[发明专利]一种热管散热器以及一种IGBT变流器散热装置

说明书

本发明提供了一种热管散热器，包括：基板，由金属材料制成，包括相互平行的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面和所述第二安装面用于安装功率器件；以及多根散热热管，所述多根散热热管的蒸发段穿过所述基板的第一侧面伸入所述基板内部以吸收所述功率器件的热量，所述多根散热热管的冷凝段裸露于环境中以进行散热，所述第一侧面与所述第一安装面和所述第二安装面邻接。

技术领域

本发明涉及交通领域的功率器件的散热装置，尤其涉及一种热管散热器以及包括热管散热器的IGBT变流器散热装置。

背景技术

IGBT变流器模块作为变流器的一个重要部件，是目前制约我国轨道交通行业大功率变流器发展的瓶颈之一。近年来，随着我国轨道交通领域的快速发展，电力机车、动车、地铁等交通轨道设备的牵引变流装置正向着大功率、高集成度、系列化和轻量化发展，由此导致对应的散热器所承担的热流密度急剧增大，散热问题日益突出。

提高散热器散热性能的理论强化方法包括增加散热器的尺寸、增大散热器的冷却流量以及降低冷却介质的初始温度等方法。然而，随之而来的问题是散热器体积变大、重量变重、噪音变大、系统复杂度变高和成本增加等等。

当前，热管散热器是一类换热效率最高的风冷散热器。其中，普遍采用的热管散热器包括重力式、虹吸式、板式和环路热管散热器，这类散热器通常由多根热管、金属基板、翅片构成，IGBT安装在散热器基板下底面单面冷却，热管装配在基板中，由基板吸热再传递至热管、热管再传至翅片，最后与空气进行热交换。

在需要安装多个大功率IGBT器件时，现有的热管散热器基板面积尺寸较大，需要数量较多的热管才能满足散热要求，因此体积大，对变流器整柜的其他器件的设计安装造成不便。并且，由于各热管与热源距离测差异，导致各热管接受到的热量不均匀，距离热源较远的热管和热源之间的热阻较大，影响散热效率。随着大功率模块对散热性能的要求越来越高以及IGBT朝着小型化的方向发展，现有的单面散热结构将无法满足要求。

因此亟需提供一种双面冷却的热管散热器，以保证有限体积条件下，满足大功率模块的散热要求。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种热管散热器，包括：

基板，由金属材料制成，包括相互平行的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面和所述第二安装面用于安装功率器件；以及

多根散热热管，所述多根散热热管的蒸发段穿过所述基板的第一侧面伸入所述基板内部以吸收所述功率器件的热量，所述多根散热热管的冷凝段裸露于环境中以进行散热，所述第一侧面与所述第一安装面和所述第二安装面邻接。

更进一步地，所述第一安装面和所述第二安装面在垂直于所述第一侧面的方向上的长度至少大于所述功率器件在垂直于所述第一侧面的方向上的长度。

更进一步地，所述多根散热热管伸入所述基板内部的长度大于等于所述功率器件在垂直于所述第一侧面的方向上的长度。

更进一步地，所述多根散热热管呈至少一列设置于所述第一安装面和所述第二安装面之间。

更进一步地，所述多根散热热管呈两列设置于所述第一安装面和所述第二安装面之间。

更进一步地，所述多根散热热管呈两列交错设置于所述第一安装面和所述第二安装面之间。

更进一步地，所述多根散热热管为Z型弯折管，所述多根散热热管的Z型弯折段裸露于环境中。

更进一步地，所述多根散热热管的数量与所述功率器件的产热量有关。