本發(fā)明屬于電力電子設(shè)備散熱技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種風(fēng)冷水冷混合散熱模組，特別是指一種串聯(lián)IGBT具有相同散熱條件的混合散熱模組。

背景技術(shù)：

IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件。非常適合應(yīng)交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。

IGBT在使用中自身會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，需要通過(guò)散熱器輔助散熱。大功率應(yīng)用場(chǎng)合，單只IGBT工作的熱損耗通常大于1千瓦，發(fā)熱集中，傳統(tǒng)的散熱器為風(fēng)冷或水冷散熱器，結(jié)構(gòu)單一，體積較大，散熱效果易受條件的限制，且在大功率IGBT串聯(lián)應(yīng)用中不再適用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種用于大功率串聯(lián)IGBT的風(fēng)冷水冷混合散熱模組，可以選擇散熱的方式，靈活控制散熱量。并且在很大程度上減小了散熱設(shè)備的體積。可滿足大功率IGBT并聯(lián)應(yīng)用場(chǎng)合的散熱需求。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種用于大功率串聯(lián)IGBT的風(fēng)冷水冷混合散熱模組，該混合散熱模組包括散熱器本體101、導(dǎo)熱材料103、風(fēng)機(jī)104；散熱器本體101包括風(fēng)冷通道202和水冷通道203，風(fēng)冷通道202順次連接并串聯(lián)在一起，水冷通道203設(shè)置在風(fēng)冷通道202的上下兩側(cè)；IGBT模塊102通過(guò)導(dǎo)熱材料103安裝于散熱器本體101的正面；散熱器本體101的側(cè)面設(shè)有有密封水冷進(jìn)水口105和密封水冷出水口106；與密封水冷進(jìn)水口105垂直的散熱器本體101側(cè)面處安裝有風(fēng)機(jī)104；散熱器本體101的側(cè)面與風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口尺寸相匹配，散熱器本體101的側(cè)面將風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與散熱片形成密封連接，形成強(qiáng)制風(fēng)冷換熱。

導(dǎo)熱材料采用導(dǎo)熱硅膠片，其與導(dǎo)熱硅脂相比，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能(導(dǎo)熱系數(shù)是1.9-3.0w/m·k比導(dǎo)熱硅脂的比導(dǎo)熱硅脂的導(dǎo)熱系數(shù)大2-3倍)、絕緣性、壓縮性、一定的柔韌性、表面天然的粘性，能夠填充縫隙，完成發(fā)熱部位與散熱部位間的熱傳遞，同時(shí)還起到絕緣、減震等作用，應(yīng)用在IGBT與散熱片之間,起到導(dǎo)熱填充作用。

散熱器本體采用壓鑄銅式鋁制散熱片，這種散熱片上的銅塊并不像嵌銅散熱片那樣是利用熱脹冷縮的原理嵌進(jìn)去的，而是使用了最先進(jìn)的壓鑄技術(shù)，是完全的無(wú)縫連接，所以在銅塊與鋁座的連接線上，感覺不到任何縫隙，從根本上保證了銅塊與鋁座之間的熱傳導(dǎo)性，具有超強(qiáng)的散熱性能。這種散熱器采用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方式解決了銅和鋁的矛盾關(guān)系利用銅的快速吸熱性來(lái)吸取IGBT模塊的熱量，再利用鋁的快速放熱性來(lái)釋放銅塊上的熱量，這樣做散熱效果要好于單一的純銅或純鋁散熱片。

散熱器本體為金屬長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述的散熱器本體包括風(fēng)冷通道和水冷通道。

風(fēng)冷散熱通道是口字型結(jié)構(gòu)，交替的散布于水冷散熱通道上。每個(gè)散熱通道的間距相同，保證制作工藝的一致性，且其采用無(wú)縫焊接技術(shù)將通道的各個(gè)側(cè)面進(jìn)行密封，在混合散熱模組的外邊，看不出水道。

水冷通道是互相連通的S型排布，其尺寸是根據(jù)散熱片組間流體的流動(dòng)特性及傳熱特性，總結(jié)各種因素對(duì)傳熱的影響而設(shè)計(jì)。

在自然對(duì)流條件下，散熱片組的結(jié)構(gòu)參數(shù)是散熱片散熱的影響因素，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括散熱片的間距、高度、厚度。

描述流體與固體間對(duì)流傳熱的基本方程式為：Q＝hAΔT，其中Q為散熱量；h為傳熱系數(shù)；A為傳熱面積；ΔT為傳熱溫差。根據(jù)以上公式，在散熱片的設(shè)計(jì)中，對(duì)散熱片的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的選取進(jìn)行進(jìn)行計(jì)算。

風(fēng)冷通道(202)的風(fēng)向和水冷通道(203)的水流方向互相垂直。

水冷通道的入水口考慮利于入水的原則，設(shè)計(jì)在散熱快模組側(cè)面的最高端，這樣水流可以迅速的進(jìn)入管道，推動(dòng)水流充滿整個(gè)水冷散熱管道，充分散熱，且進(jìn)水口、出水口分別添加了螺母起到固定作用。

散熱器的另一方向的側(cè)面與風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口尺寸匹配，將風(fēng)機(jī)出風(fēng)口與散熱片形成密封連接，形成強(qiáng)制風(fēng)冷換熱。

本發(fā)明提供的混合散熱模組，可以根據(jù)具體的IGBT模塊的需要，來(lái)調(diào)整散熱方式，當(dāng)散熱要求不高時(shí)，可采取單一的風(fēng)冷或水冷；當(dāng)散熱要求較高時(shí)，可采取風(fēng)冷和水冷散熱同時(shí)打開，保證足夠的散熱條件。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的立體圖；

圖2是本發(fā)明的剖視圖；

圖3是本發(fā)明的風(fēng)冷通道示意圖；

圖4是本發(fā)明的水冷通道示意圖；

圖5是本發(fā)明的風(fēng)冷水冷混合散熱示意圖；

圖6是本發(fā)明的水冷示意圖；

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明本發(fā)明提供了一種用于大功率串聯(lián)IGBT的風(fēng)冷水冷混合散熱模組，該混合散熱模組包括散熱器本體101、導(dǎo)熱材料103、風(fēng)機(jī)104；散熱器本體101包括風(fēng)冷通道202和水冷通道203，風(fēng)冷通道202順次連接并串聯(lián)在一起，水冷通道203設(shè)置在風(fēng)冷通道202的上下兩側(cè)；IGBT模塊102通過(guò)導(dǎo)熱材料103安裝于散熱器本體101的正面；散熱器本體101的側(cè)面設(shè)有有密封水冷進(jìn)水口105和密封水冷出水口106；與密封水冷進(jìn)水口105垂直的散熱器本體101側(cè)面處安裝有風(fēng)機(jī)104；散熱器本體101的側(cè)面與風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口尺寸相匹配，散熱器本體101的側(cè)面將風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與散熱片形成密封連接，形成強(qiáng)制風(fēng)冷換熱。

實(shí)施例1

實(shí)施例1，如圖5所示是本發(fā)明的風(fēng)冷水冷混合散熱示意圖；其結(jié)構(gòu)包括第一散熱器本體501、第一導(dǎo)熱材料502、第一風(fēng)機(jī)504；所述的第一散熱器本體501包括風(fēng)冷通道和水冷通道；IGBT模塊通過(guò)第一導(dǎo)熱材料502安裝于散熱器的正面；當(dāng)進(jìn)行散熱工作時(shí)，散熱器的側(cè)面的風(fēng)道與風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口尺寸匹配，將第一風(fēng)機(jī)出風(fēng)口與散熱片形成密封連接，形成強(qiáng)制風(fēng)冷換熱。散熱器的側(cè)面的水冷通道與風(fēng)冷通道平行布置，間距恒定。但工作時(shí)風(fēng)道的風(fēng)向和水冷通道的水流方向互相垂直，形成互補(bǔ)的散熱模式。

保證各IGBT模塊均勻的散熱，最大度上減小相互串聯(lián)的各IGBT模塊之間的溫度差。

實(shí)施例2

實(shí)施例2，如圖6所示是水冷散熱的示意圖，圖中的水冷通道常開，風(fēng)冷通道上的風(fēng)扇去除，風(fēng)冷通道不起作用。IGBT模塊通過(guò)導(dǎo)熱材料安裝于散熱器的正面；水冷通道是互相連通的弓字型排布。散熱器的側(cè)面通入固定流速的水流，形成強(qiáng)制水冷換熱。且采取迂回流動(dòng)方式，可以減緩水流速度，使各個(gè)部位的熱量充分的被水流帶走。