[发明专利]一种用于大功率串联IGBT的风冷水冷混合散热模组

说明书

本发明公开一种用于大功率串联IGBT的风冷水冷混合散热模组，包括散热器本体、导热材料、风机；所述的散热器本体包括风冷通道和水冷通道；IGBT模块通过导热材料安装于散热器的正面；散热器的侧面有密封水冷进水口、密封水冷出水口；与出入水口垂直的侧面安装风机；散热器的侧面与风机的出风口尺寸匹配，将风机出风口与散热片形成密封连接，形成强制风冷换热。本发明提供的风冷水冷混合散热模组，可以选择散热的方式，灵活控制散热量，并且在很大程度上减小了散热设备的体积。可满足大功率IGBT并联应用场合的散热需求。

技术领域

本发明属于电力电子设备散热技术领域，涉及一种风冷水冷混合散热模组，特别是指一种串联IGBT具有相同散热条件的混合散热模组。

背景技术

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。非常适合应交流电机、变频器、开关电源、牵引传动等领域。

IGBT在使用中自身会产生大量的热量，需要通过散热器辅助散热。大功率应用场合，单只IGBT工作的热损耗通常大于1千瓦，发热集中，传统的散热器为风冷或水冷散热器，结构单一，体积较大，散热效果易受条件的限制，且在大功率IGBT串联应用中不再适用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于大功率串联IGBT的风冷水冷混合散热模组，可以选择散热的方式，灵活控制散热量。并且在很大程度上减小了散热设备的体积。可满足大功率IGBT并联应用场合的散热需求。

本发明采用的技术方案为一种用于大功率串联IGBT的风冷水冷混合散热模组，该混合散热模组包括散热器本体101、导热材料103、风机104；散热器本体101包括风冷通道202和水冷通道203，风冷通道202顺次连接并串联在一起，水冷通道203设置在风冷通道202的上下两侧；IGBT模块102通过导热材料103安装于散热器本体101的正面；散热器本体101的侧面设有有密封水冷进水口105和密封水冷出水口106；与密封水冷进水口105垂直的散热器本体101侧面处安装有风机104；散热器本体101的侧面与风机的出风口尺寸相匹配，散热器本体101的侧面将风机的出风口与散热片形成密封连接，形成强制风冷换热。

导热材料采用导热硅胶片，其与导热硅脂相比，具有优良的导热性能(导热系数是1.9-3.0w/m·k比导热硅脂的比导热硅脂的导热系数大2-3倍)、绝缘性、压缩性、一定的柔韧性、表面天然的粘性，能够填充缝隙，完成发热部位与散热部位间的热传递，同时还起到绝缘、减震等作用，应用在IGBT与散热片之间,起到导热填充作用。

散热器本体采用压铸铜式铝制散热片，这种散热片上的铜块并不像嵌铜散热片那样是利用热胀冷缩的原理嵌进去的，而是使用了最先进的压铸技术，是完全的无缝连接，所以在铜块与铝座的连接线上，感觉不到任何缝隙，从根本上保证了铜块与铝座之间的热传导性，具有超强的散热性能。这种散热器采用经济实惠的方式解决了铜和铝的矛盾关系利用铜的快速吸热性来吸取IGBT模块的热量，再利用铝的快速放热性来释放铜块上的热量，这样做散热效果要好于单一的纯铜或纯铝散热片。

散热器本体为金属长方体结构，所述的散热器本体包括风冷通道和水冷通道。

风冷散热通道是口字型结构，交替的散布于水冷散热通道上。每个散热通道的间距相同，保证制作工艺的一致性，且其采用无缝焊接技术将通道的各个侧面进行密封，在混合散热模组的外边，看不出水道。

水冷通道是互相连通的S型排布，其尺寸是根据散热片组间流体的流动特性及传热特性，总结各种因素对传热的影响而设计。

在自然对流条件下，散热片组的结构参数是散热片散热的影响因素，结构参数包括散热片的间距、高度、厚度。