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专利号: 2025103531814
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于流速控制的半导体散热器,包括水箱(11)及其底部的散热机构,所述水箱(11)内部安装有离心水泵(12),其特征在于:所述水箱(11)顶部设置有液冷结构(2),所述液冷结构(2)包括接触板(201)、接触液冷层(202)和散热夹层热板(204),其中接触板(201)与接触液冷层(202)一体设置,接触液冷层(202)与散热夹层热板(204)之间扣合设置有下隔板(203),所述接触液冷层(202)包括带有螺旋通道(7)的类环形导流壁(205),所述螺旋通道(7)内部设置有流速过渡板(206)、多个减速扰流板(4)和多个加速扰流板(5),用于扰动冷却液的流动状态;

所述下隔板(203)轴心处设置有进水口(1),离心水泵(12)输出端通过进水口(1)与螺旋通道(7)内侧端部连通,所述散热夹层热板(204)顶部设置有蓄水腔,所述散热夹层热板(204)底部贯穿有若干均匀分布的夹层下水口(8),散热夹层热板(204)底部且位于每个夹层下水口(8)正下方均设置有夹层出水导流管(9),每个所述夹层出水导流管(9)内部两侧设置有类S形导流壁(10),两侧类S形导流壁(10)之间的通道内设置有多个导流加速板(900),所述下隔板(203)表面贯穿有出水口(3);

所述散热机构可拆卸安装在水箱(11)底部,且水箱(11)底部贴合设置有相变导热片(15),用于吸收并向外传导水箱(11)及冷却液的热量。

2.根据权利要求1所述的一种基于流速控制的半导体散热器,其特征在于:所述螺旋通道(7)包括相互连通的减速通道和加速通道,其中加速通道沿其轨迹在两侧交错布设内凹道,且内凹道、减速通道和加速通道通过螺旋支撑壁隔离为螺旋状空腔结构,所述加速通道环绕在减速通道的最外侧,所述流速过渡板(206)位于减速通道和加速通道交界处,多个减速扰流板(4)环绕分布在减速通道内,多个加速扰流板(5)交错分布在加速通道两侧的内凹道中,且加速扰流板(5)远离螺旋支撑壁的一侧与加速通道侧壁齐平设置;

所述减速通道的流道内径大于加速通道的流道内径,流速过渡板(206)、减速扰流板(4)和加速扰流板(5)与螺旋支撑壁之间预留有间隙。

3.根据权利要求2所述的一种基于流速控制的半导体散热器,其特征在于:所述出水口(3)与加速通道远离减速通道的一端相匹配,且下隔板(203)表面开设有与出水口(3)连通的坡道。

4.根据权利要求1所述的一种基于流速控制的半导体散热器,其特征在于:所述夹层下水口(8)截面形状设置为矩形,且矩形夹层下水口(8)的外端设置有三角形斜坡,多个所述夹层下水口(8)呈环形阵列分布;

导流加速板(900)的数量设置为四个,四个导流加速板(900)交错布设在类S形导流壁(10)的弯道节点处。

5.根据权利要求1所述的一种基于流速控制的半导体散热器,其特征在于:所述散热机构包括底盖板(14),底盖板(14)底部一体设置有翅片组(16),所述底盖板(14)与水箱(11)底部通过旋合结构(17)可拆卸安装,底盖板(14)与水箱(11)之间形成放置夹层(13),且相变导热片(15)可拆卸安装在放置夹层(13)内。

6.根据权利要求5所述的一种基于流速控制的半导体散热器,其特征在于:所述翅片组(16)包括第一同心圆环翅片(161)、十字型翅片(162)、第二同心圆环翅片(163)、叉型翅片(164)和第三同心圆环翅片(165),第一同心圆环翅片(161)、十字型翅片(162)、第二同心圆环翅片(163)、叉型翅片(164)和第三同心圆环翅片(165)自上而下依次堆叠并一体设置。

7.根据权利要求5所述的一种基于流速控制的半导体散热器,其特征在于:所述旋合结构(17)包括内环板和外环板,内环板和外环板分别固定在水箱(11)底部以及底盖板(14)顶部外侧,且内环板外侧设置有外螺纹,外环板内侧设置有与外螺纹配合的内螺纹。

8.根据权利要求5所述的一种基于流速控制的半导体散热器,其特征在于:所述翅片组(16)外侧设置有喷砂层,所述螺旋通道(7)、蓄水腔和类S形导流壁(10)内表面均设置有气相沉积层,且气相沉积层采用二氧化硅材质。

9.根据权利要求1所述的一种基于流速控制的半导体散热器,其特征在于:还包括温度反馈流速调节系统,其包括热板温度传感器(18)、水箱温度传感器(25)和主板电路板(21),热板温度传感器(18)嵌设于接触板(201)顶部轴心位置处,用于贴合并感测热源半导体器件(19)的温度,水箱温度传感器(25)置于水箱(11)内部,用于感测冷却液温度;所述接触板(201)上边缘处设置有实时温度显示报警器(20),用于实时显示热源半导体器件(19)和冷却液的温度信息,并提供过热报警信号;

所述主板电路板(21)的输入端和输出端分别设置有A/D转换器和D/A转换器,热板温度传感器(18)和水箱温度传感器(25)均与A/D转换器电性连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于流速控制的半导体散热器,其特征在于:所述水箱(11)外部设置有配电箱(6),主板电路板(21)安装于配电箱(6)内,且主板电路板(21)内部安装有电源组(22),主板电路板(21)与电源组(22)电性连接,所述热板温度传感器(18)和实时温度显示报警器(20)均通过一号电气连接线(23)与主板电路板(21)电性连接,所述水箱温度传感器(25)通过二号电气连接线(24)与主板电路板(21)电性连接,所述水箱(11)上开设有通气孔(111),且二号电气连接线(24)从通气孔(111)穿过,所述离心水泵(12)与D/A转换器电性连接。