明涉及電氣散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種電源模塊及其散熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中電氣散熱方面，常用的包括風(fēng)冷、液冷、換熱器和空調(diào)等方式。液冷散熱相比其他散熱手段，具有安靜、降溫穩(wěn)定、對(duì)環(huán)境依賴小等優(yōu)點(diǎn)。美國(guó)專利us9389368b1公開的receptacleassemblyandsetofreceptacleassembliesforacommunicationsystem，為通訊領(lǐng)域一種可熱插拔的光模塊散熱系統(tǒng)，屬于自然散熱原理。中國(guó)專利cn204858256u公開的一種激光器用臥式水冷模塊”提供一種激光器用臥式水冷模塊，可以在解決水冷板底部由于受熱不均而形成的水滴；可以增加電器光學(xué)元件與上表面的接觸面積；能夠適當(dāng)解決元器件之間的電磁干擾問(wèn)題；能夠解決臥式水冷板管道積水問(wèn)題；能夠進(jìn)行冷卻能力評(píng)估，定位冷卻故障。

綜合分析上述的現(xiàn)有技術(shù)，其存在以下兩個(gè)問(wèn)題：

1.現(xiàn)有技術(shù)中，如水冷svg、水冷環(huán)流閥系統(tǒng)中，水冷電源模塊若電氣硬件故障時(shí)，維護(hù)繁雜，需要先放水，排完模塊側(cè)主回路管道的水，再進(jìn)行電氣連接和水頭接口的拆卸，才可順利拔出模塊進(jìn)行維護(hù)，模塊維護(hù)完成后，需要重新連接電氣段子和進(jìn)出水頭接口，最后進(jìn)行系統(tǒng)注水和管路打壓工作，檢驗(yàn)管路是否有滲漏，維護(hù)工作非常繁雜和不便。

2.現(xiàn)有水冷模塊自身或水頭接口若有滲漏等問(wèn)題，對(duì)電源模塊自身或者整機(jī)電源配電和控制保護(hù)電氣將造成致命危害，嚴(yán)重影響整機(jī)電源產(chǎn)品的安全和可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種電源模塊及其散熱系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，防護(hù)性高，安全性和可靠性高，可插拔設(shè)置，能夠通過(guò)兩相液冷實(shí)現(xiàn)模塊散熱。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種電源模塊，包括嵌入在電源模塊內(nèi)部的至少一個(gè)熱管，所述熱管用于將電源模塊內(nèi)部的熱量傳導(dǎo)至低溫一側(cè)。

優(yōu)選的，所述的熱管為相變熱管。

一種電源模塊的散熱系統(tǒng)，包括液冷系統(tǒng)和鑲嵌有熱管的電源模塊；

所述的液冷系統(tǒng)包括用于傳導(dǎo)電源模塊熱量的液冷墻；所述的液冷墻包括連接在液冷系統(tǒng)循環(huán)回路上的導(dǎo)熱通道，若干液冷墻依次呈間隙設(shè)置依次并聯(lián)在液冷系統(tǒng)的循環(huán)回路上；

所述的電源模塊插接在相鄰液冷墻之間的間隙中，每個(gè)電源模塊與兩側(cè)液冷墻的接觸面導(dǎo)熱連接，電源模塊內(nèi)部的熱量經(jīng)熱管和液冷墻傳導(dǎo)到液冷系統(tǒng)散熱。

優(yōu)選的，所述的熱管鑲嵌在電源模塊內(nèi)部上下方兩個(gè)散熱基板內(nèi)。

優(yōu)選的，所述的熱管鑲嵌在電源模塊內(nèi)部上方或下方的散熱基板內(nèi)，散熱基板外設(shè)置呈一體化的插拔側(cè)基板；熱管延伸鑲嵌在插拔側(cè)基板內(nèi)；插拔側(cè)基板插接在相鄰液冷墻之間的間隙中用于導(dǎo)熱傳遞。

進(jìn)一步的，所述的液冷墻與電源模塊的接觸面上設(shè)置有若干凸起的彈性金屬結(jié)構(gòu)，用于壓緊導(dǎo)熱連接后的電源模塊。

進(jìn)一步的，所述的彈性金屬結(jié)構(gòu)采用凸字型或圓弧形的金屬?gòu)椘?/p>

優(yōu)選的，還包括電源設(shè)備機(jī)柜；

所述的液冷系統(tǒng)還包括液冷主機(jī)單元和外冷單元；液冷墻、液冷主機(jī)單元和外冷單元依次連接形成散熱回路；

所述的電源設(shè)備機(jī)柜為密閉容置空間，液冷墻、液冷主機(jī)單元均設(shè)置在密閉容置空間內(nèi)；外冷單元設(shè)置在電源設(shè)備機(jī)柜外，用于將電源設(shè)備機(jī)柜內(nèi)部的液冷系統(tǒng)各個(gè)單元吸收的熱量釋放到外界大氣中。

進(jìn)一步的，還包括設(shè)置在密閉容置空間內(nèi)的吸熱單元，所述的吸熱單元與液冷系統(tǒng)導(dǎo)熱連接，用于吸收電源設(shè)備機(jī)柜內(nèi)部的余熱和空間的輻射熱。

再進(jìn)一步的，所述的吸熱單元包括相變熱管和連接在相變熱管一端的換熱翅片，相變熱管的另一端穿過(guò)電源設(shè)備機(jī)柜與外冷單元導(dǎo)熱連接。

再進(jìn)一步的，所述的吸熱單元包括盤路水管和連接在盤路水管上的換熱翅片，盤路水管的兩端連接在液冷主機(jī)單元的循環(huán)回路上。

進(jìn)一步的，所述的液冷主機(jī)單元包括分別連接在外冷單元輸出端和輸入端的液冷主機(jī)側(cè)干路和液冷主機(jī)側(cè)干路回路，

液冷主機(jī)側(cè)干路上設(shè)置主循環(huán)泵和穩(wěn)壓?jiǎn)卧蛎浌?；液冷主機(jī)側(cè)干路依次經(jīng)液冷系統(tǒng)的模塊側(cè)干路連接每個(gè)液冷墻的輸入端；

液冷主機(jī)側(cè)干路回路上設(shè)置過(guò)濾單元和高位補(bǔ)液箱；液冷主機(jī)側(cè)干路回路依次經(jīng)模塊側(cè)干路回路連接在每個(gè)液冷墻的輸出端上。

進(jìn)一步的，所述的外冷單元采用冷卻塔或者液冷散熱器和換熱器風(fēng)機(jī)的組合單元；當(dāng)采用組合單元時(shí)，液冷散熱器設(shè)置于電源設(shè)備機(jī)柜外部側(cè)面或頂部，換熱器風(fēng)機(jī)設(shè)置在液冷散熱器上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明通過(guò)電源模塊與液冷墻的插接導(dǎo)熱使其兩者的結(jié)構(gòu)能夠彼此獨(dú)立，各自維護(hù)時(shí)互不影響，電源模塊電氣故障時(shí)，可以快速拔出模塊進(jìn)行單獨(dú)維護(hù)，對(duì)散熱的液冷循環(huán)系統(tǒng)無(wú)任何影響；并且除最外側(cè)的兩個(gè)液冷墻，其余位于中間的每個(gè)液冷墻對(duì)相鄰的兩個(gè)電源模塊都能夠起到吸熱降溫的作用，從而提高導(dǎo)熱散熱的效率。另外，由于電源電氣側(cè)與散熱系統(tǒng)彼此可以物理隔離，液冷系統(tǒng)側(cè)有滲漏等問(wèn)題發(fā)生時(shí)，也不會(huì)影響和危害電源模塊、控制保護(hù)和電氣配電的安全和可靠性，能夠達(dá)到ip65防護(hù)等級(jí)。從而使得電源模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、防護(hù)等級(jí)高、可熱插拔、維護(hù)性強(qiáng)、傳熱效率高、系統(tǒng)安全性和可靠性高。

進(jìn)一步的，電源模塊能夠通過(guò)基板鑲嵌的多條導(dǎo)熱熱管，且導(dǎo)熱熱管延伸至插接側(cè)基板中；能夠通過(guò)插接側(cè)基板優(yōu)異的導(dǎo)熱性能與液冷墻充分發(fā)揮熱傳導(dǎo)。

進(jìn)一步的，液冷系統(tǒng)液冷墻設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)凸起的彈性金屬結(jié)構(gòu)，保證了帶有熱管的插拔基板與液冷墻的緊配力矩和充分的接觸，且彈性金屬結(jié)構(gòu)設(shè)置在液冷墻的一面或兩面上，確保了熱量高效地傳至液冷墻中。

進(jìn)一步的，通過(guò)設(shè)置在柜內(nèi)的吸熱單元，能夠在柜體形成的密閉空間內(nèi)，對(duì)電源模塊和其他配件沒有被液冷墻帶走的其他熱量進(jìn)行吸收，即通過(guò)內(nèi)部吸收傳熱外部散熱的方式進(jìn)行解決，節(jié)省了額外使用空調(diào)和壁掛式換熱器的成本，且占用空間小，密閉腔體溫升低，噪聲小，設(shè)備內(nèi)部傳感器、配電二次設(shè)備儀器使用壽命長(zhǎng)，故障率低。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)例1中所述的散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中電源模塊的俯視圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)例2中所述的散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)例3中所述的散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)例4中所述的散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：電源模塊1，熱管2，插拔側(cè)基板3，液冷墻4，彈性金屬結(jié)構(gòu)5，液冷墻進(jìn)出水管路6，電源設(shè)備機(jī)柜7，模塊側(cè)干路8，模塊側(cè)干路回路9，液冷主機(jī)側(cè)干路回路10，液冷主機(jī)側(cè)干路11，過(guò)濾單元12，主循環(huán)泵13，穩(wěn)壓?jiǎn)卧蛎浌?4，高位補(bǔ)液箱15，液冷散熱器16，換熱器風(fēng)機(jī)17，電源設(shè)備控制和保護(hù)單元18，吸熱單元19。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。

實(shí)例1

參見圖1和圖2，本發(fā)明提供了一種電源模塊的傳熱系統(tǒng)，主要由電源模塊1和液冷墻4組成。電源模塊1的基板鑲嵌了一根或多根熱管2，其中散熱基板熱管2延伸至插拔側(cè)基板3中，液冷墻4的底面設(shè)置了一個(gè)或多個(gè)凸起的彈性金屬結(jié)構(gòu)5。熱管2呈均勻排布，本優(yōu)選實(shí)例中以相變熱管為例進(jìn)行說(shuō)明，插拔側(cè)基板3能夠采用導(dǎo)熱較為優(yōu)異的鋁或銅制成；液冷墻4包括連接在液冷系統(tǒng)循環(huán)回路上的吸熱通道，其可由吸熱管路密鋪而成，也可以包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的吸熱通道實(shí)現(xiàn)，以及其他形式能夠?qū)崿F(xiàn)吸熱循環(huán)的吸熱通道均可。

所述的電源模塊1防護(hù)等級(jí)ip65，防沙塵、防鹽霧、防氧化、防凝露，電源模塊1主要的發(fā)熱器件半導(dǎo)體和磁性器件的熱量，通過(guò)散熱基板鑲嵌的多條相變熱管高效傳導(dǎo)至電源模塊可插拔段基板上，電源模塊插拔側(cè)基板3上下面均勻涂抹少許導(dǎo)熱硅脂，插入液冷系統(tǒng)的兩個(gè)液冷墻4之間，液冷墻4底面或頂面的導(dǎo)熱接觸面上設(shè)置凸起的彈性金屬結(jié)構(gòu)5，使得與電源模塊1的插拔段基板3與液冷墻4緊密配和，并接觸良好，保證傳導(dǎo)來(lái)的熱量被液冷墻4高效吸收，最后通過(guò)液冷墻進(jìn)出水管路6連接外圍的液冷系統(tǒng)循環(huán)回路，排放到大氣中。該實(shí)例中電源模塊1本身位于液冷墻4的外部，插拔側(cè)基板4插入液冷墻4之間。

實(shí)例2

如圖3所示，電源模塊1與液冷墻4接觸的上部分和/或下部分設(shè)置多條相變熱管，整個(gè)電源模塊1設(shè)置為可插拔模式，電源模塊1全部插入液冷系統(tǒng)的兩個(gè)液冷墻4之間，擴(kuò)大了電源模塊1與液冷墻4的散熱接觸面積，提高了散熱效率。

實(shí)例3

如圖4所示，還包括電源設(shè)備機(jī)柜7和吸熱單元19；所述的液冷系統(tǒng)還包括液冷主機(jī)單元和外冷單元；液冷墻4、液冷主機(jī)單元和外冷單元依次連接形成散熱回路；所述的電源設(shè)備機(jī)柜7形成密閉容置空間，電源模塊1、液冷墻、液冷主機(jī)單元和吸熱單元19均設(shè)置在密閉容置空間內(nèi)；外冷單元設(shè)置在電源設(shè)備機(jī)柜7外，用于將電源設(shè)備機(jī)柜7內(nèi)部的液冷系統(tǒng)各個(gè)單元吸收的熱量釋放到外界大氣中；所述的吸熱單元19與液冷系統(tǒng)導(dǎo)熱連接，用于吸收電源設(shè)備機(jī)柜7內(nèi)部的余熱和空間的輻射熱。

該實(shí)例3中，電源模塊1和液冷主機(jī)單元分別設(shè)置在電源設(shè)備機(jī)柜7內(nèi)部的兩側(cè)，對(duì)應(yīng)為模塊側(cè)和液冷主機(jī)側(cè)，模塊側(cè)內(nèi)可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)吸熱單元19，電源設(shè)備機(jī)柜7內(nèi)部還設(shè)置有電源設(shè)備控制和保護(hù)單元18，液冷系統(tǒng)的模塊側(cè)干路8、液冷主機(jī)側(cè)干路11和模塊側(cè)干路回路9、液冷主機(jī)側(cè)干路回路10，過(guò)濾單元12，主循環(huán)泵13，穩(wěn)壓?jiǎn)卧蛎浌?4，高位補(bǔ)液箱15。液冷系統(tǒng)外冷單元由液冷散熱器16和換熱器風(fēng)機(jī)17組成。其中，液冷系統(tǒng)外冷單元可以為具有將液冷系統(tǒng)吸收的熱量釋放到外界大氣中功能的其他單元，如冷卻塔。

吸熱單元3與液冷墻4并聯(lián)的；所述的吸熱單元3包括盤路水管和連接在盤路水管上的換熱翅片，盤路水管的兩端連接在液冷主機(jī)單元的循環(huán)回路上；所述的吸熱單元19設(shè)置于電源設(shè)備機(jī)柜7的頂部位置，且呈水平布置。

當(dāng)電源模塊1插入液冷墻4中，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，電源模塊1的發(fā)熱器件的熱量通過(guò)相變熱管傳導(dǎo)至液冷墻4中，液冷墻4中的熱量再通過(guò)液冷循環(huán)系統(tǒng)傳至外界大氣。另外，吸熱單元19吸收機(jī)柜內(nèi)部的余熱和空間的輻射熱，通過(guò)液冷循環(huán)系統(tǒng)釋放至外界大氣中。

實(shí)例4

如圖5所示，還包括電源設(shè)備機(jī)柜7和吸熱單元19；所述的液冷系統(tǒng)還包括液冷主機(jī)單元和外冷單元；液冷墻4、液冷主機(jī)單元和外冷單元依次連接形成散熱回路；所述的電源設(shè)備機(jī)柜7形成密閉容置空間，電源模塊1、液冷墻4、液冷主機(jī)單元和吸熱單元19均設(shè)置在密閉容置空間內(nèi)；外冷單元設(shè)置在電源設(shè)備機(jī)柜7外，用于將電源設(shè)備機(jī)柜7內(nèi)部的液冷系統(tǒng)各個(gè)單元吸收的熱量釋放到外界大氣中；所述的吸熱單元19與液冷系統(tǒng)導(dǎo)熱連接。

吸熱單元19包括相變熱管和連接在相變熱管一端的換熱翅片，相變熱管的另一端穿過(guò)電源設(shè)備機(jī)柜7與外冷單元導(dǎo)熱連接；所述的吸熱單元19設(shè)置于電源設(shè)備機(jī)柜7的頂部位置，且呈水平布置或豎直布置。

當(dāng)電源模塊1插入液冷墻4中，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，電源模塊1的發(fā)熱器件的熱量通過(guò)相變熱管傳導(dǎo)至液冷墻4中，液冷墻4中的熱量再通過(guò)液冷循環(huán)系統(tǒng)傳至外界大氣。另外，吸熱單元19通過(guò)相變熱管，將收集到的機(jī)柜內(nèi)部的余熱和空間的輻射熱傳導(dǎo)至外冷單元，再通過(guò)液冷散熱器16釋放至外界大氣中。

實(shí)例5,

本發(fā)明還提供了一種電源模塊，包括嵌入在電源模塊1內(nèi)部的至少一個(gè)熱管2，所述熱管2上布置有電源模塊內(nèi)部的發(fā)熱器件，用于將電源模塊內(nèi)部的熱量傳導(dǎo)至低溫一側(cè)。其中，本優(yōu)選實(shí)例中熱管2為相變熱管。如圖1、圖2和圖3中電源模塊1的結(jié)構(gòu)所示，電源模塊1中與熱管的具體關(guān)系和構(gòu)造能夠采用實(shí)例1-4中所提到的任意一種。

本發(fā)明中所述的散熱系統(tǒng)的方案能夠應(yīng)用于大功率電源設(shè)備中，如大功率的直流充電設(shè)備，對(duì)應(yīng)的電源模塊為充電模塊；大功率的直流充電設(shè)備中的充電模塊僅為電源模塊中的一種。其中的液冷的冷媒可以為水，也可以為其他冷媒液體。