本發明涉及顯卡散熱設備技術領域,特別涉及一種板式水冷顯卡散熱器。
背景技術:
隨著芯片技術的發展,芯片集成度越來越高,納米級也越來越提高,功率越來越大,大功率的芯片層出不窮,相應地芯片的熱功率越來越高,人們在享受芯片進步帶來生活便利的同時,也面臨必須解決大功率芯片散熱的困擾,所以如何解決大功率芯片散熱的問題也是芯片界十分關注的。
作為臺式機中的顯卡散熱問題尤為突出,臺式計算機需要面臨大數據仿真、高效計算、多任務工作以及作為超頻率大型3D游戲平臺,顯卡芯片處理速度越來越快,能否快速高效的解決顯卡散熱是急需解決的問題,而現有的顯卡散熱器由鋁散熱片和DC風扇的組合無法解決大功率的顯卡散熱問題,或由于散熱器重量過大而造成壓迫顯卡變形,導致接觸不良或長時間工作后顯卡開裂;或DC風扇數量過多,造成噪音過大,形成顯卡周邊高溫區,長時間運行后,高轉速的風扇積塵導致風扇壽命減少,無法滿足顯卡性能的需求;或散熱器的傳導路徑過長,這些都是影響人們對大功率顯卡性能的感受。因而人們需要一種重量輕,傳導快,能高效散熱的顯卡散熱器。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是提供一種板式水冷顯卡散熱器,重量輕,與顯卡結構緊密結合從而占據空間小,同時能夠高效地散熱。
為了解決上述技術問題,具體地,本發明提供了如下技術方案:
一種板式水冷顯卡散熱器,包括水冷板、循環水泵、冷水膠管、熱水膠管以及換熱器,所述水冷板通過固定安裝螺柱貼合安裝在顯卡上,所述水冷板對應顯卡主芯片設置有主芯片散熱腔,所述主芯片散熱腔通過所述水冷板內的循環水通道與設置在所述水冷板一側的進水口接頭和出水口接頭分別連通,所述進水口接頭和所述出水口接頭之間通過一循環水泵分別連接冷水膠管和熱水膠管,所述冷水膠管和所述熱水膠管另一端分別與所述換熱器連接,所述換熱器以及外置散熱風扇安裝在機箱上。使用時,水冷媒介經循環水泵的驅動將經換熱器降溫之后的冷水從水冷板進水口流入,流經水冷板的循環水通道,其中循環水通道中會流徑顯卡主芯對應的主芯片散熱腔,吸收主芯片的熱量,從而降低顯卡主控芯片的溫度,流回換熱器形成閉路水冷循環。
進一步的,所述水冷板包括水冷板上蓋和水冷板下蓋,所述水冷板上蓋和所述水冷板下蓋通過釬焊貼合固定在一起;所述水冷板上蓋和所述水冷板下蓋分別設置有沖壓凹槽和接觸凸臺,所述水冷板上蓋和所述水冷板下蓋的沖壓凹槽對應貼合,形成循環水通道;所述接觸凸臺對應顯卡主芯片位置形成主芯片散熱腔,所述主芯片散熱腔的外壁有顯卡主芯片貼合。
進一步的,所述水冷板對應顯卡的多個顯存芯片設置有多個副芯片散熱腔,多個所述副芯片散熱腔的外壁與顯存芯片貼合,所述循環水通道連通多個所述副芯片散熱腔。
進一步的,所述主芯片散熱腔內設置有微通道鏟片以及分流片,所述微通道鏟片的接觸面與顯卡主芯片貼合,所述微通道鏟片的鰭片陣列設置在所述主芯片散熱腔內,所述分流片設置在所述鰭片陣列與所述主芯片散熱腔的內壁之間。微通道鏟片與分流片有效保證讓水冷媒介充分流經微通道鏟片的鰭片,最大效的帶走熱量。
進一步的,每一個所述副芯片散熱腔分別設置有折疊翅片;折疊翅片起增加水冷媒介流體的雷諾數,起湍流作用。
進一步的,所述水冷板的固定支撐螺柱與顯卡主芯片的安裝固定螺柱共同鉚接成一體。
進一步的,所述水冷板的進水口接頭和出水口接頭設置在顯卡與機箱的安裝固定端一側。
進一步的,所述循環水泵是雙通道90度冷熱水分離水泵,所述循環水泵安裝在顯卡與機箱的安裝固定端一側,可減輕顯卡金手指區域的載重;90度通道可降低顯卡散熱器安裝后高度,適用于更多的機箱選擇;雙通道90度冷熱水分離水泵,轉子經冷水媒介流過,保證轉子,定子處理低溫端,而高溫通道遠離轉子,定子區域。
采用上述技術方案,通過水冷板、換熱器構成循環散熱管道,其水冷板能兼顧顯卡主要芯片散熱,能快速有效的帶走經顯卡主控芯片傳導的熱量;其水冷板與顯卡安裝后,顯卡整體重量輕,其中換熱器安裝于機箱上,不會造成顯卡負重;水冷媒介經顯卡主控芯片傳導出熱量后,經循環水泵驅動,流經換熱器經風扇將熱量與空氣交換,保證了顯卡的工作溫度,提高了顯卡散熱性能,延長了顯卡的使用壽命。
附圖說明
圖1為本發明的板式水冷顯卡散熱器安裝結構圖;
圖2為本發明的水冷板安裝示意圖;
圖3為本發明的水冷板三維結構圖;
圖4為本發明的水冷板另一視角三維結構圖;
圖5為本發明的水冷板三維分解結構圖;
圖6為本發明的水冷板剖視結構圖;
圖7為本發明的水泵進出水流向示意圖;
圖8為本發明的微通道鏟片三維結構圖;
圖9為本發明的微通道鏟片另一視角三維結構圖;
圖10為本發明的折疊翅片三維結構圖。
圖中,20-顯卡,11-水冷板,12-循環水泵,13-冷水膠管,14-熱水膠管,15-換熱器,111-水冷板上蓋,112-水冷板下蓋,113-出水口接頭,114-進水口接頭,115-安裝固定螺柱,116-微通道鏟片,117-主芯片散熱腔,118-副芯片散熱腔,119-折疊翅片,1110-分流片。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是,對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發明,但并不構成對本發明的限定。此外,下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
如圖1-6所示,一種板式水冷顯卡散熱器,包括水冷板11、循環水泵12、冷水膠管13、熱水膠管14以及換熱器15,所述水冷板11通過固定安裝螺柱115貼合安裝在顯卡20上,所述水冷板11對應顯卡主芯片設置有主芯片散熱腔117,所述主芯片散熱腔117通過所述水冷板11內的循環水通道與設置在所述水冷板11一側的進水口接頭114和出水口接頭113分別連通,所述進水口接頭114和所述出水口接頭113之間通過一循環水泵12分別連接冷水膠管13和熱水膠管14,所述冷水膠管13和所述熱水膠管14另一端分別與所述換熱器15連接,所述換熱器15以及外置散熱風扇安裝在機箱上。使用時,水冷媒介經循環水泵12的驅動將經換熱器15降溫之后的冷水從水冷板11進水口流入,流經水冷板11的循環水通道,其中循環水通道中會流徑顯卡主芯對應的主芯片散熱腔117,吸收主芯片的熱量,從而降低顯卡主控芯片的溫度,流回換熱器15形成閉路水冷循環。
其中,所述水冷板11包括水冷板上蓋111和水冷板下蓋112,所述水冷板上蓋111和所述水冷板下蓋112通過釬焊貼合固定在一起;所述水冷板上蓋111和所述水冷板下蓋112分別設置有沖壓凹槽和接觸凸臺,所述水冷板上蓋111和所述水冷板下蓋112的沖壓凹槽對應貼合,形成循環水通道;所述接觸凸臺對應顯卡主芯片位置形成主芯片散熱腔117,所述主芯片散熱腔117的外壁有顯卡主芯片貼合。
其中,所述水冷板11對應顯卡20的多個顯存芯片設置有多個副芯片散熱腔118,多個所述副芯片散熱腔118的外壁與顯存芯片貼合,所述循環水通道連通多個所述副芯片散熱腔118。
其中,水冷板11經顯卡主芯片固定彈簧螺絲、水冷板固定螺絲鎖緊之后,保證水冷板下蓋112每一個凸臺與顯卡各個芯片相接觸,保證熱量的傳導路徑。
優選地,冷水膠管13和熱水膠管14具有一定的硬度、柔性可彎曲、低水蒸發率、內壁光滑的特征;可冷插入循環水泵12和換熱器15的倒刺結構,插入后具有難脫落,低泄露率的特征。
優選地,換熱器15上具有倒刺的進出水口,其與冷水膠管13、熱水膠管14冷插入連接;兩側安裝板上具有風扇安螺紋孔,可經機箱安裝一至兩個風扇,換熱器的功率可由顯卡散熱功率改變,可增加或減小扁管數和波浪帶的數量來適應不同的顯卡散熱功率,安裝在換熱器15上的風扇可調速來適應顯卡熱功率的瞬時變化。
如圖8、9所示,所述主芯片散熱腔117內設置有微通道鏟片116以及分流片1110,所述微通道鏟片116的接觸面與顯卡主芯片貼合,所述微通道鏟片116的鰭片陣列設置在所述主芯片散熱腔117內,所述分流片1110設置在所述鰭片陣列與所述主芯片散熱腔117的內壁之間。微通道鏟片116與分流片1119有效保證讓水冷媒介充分流經微通道鏟片的鰭片,最大效的帶走熱量。
其中,微通道鏟片116具有鏟片密度大的特征,易于水冷媒介充分流經鏟片表面,完成換熱過程;其背面有一棱形凸臺,棱形凸臺與水冷板下蓋間隙配合,為了保證微通道鏟片116的定位精度,此間隙可控制在小于0.1mm;棱形凸臺直接與顯卡主控芯片接觸,接觸面之間可涂導熱脂,以減少接觸熱阻,棱形凸臺高度大于水冷板下蓋厚度,其可防止水冷板與顯卡安裝后微通道鏟片與顯卡主控芯片懸空,造成空氣熱阻;棱形凸臺下面上一大平面,其平面與水冷板下蓋內腔接觸,經分流片、水冷板上蓋層壓之后,適合平面釬焊;鏟片兩側有倒角,經分流片蓋壓之后,倒角處形成分流區域,可有效讓水冷媒介流經各鏟片表面。
如圖10所示,每一個所述副芯片散熱腔118分別設置有折疊翅片119;折疊翅片119起增加水冷媒介流體的雷諾數,起湍流作用。
優選地,水冷板上蓋111和水冷板下蓋112由合金薄片沖壓制而成,具有進水口接頭槽口、出水口槽口、方形循環水通道、顯存接觸凸臺、顯卡主控芯片接觸凸臺以及鉚接螺柱通孔;其鉚接螺柱通孔與螺柱為沖壓制而成,形成過盈配合;水冷板上蓋111與水冷板下蓋112接觸平面為釬焊面,釬焊后方形循環水通道、顯存接觸凸臺、顯卡主控芯片接觸凸臺起水冷板加強筋作用;水冷板上蓋111、水冷板下蓋112、進水口接頭114、出水口接頭113釬焊后相鄰通道之間不可串液,相鄰接頭之不可串液及泄露;顯卡主控芯片接觸凸臺與分流片相接觸,層壓后分流片與水冷板上蓋111平面焊接,防止水冷媒介直接越過微通道鏟片而減少散熱能效。
優選地,進水口接頭114和出水口接頭113由機加工設備加工而成,可保證焊接尺寸,經水冷板上蓋111、水冷板下蓋112壓制釬焊后密封,接頭內壁上具有與水泵接頭的密封面,外壁上具有橫穿接頭的彈簧銷孔,此孔可防止水泵接頭脫落;在組裝進水口接頭在水冷板上下蓋時用點壓式組裝,防止在進爐釬焊前保證水冷板上下蓋不松動。
其中,所述水冷板11的固定支撐螺柱與顯卡主芯片的安裝固定螺柱共同鉚接成一體。
優選地,水冷板11的安裝固定螺柱具有易于鉚壓的齒狀,與水冷板上蓋111、水冷板下蓋112過盈配合,在進爐釬焊前保證水冷板上下蓋不松動,釬焊后可后加工保證螺柱高度及端面與顯卡PCB板之間的平行度;具有加強水冷板強度,支撐加強水冷板的作用。
優選地,顯卡主控芯片的安裝固定螺柱具有易于鉚壓的齒狀,與卡水冷板上蓋111、水冷板下蓋112過盈配合,在進爐釬焊前保證水冷板上下蓋不松動,釬焊后可后加工保證螺柱高度及端面與顯卡PCB板之間的平行度;具有加強水冷板強度,支撐加強水冷板的作用。
其中,所述水冷板11的進水口接頭114和出水口接頭113設置在顯卡與機箱的安裝固定端一側。
如圖7所示,所述循環水泵12是雙通道90度冷熱水分離水泵,所述循環水泵12安裝在顯卡與機箱的安裝固定端一側,可減輕顯卡金手指區域的載重;90度通道可降低顯卡散熱器安裝后高度,適用于更多的機箱選擇;雙通道90度冷熱水分離水泵,轉子經冷水媒介流過,保證轉子,定子處理低溫端,而高溫通道遠離轉子,定子區域。
其中,雙通道90度冷熱水分離水泵具有兩進水口兩出水口的特征;其一組水路流經葉輪轉子,為冷水水路,另一組水路獨立于熱水水路,不與冷水水路交叉,且與冷水水路之間相隔有定子組裝后的空氣間隙,防有效有防止熱水水路的熱量傳遞到轉子及定子的電磁區域,延長水泵壽命;冷水水路一端具有放置密封圈的密封槽,與水冷板進水口接頭相連;冷水水路放置密封圈的密封槽的上方具有放置彈簧銷的安裝槽,與水冷板進水口接頭相連;冷水水路的另一端具有倒刺特征,其與冷水膠管過盈配合,冷插入組裝方式,具有泄露率低的特征;熱水水路一端具有放置密封圈的密封槽,與水冷板的出水口接頭相連;熱水水路放置密封圈的密封槽的上方具有放置彈簧銷的安裝槽,與水冷板的出水口接頭相連;熱水水路的另一端具有倒刺特征,其與冷水膠管過盈配合,冷插入組裝方式,具有泄露率低的特征。
以上結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明,但本發明不限于所描述的實施方式。對于本領域的技術人員而言,在不脫離本發明原理和精神的情況下,對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變型,仍落入本發明的保護范圍內。