面向功率模块的瞬态高效散热系统及其方法

1.一种面向功率模块的瞬态高效散热系统，其特征在于，包括：金属腔、热管阵列和排布于金属腔内的多种不同热导率的相变材料模组；

2.根据权利要求1所述的面向功率模块的瞬态高效散热系统，其特征在于，所述金属腔内部区域依据功率模块各区域的热流密度不同由分隔壁进行水平方向热流分区，各相变材料模组的高度与金属腔高度相同，功率模块高热流区对应的腔室区域排布低热导率、高相变潜热的相变材料模组，功率模块低热流区对应的腔室区域排布高热导率、低相变潜热的相变材料模组；各相变材料模组内相变材料的熔点比所在热流区的稳态温度高1-2k。

3.根据权利要求1所述的面向功率模块的瞬态高效散热系统，其特征在于，所述金属腔内部区域依据功率模块各区域的热流密度不同由分隔壁在水平方向和竖直方向均进行分区，其中，在水平方向分区中，高热流区对应的腔室区域排布低热导率、高相变潜热的相变材料模组，低热流区对应的腔室区域排布高热导率、低相变潜热的相变材料模组；在竖直方向分区中，靠近功率模块的分区排布低热导率、高相变潜热的相变材料模组，远离功率模块的分区排布高热导率、低相变潜热的相变材料模组。

4. 根据权利要求1所述的面向功率模块的瞬态高效散热系统，其特征在于，所述低热导率、高相变潜热的相变材料模组的相变材料热导率≤ 10 w/(m·k)，相变潜热≥100 j/g；所述高热导率、低相变潜热的相变材料模组的相变材料热导率＞ 10 w/(m·k)，相变潜热＜100 j/g。

5. 根据权利要求1所述的面向功率模块的瞬态高效散热系统，其特征在于， 所述金属腔的侧壁厚度大于热管直径，所述金属腔的侧壁上设置有竖向贯穿的热管安装孔；热管阵列外圈的热管设置在侧壁的热管安装孔内，其与热管贯穿所述金属腔的底面、相变材料模组和顶面；热管阵列中所有热管的蒸发段端部均与金属腔的顶面齐平。

6.根据权利要求5所述的面向功率模块的瞬态高效散热系统，其特征在于，所述热管与金属腔之间通过回流焊进行机械紧固与热接触，热管蒸发段封口处形状不规则，与金属腔间空隙填充高熔点液态金属或导热硅脂用于热接触；金属腔顶部与dbc下表面通过回流焊/烧结用于机械紧固和热接触。

7.根据权利要求1所述的面向功率模块的瞬态高效散热系统，其特征在于，所述热管为圆柱形热管或扁平热管，热管间间距为1-3mm，热管内工质的体积填充量为40%-70%，相变微胶囊填充量为工质重量的0.05%-2%。

8.根据权利要求1所述的面向功率模块的瞬态高效散热系统，其特征在于，所述相变微胶囊的直径为10um-100um，内部相变颗粒紧密的排布在外壳的内表面，内部相变颗粒的熔点接近且低于热管的蒸发段工作温度。

9.根据权利要求1所述的面向功率模块的瞬态高效散热系统，其特征在于，所述热管阵列的冷凝端设置有用于散热的多组翅片，翅片表面设置孔径与热管外径相匹配的通孔阵列，热管阵列穿过通孔阵列进行固定。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述系统的瞬态高效散热方法，其特征在于，所述方法包括：