專利名稱：一種模擬igbt模塊發(fā)熱的測試模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大功率電力電子器件模塊的冷卻測試方法，特別是一種運(yùn)用于 IGBT模塊冷卻測試方法。
背景技術(shù)：
大功率電力電子器件在其工作運(yùn)行過程中產(chǎn)生了大量的熱。目前主要有風(fēng)冷、水冷和熱管等幾種比較成熟的冷卻方式。風(fēng)冷主要用于熱流密度較小的電力電子器件模塊的換熱；水冷是目前高壓大功率電力電子裝置冷卻方式中優(yōu)勢最為明顯、應(yīng)用前景最好的一種，已經(jīng)在世界各國被廣泛地采用；熱管主要用于功率較小的高壓大功率電力電子裝置。大功率電力電子器件安裝在冷板上，再接入相關(guān)的冷卻系統(tǒng)。由于大功率電力電子器件昂貴， 一般研究冷板換熱部件機(jī)構(gòu)無法獲得，即使擁有也難以調(diào)節(jié)到正常的工況。絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)模塊的發(fā)熱部件由多個(gè)IGBT和功率二極管組成，IGBT和功率二極管發(fā)熱的熱流密度不同，使得二者表面溫度不一。因此，整個(gè)發(fā)熱體并不是平均發(fā)熱的單一整塊，而是由各個(gè)發(fā)熱模塊組成，采用的普通的加熱方式無法滿足模擬IGBT模塊的發(fā)熱實(shí)驗(yàn)要求。 為了更好的研究水冷板的散熱狀況，同時(shí)達(dá)到其運(yùn)行的最優(yōu)效果，采用較實(shí)際的IGBT模塊便宜的模擬發(fā)熱模塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，采用此測試模塊測試大功率電力電子器件水冷系統(tǒng)的裝置，既能確保其能夠模擬出IGBT工作情況，而且結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格便宜。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，包括一個(gè)底座平板、多個(gè)凸臺(tái)、多個(gè)加熱元件及一個(gè)隔熱層，在底座平板設(shè)置有多個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)上放置加熱元件，一個(gè)加熱元件對(duì)應(yīng)至少一個(gè)凸臺(tái)，然后在所有加熱元件上鋪上一個(gè)隔熱層，每個(gè)加熱元件上分別設(shè)有與外置電源連接的正負(fù)極，通過控制電源電壓的方式控制加熱元件的發(fā)熱量，從而獲得與IGBT和二極管等效的發(fā)熱方式。所述凸臺(tái)是根據(jù)實(shí)際IGBT模塊中的IGBT和二極管的大小及形狀建立的。為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述一個(gè)加熱元件對(duì)應(yīng)一排凸臺(tái)，多個(gè)加熱元件并行排列。為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述底座平板及凸臺(tái)材質(zhì)為鋁或銅。為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述底座平板及凸臺(tái)材質(zhì)為銅。為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述底座平板內(nèi)埋有熱電偶或設(shè)有可置入熱電偶的孔道。為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述熱電偶為K型熱電偶。為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述加熱元件為陶瓷加熱元件。
為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述凸臺(tái)與加熱元件接觸處涂有導(dǎo)熱系數(shù)在1 50w/ (mXK)的膠體狀物質(zhì)。為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，膠體狀物質(zhì)為銀漿或硅脂。為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述隔熱層上設(shè)置有蓋板，蓋板通過螺栓與底座平板固定，選擇合適的力使得模塊能夠緊緊壓在IGBT的底座平板上，使得在加熱元件的熱量大部分傳輸給底座平板。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明根據(jù)實(shí)際IGBT模塊中的IGBT和二極管的大小及形狀建立相應(yīng)的凸塊，并通過控制電源電壓的方式控制加熱元件的發(fā)熱量，從而獲得與IGBT 和二極管等效的發(fā)熱方式，一方面保證其具備IGBT模塊發(fā)熱的相關(guān)性能，另一方面提供了熱源，為實(shí)現(xiàn)IGBT模塊測試以及冷卻系統(tǒng)優(yōu)化提供更高性價(jià)比的實(shí)驗(yàn)裝置。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊正面示意圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊縱截面A-A示意圖；圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊橫截面B-B示意圖；圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊凸塊分布示意圖；圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述的模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊凸塊上放置加熱元件分布示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。如圖1、圖2及圖3所示，一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，包括一個(gè)底座平板 1、多個(gè)凸臺(tái)2、多個(gè)加熱元件3及一個(gè)隔熱層4，在底座平板1設(shè)置有多個(gè)凸臺(tái)2 (如圖4所示)，凸臺(tái)2上放置加熱元件3，一個(gè)加熱元件3對(duì)應(yīng)至少一個(gè)凸臺(tái)2，然后在所有加熱元件 3上鋪上一個(gè)隔熱層4，每個(gè)加熱元件3上分別設(shè)有與外置電源連接的正負(fù)極，通過控制電源電壓的方式控制加熱元件3的發(fā)熱量，從而獲得與IGBT和二極管等效的發(fā)熱方式。所述凸臺(tái)2是根據(jù)實(shí)際IGBT模塊中的IGBT和二極管的大小及形狀建立的。所述一個(gè)加熱元件3對(duì)應(yīng)一排凸臺(tái)2，多個(gè)加熱元件3并行排列(如圖5所示)。所述底座平板1及凸臺(tái)2材質(zhì)為鋁或銅。所述底座平板1及凸臺(tái)2材質(zhì)為銅。所述底座平板1內(nèi)埋有熱電偶或設(shè)有可置入熱電偶的孔道。所述熱電偶為K型熱電偶。所述加熱元件3為陶瓷加熱元件。所述凸臺(tái)2與加熱元件3接觸處涂有導(dǎo)熱系數(shù)在1 50w/(mXK)的膠體狀物質(zhì)。所述膠體狀物質(zhì)為銀漿或硅脂。
所述隔熱層4上設(shè)置有蓋板5，蓋板5通過螺栓與底座平板1固定，選擇合適的力使得模塊能夠緊緊壓在IGBT的底座平板上，使得在加熱元件的熱量大部分傳輸給底座平板。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，其特征在于所述測試模塊包括一個(gè)底座平板、多個(gè)凸臺(tái)、多個(gè)加熱元件及一個(gè)隔熱層，在底座平板設(shè)置有多個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)上放置加熱元件，一個(gè)加熱元件對(duì)應(yīng)至少一個(gè)凸臺(tái)，然后在所有加熱元件上鋪上一個(gè)隔熱層，每個(gè)加熱元件上分別設(shè)有與外置電源連接的正負(fù)極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，其特征在于所述一個(gè)加熱元件對(duì)應(yīng)一排凸臺(tái)，多個(gè)加熱元件并行排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，其特征在于所述底座平板內(nèi)埋有熱電偶或設(shè)有可置入熱電偶的孔道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，其特征在于所述隔熱層上設(shè)置有蓋板，蓋板通過螺栓與底座平板固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，其特征在于所述熱電偶為K型熱電偶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，其特征在于所述加熱元件為陶瓷加熱元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，其特征在于所述底座平板及凸臺(tái)材質(zhì)為鋁或銅。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，其特征在于所述底座平板及凸臺(tái)材質(zhì)為銅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，其特征在于所述凸臺(tái)與加熱元件接觸處涂有導(dǎo)熱系數(shù)在1 50w/(mXK)的膠體狀物質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，其特征在于所述膠體狀物質(zhì)為銀漿或硅脂。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模擬IGBT模塊發(fā)熱的測試模塊，所述測試模塊包括一個(gè)底座平板、多個(gè)凸臺(tái)、多個(gè)加熱元件及一個(gè)隔熱層，在底座平板設(shè)置有多個(gè)凸臺(tái)，凸臺(tái)上放置加熱元件，一個(gè)加熱元件對(duì)應(yīng)至少一個(gè)凸臺(tái)，然后在所有加熱元件上鋪上一個(gè)隔熱層，每個(gè)加熱元件上分別設(shè)有與外置電源連接的正負(fù)極，本發(fā)明一方面保證其具備IGBT模塊發(fā)熱的相關(guān)性能，另一方面提供了熱源，為實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT模塊測試以及冷卻系統(tǒng)優(yōu)化提供更高性價(jià)比的實(shí)驗(yàn)裝置。
文檔編號(hào)G01N25/20GK102435428SQ20111029954
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者吳文偉, 文玉良, 黃文平 申請(qǐng)人:廣州高瀾節(jié)能技術(shù)股份有限公司