hw_pad)；
[0055]3)導(dǎo)熱絕緣墊片7自身的熱阻Rth(pad)；
[0056]4)導(dǎo)熱絕緣墊片7到導(dǎo)熱板8的接觸熱阻Rth(pad_ plate)；
[0057]5)導(dǎo)熱板8自身的熱阻Rth
(copper plate) ?
[0058]6)界面材料層10自身的熱阻Rthaini)；
[0059]7)水冷板9自身的熱阻Rth(_lert ；
[0060]8)水冷板9與冷卻液的表面換熱熱阻Rth
(cooler - coolant) ?
[0061]其中，導(dǎo)熱板到冷卻液的熱阻值Rth
(copper plate-coolant)
為測(cè)試得到的結(jié)果(即圖2中大括號(hào)中的熱阻值之和)，其包括 Rth(e_OT Piate) > Rth(tim), Rth (cooler)Rth(cooler _ coolant) ο
[0062]利用前述散熱源裝置進(jìn)行熱阻測(cè)試的方法，以6個(gè)二極管和水冷板散熱器為例，包括以下步驟:
[0063]I)在導(dǎo)熱板8的上表面上設(shè)置6個(gè)熱電偶,如圖3所不,每個(gè)熱電偶對(duì)應(yīng)位于一個(gè)二極管6的空腳PIN處，即圖3中的位置B、C、D、F、G、H，采集導(dǎo)熱板8上不同位置的溫度
T1、 τ2、......T6 ；
[0064]2)測(cè)量每個(gè)二極管6的輸入端與輸出端之間的電壓值％、V2、……V6;
[0065]3)根據(jù)以下公式計(jì)算水冷板9的熱阻值Rth(tim__lant)，其包括界面材料層自身的熱阻值Rth(tim)、水冷板自身的熱阻值Rth(_ler1、水冷板與冷卻液的表面換熱熱阻值Rth(_le,_
coolant)-'工頁(yè) ?
[0066]P=I X (V1 + V2 +......+ V6);
[0067]Ticopper piate) =+......+ T6)/6 ；
[0068]Rth(copper plate-coolant) ^ (copper plate) ^ (coolant) ^ ^ ;
[0069]Rth(c_erplate)=L/U XA)；
[0070](tim-coolant)(copper plate-coolant)(copper plate);
[0071]其中，P為二極管上總的功率損耗，I為恒定的輸入電流(如55A)，Ticopper plate)為溫度穩(wěn)定工況下導(dǎo)熱板上表面的平均溫度，Rth
(copper plate-coolant)
為導(dǎo)熱板到冷卻液的熱阻值，
Ticoolant)為冷卻液的溫度(該溫度參考環(huán)境溫度)，Rth(c;_OT plate)為導(dǎo)熱板自身的熱阻值，L為導(dǎo)熱板的厚度，λ為導(dǎo)熱板的導(dǎo)熱系數(shù);A為導(dǎo)熱板的散熱面積。
[0072]上述測(cè)試方法同樣適用于風(fēng)冷式散熱器，當(dāng)散熱器為風(fēng)冷式散熱器，Rthicopperplate-coolant)為導(dǎo)熱板到冷卻風(fēng)的熱阻值，T (C00Iant)為冷卻風(fēng)的溫度，Rth
(tim-coolant)
為風(fēng)冷基板和翅片的熱阻值，其包括界面材料層自身的熱阻值、散熱器自身的熱阻值、散熱器與冷卻風(fēng)的表面換熱熱阻值。
[0073]本發(fā)明通用性強(qiáng)，適用范圍廣，可用于各種電力電子控制器不同水冷板及風(fēng)冷散熱器的熱阻測(cè)試，其中散熱源模塊以及導(dǎo)熱板對(duì)稱分布于PIN FIN段的水道上，易于均勻散熱，而且二極管對(duì)稱分布在導(dǎo)熱板上，使熱量能夠在導(dǎo)熱板上均勻擴(kuò)散。同時(shí)，熱電偶布置在導(dǎo)熱板的上表面上，并且靠近二極管的芯片位置，在不影響水冷板散熱以及避免泄漏的前提下，可以直接通過(guò)熱電偶獲得導(dǎo)熱板上表面的溫度，準(zhǔn)確地算出導(dǎo)熱板到冷卻液的熱阻值，進(jìn)而通過(guò)計(jì)算獲得水冷板或風(fēng)冷散熱器的熱阻值。
[0074]本發(fā)明的散熱源裝置的輸出功率最高可達(dá)600W，與電力電子控制器單個(gè)功率模塊的最大導(dǎo)通損耗保持一致，且散熱源模塊與單個(gè)功率模塊的散熱面積相同，裝配位置相同，因此該散熱源模塊可用于模擬現(xiàn)有功率模塊的發(fā)熱情況。
[0075]以上通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，該實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，其并非對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下對(duì)二極管的數(shù)量及分布方式、熱電偶的布置方式等方面通過(guò)任何修改、等同替換、改進(jìn)等方式所獲得的所有其它實(shí)施例，均應(yīng)視為在本發(fā)明所保護(hù)的技術(shù)范疇內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模塊化散熱源裝置，其特征在于，包括散熱源模塊、散熱源壓板(2)，所述散熱源模塊通過(guò)散熱源壓板(2)固定在散熱器的基板上，所述散熱源模塊包括二極管壓板(4)、導(dǎo)熱板(8)和N個(gè)二極管(6),其中N為偶數(shù)； 二極管(6)，通過(guò)二極管壓板(4)固定在導(dǎo)熱板(8)上，其關(guān)于導(dǎo)熱板(8)的橫向中心線上下對(duì)稱，關(guān)于導(dǎo)熱板(8)的縱向中心線左右對(duì)稱，所述二極管(6)依次串聯(lián)并與外接電源組成一回路； 導(dǎo)熱板(8)，其橫向中心線與散熱器基板的橫向中心線重合，縱向中心線與散熱器基板的縱向中心線重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化散熱源裝置，其特征在于，所述二極管(6)的數(shù)量為大于等于6的偶數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊化散熱源裝置，其特征在于，所述二極管(6)分為兩排，且關(guān)于導(dǎo)熱板(8)的橫向中心線上下對(duì)稱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊化散熱源裝置，其特征在于，所述導(dǎo)熱板(8)的底面與散熱器的基板之間設(shè)有一界面材料層(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊化散熱源裝置，其特征在于，所述散熱器為水冷式散熱器，散熱器的基板為水冷板(9 )，所述散熱源模塊固定在水冷板(9 )上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊化散熱源裝置，其特征在于，所述散熱器為風(fēng)冷式散熱器，其包括風(fēng)冷基板和若干翅片，所述散熱源模塊固定在風(fēng)冷基板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊化散熱源裝置，其特征在于，所述二極管(6)與導(dǎo)熱板(8)之間設(shè)有導(dǎo)熱絕緣墊片(J)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊化散熱源裝置，其特征在于，所述二極管壓板(4)和二極管(6 )之間設(shè)有第二絕緣泡沫層(5 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊化散熱源裝置，其特征在于，所述散熱源壓板(2)和二極管壓板(4 )之間設(shè)有第一絕緣泡沫層(3 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模塊化散熱源裝置，其特征在于，所述散熱源壓板(2)上安裝有線束固定架(I)。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塊化散熱源裝置，其特征在于，所述界面材料層(10)的厚度小于0.1mm。
12.—種具有模塊化散熱源裝置的熱阻測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，包括散熱源模塊、散熱源壓板(2 )和熱電偶，所述散熱源模塊通過(guò)散熱源壓板(2 )固定在散熱器的基板上，所述散熱源模塊包括二極管壓板(4)、導(dǎo)熱板(8)和N個(gè)二極管(6)，其中N為偶數(shù)； 二極管(6)，通過(guò)二極管壓板(4)固定在導(dǎo)熱板(8)上，其關(guān)于導(dǎo)熱板(8)的橫向中心線上下對(duì)稱，關(guān)于導(dǎo)熱板(8)的縱向中心線左右對(duì)稱，所述二極管(6)依次串聯(lián)并與外接電源組成一回路； 導(dǎo)熱板(8 )，其底面與散熱器基板之間設(shè)有一界面材料層(10 )，導(dǎo)熱板(8 )的橫向中心線與散熱器基板的橫向中心線重合，縱向中心線與散熱器基板的縱向中心線重合； 熱電偶，數(shù)量為N個(gè)，每個(gè)二極管(6)的空腳PIN處靠近的導(dǎo)熱板(8)上表面設(shè)有一個(gè)熱電偶。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱阻測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述二極管(6)的數(shù)量為大于等于6的偶數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱阻測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)二極管(6)的輸出端設(shè)有熱電偶，用于監(jiān)測(cè)二極管結(jié)溫是否超過(guò)最大允許溫度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱阻測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)熱板(8)的上表面還設(shè)有兩個(gè)參考熱電偶，所述兩個(gè)參考熱電偶在橫向方向上分別位于N個(gè)熱電偶的兩側(cè)。
16.一種利用權(quán)利要求12所述的熱阻測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行熱阻測(cè)試的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)導(dǎo)熱板(8)的上表面上設(shè)置N個(gè)熱電偶，每個(gè)熱電偶對(duì)應(yīng)位于一個(gè)二極管(6)的空腳PIN處，采集導(dǎo)熱板(8)上不同位置的溫度1\、T2、……Tn; 2)測(cè)量每個(gè)二極管(6)的輸入端與輸出端之間的電壓值％、V2、……Vn; 3)根據(jù)以下公式計(jì)算散熱器的熱阻值Rth (tim-coolant) P=I X (V1 + V2 +……+Vn)； T (copper plate) = (Tl+T2 +......+ ΤΝ) /Ν ；Rth(copper plate-coolant) ^ (copper plate) ^ (coolant) ^ ^ ? Rth(copper p]_ate) L/ (入 XA)；Rth (tim—cooiant) Rth (copper plate-coolant)(copper plate) ? 其中，P為二極管上總的功率損耗，I為恒定的輸入電流，T(rappOT plate)為溫度穩(wěn)定工況下導(dǎo)熱板上表面的平均溫度，Rth(copper plate-coolant) 為導(dǎo)熱板到冷卻媒質(zhì)的熱阻值，T(coolant)為冷卻媒質(zhì)的溫度，Rth(c;_CTplatd為導(dǎo)熱板自身的熱阻值，L為導(dǎo)熱板的厚度，λ為導(dǎo)熱板的導(dǎo)熱系數(shù)汸為導(dǎo)熱板的散熱面積，Rth(tim__lant)為散熱器的熱阻值，其包括界面材料層自身的熱阻值、散熱器自身的熱阻值、散熱器與冷卻媒質(zhì)的表面換熱熱阻值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的熱阻測(cè)試方法，其特征在于，所述散熱器為水冷板(9)，Rthicopper Piate-C00iant)為導(dǎo)熱板到冷卻液的熱阻值，T(coolant)為冷卻液的溫度，Rth(tim_coolant)為水冷板的熱阻值，其包括界面材料層自身的熱阻值、水冷板自身的熱阻值、水冷板與冷卻液的表面換熱熱阻值。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的熱阻測(cè)試方法，其特征在于，所述散熱器為風(fēng)冷式散熱器，其包括風(fēng)冷基板和若干翅片，Rth(copper plate-coolant) 為導(dǎo)熱板到冷卻風(fēng)的熱阻值，T(coolant) 為冷卻風(fēng)的溫度，Rth(tiffl_coolant)為風(fēng)冷基板和翅片的熱阻值，其包括界面材料層自身的熱阻值、散熱器自身的熱阻值、散熱器與冷卻風(fēng)的表面換熱熱阻值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模塊化散熱源裝置，該散熱源裝置包括散熱源模塊、散熱源壓板，散熱源模塊通過(guò)散熱源壓板固定在散熱器基板上，散熱源模塊包括二極管壓板、導(dǎo)熱板和N個(gè)二極管，其中N為偶數(shù)；二極管通過(guò)二極管壓板固定在導(dǎo)熱板上，其關(guān)于導(dǎo)熱板的橫向中心線上下對(duì)稱，關(guān)于導(dǎo)熱板的縱向中心線左右對(duì)稱，二極管串聯(lián)并與外接電源組成一回路；導(dǎo)熱板底面與散熱器基板之間設(shè)有一界面材料層，導(dǎo)熱板的橫向中心線、縱向中心線分別與散熱器基板的橫向中心線、縱向中心線重合。本發(fā)明還公開了一種熱阻測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法。本發(fā)明不但可以準(zhǔn)確地得到散熱器的熱阻值，而且適用于各種散熱器的熱阻測(cè)試。
【IPC分類】G01N25-20, H05K7-20
【公開號(hào)】CN104582426
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310520877
【發(fā)明人】何挺, 高喆, 張亮
【申請(qǐng)人】聯(lián)合汽車電子有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月28日