機車功率模塊風冷散熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機車功率模塊風冷散熱裝置。包括：基板，基板的一側(cè)表面固定設(shè)置有功率元件，基板的另一側(cè)固定設(shè)置有用于散熱的散熱肋片組，基板內(nèi)埋設(shè)有至少兩根導(dǎo)熱能力大于基板的熱管，熱管的一端位于功率元件在基板上的投影區(qū)域內(nèi)，熱管的另一端位于功率元件在基板上的投影區(qū)域外。本發(fā)明提供的機車功率模塊風冷散熱裝置，通過熱管的設(shè)置，將散熱裝置基板上熱量較大的區(qū)域的熱量傳遞到基板上熱量較小的區(qū)域，使散熱裝置的極板達到均溫的狀態(tài)，再由散熱肋片組進行散熱，從而提高基板的散熱能力，實現(xiàn)了對功率元件的快速散熱，提高了散熱裝置的散熱效率。
【專利說明】機車功率模塊風冷散熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路車輛制造技術(shù)，尤其涉及一種機車功率模塊風冷散熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力機車的功率模塊用于對功率形式進行轉(zhuǎn)換，例如，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，高壓變低壓等。功率模塊在工作時會發(fā)熱，需要及時將熱量散發(fā)出去，否則功率模塊會因熱量過高而燒損。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用風冷散熱技術(shù)。風冷散熱就是功率模塊中的發(fā)熱元件在工作過程中產(chǎn)生的熱量傳遞到散熱器基板，再由基板傳遞到散熱器的散熱肋片上，通過強迫循環(huán)風將熱量帶走。
[0004]由于現(xiàn)有技術(shù)中的散熱器基板的導(dǎo)熱能力有限，使得散熱器基板到散熱器肋片之間的熱量傳遞速度也很有限，從而強迫循環(huán)風能從肋片上帶走的每個單位區(qū)域的熱量也受到限制，因此，當發(fā)熱元件功率增加而引發(fā)功率模塊的發(fā)熱量增大時，功率模塊中散熱器散熱效率受限就很可能導(dǎo)致發(fā)熱元件溫度過高，燒損發(fā)熱元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種機車功率模塊風冷散熱裝置，提高基板的散熱能力，進而實現(xiàn)對功率元件的快速散熱，提高散熱裝置的散熱效率。
[0006]本發(fā)明提供一種機車功率模塊風冷散熱裝置，包括:基板，基板的一側(cè)表面固定設(shè)置有功率元件，基板的另一側(cè)固定設(shè)置有用于散熱的散熱肋片組，基板內(nèi)埋設(shè)有至少兩根導(dǎo)熱能力大于基板的熱管，熱管的一端位于功率元件在基板上的投影區(qū)域內(nèi)，熱管的另一端位于功率元件在基板上的投影區(qū)域外。
[0007]如上所述的機車風冷散熱功率模塊，其中，熱管為直管，至少兩根熱管分別由功率元件向基板邊緣延伸。
[0008]如上所述的機車風冷散熱功率模塊，其中，功率元件呈長方體狀；熱管的總數(shù)為11根，功率元件在基板上的投影為矩形，9根熱管分別對應(yīng)矩形的投影區(qū)域的三個邊設(shè)置，余下的兩根熱管對應(yīng)投影區(qū)域的余下一個邊設(shè)置。
[0009]如上所述的機車風冷散熱功率模塊，其中，熱管內(nèi)充有冷媒，冷媒的導(dǎo)熱系數(shù)大于基板。
[0010]本發(fā)明提供的機車功率模塊風冷散熱裝置，通過熱管的設(shè)置，將散熱裝置基板上熱量較大的區(qū)域的熱量傳遞到基板上熱量較小的區(qū)域，使散熱裝置達到均溫的狀態(tài)，再由散熱肋片組進行散熱，從而提高基板的散熱能力，實現(xiàn)了對功率元件的快速散熱，提高了散熱裝置的散熱效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明機車功率模塊風冷散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0012]圖2為本發(fā)明機車功率模塊風冷散熱裝置的熱管分布示意圖。
[0013]附圖標記說明:
[0014]101-基板；102-功率元件；
[0015]103-散熱肋片組；104-熱管。
【具體實施方式】
[0016]圖1為本發(fā)明機車功率模塊風冷散熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實施例提供的機車功率模塊風冷散熱裝置，包括:基板101，基板101的一側(cè)表面固定設(shè)置有功率元件102，基板101的另一側(cè)固定設(shè)置有用于散熱的散熱肋片組103，基板101內(nèi)埋設(shè)有至少兩根導(dǎo)熱能力大于基板101的熱管104，熱管104的一端位于功率元件102在基板101上的投影區(qū)域內(nèi)，熱管104的另一端位于功率元件102在基板101上的投影區(qū)域外。
[0017]具體地，該基板101的材質(zhì)可以為銅或鋁等具有良好導(dǎo)熱能力的材料，用于將功率元件102的熱量傳遞到散熱肋片組103進行散熱。基板可以為矩形平板，本實施例不對基板101的形狀和材質(zhì)進行限制。在這里，熱管104可以固定嵌設(shè)在基板101內(nèi)、且緊鄰功率元件102的一側(cè)表面下方，以不影響功率元件102與基板101之間的固定連接。
[0018]進一步地，熱管104可以為直管，用于將基板101上熱量較大的區(qū)域的熱量傳遞到熱量較小的區(qū)域，進而由散熱肋片組103進行散熱。至少兩根熱管104分別由功率元件102向基板101邊緣延伸，并且熱管104內(nèi)充有冷媒，冷媒的導(dǎo)熱系數(shù)大于基板101，即基板101所采用的材料的導(dǎo)熱系數(shù)小于冷媒的導(dǎo)熱系數(shù)，因而可以快速地將功率元件102的發(fā)出的熱量傳遞到散熱裝置基板101的整個平面，使散熱裝置達到均溫的狀態(tài)，再由散熱肋片組103進行散熱，以實現(xiàn)功率模塊的快速散熱。
[0019]本實施例提供的機車功率模塊風冷散熱裝置，通過熱管104的設(shè)置，將散熱裝置基板101上熱量較大的區(qū)域的熱量傳遞到基板101上熱量較小的區(qū)域，使散熱裝置達到均溫的狀態(tài)，再由散熱肋片組103進行散熱，從而提高基板101的散熱能力，實現(xiàn)了對功率元件102的快速散熱，提高了散熱裝置的散熱效率。
[0020]圖2為本發(fā)明機車功率模塊風冷散熱裝置的熱管分布示意圖。如圖2所示，本實施例提供的機車功率模塊風冷散熱裝置中，上述功率元件102可以為IGBT模塊，該IGBT模塊可呈長方體狀，優(yōu)選地，上述熱管104的總數(shù)可以為11根；IGBT模塊可固定設(shè)置在基板101的表面上，且IGBT模塊在基板101上的投影為一矩形，9根熱管104可以分別對應(yīng)矩形的投影區(qū)域的三個邊設(shè)置，余下的兩根熱管104可以對應(yīng)投影區(qū)域的余下一個邊設(shè)置，這樣，可以更均勻地將IGBT模塊在工作中發(fā)出的熱量快速、均勻地傳遞到散熱裝置基板101的整個平面，使散熱裝置達到均溫的狀態(tài)，再由散熱肋片組103進行散熱，從而提高基板的散熱能力，實現(xiàn)對功率元件102的快速散熱。
[0021]具體地，熱管104的個數(shù)可以根據(jù)實際的功率元件102的設(shè)置來確定，熱管104在基板101內(nèi)均勻分布，從而可以將基板101上熱量較大的區(qū)域的熱量均勻地傳遞到熱量較低的區(qū)域，使散熱裝置達到均溫的狀態(tài)，再由散熱肋片組103進行散熱。本實施例不對熱管104的個數(shù)和熱管104在基板101中的分布進行限制。
[0022]本實施例提供的機車功率模塊風冷散熱裝置，通過11根熱管104的均勻設(shè)置，將IGBT元件在工作中發(fā)出的熱量快速、均勻地傳遞到散熱裝置基板101的整個平面，使散熱裝置達到均溫的狀態(tài)，然后由散熱肋片組103進行散熱，從而提高基板的散熱能力，實現(xiàn)對功率元件的快速散熱。
[0023]最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種機車功率模塊風冷散熱裝置,其特征在于,包括:基板，所述基板的一側(cè)表面固定設(shè)置有功率元件，所述基板的另一側(cè)固定設(shè)置有用于散熱的散熱肋片組，所述基板內(nèi)埋設(shè)有至少兩根導(dǎo)熱能力大于所述基板的熱管，所述熱管的一端位于所述功率元件在所述基板上的投影區(qū)域內(nèi)，所述熱管的另一端位于所述功率元件在所述基板上的投影區(qū)域外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機車風冷散熱功率模塊，其特征在于，所述熱管為直管，所述至少兩根熱管分別由所述功率元件向所述基板邊緣延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機車風冷散熱功率模塊，其特征在于，所述功率元件呈長方體狀；所述熱管的總數(shù)為11根，所述功率元件在所述基板上的投影為矩形，9根所述熱管分別對應(yīng)所述矩形的所述投影區(qū)域的三個邊設(shè)置，余下的兩根所述熱管對應(yīng)所述投影區(qū)域的余下一個邊設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的機車風冷散熱功率模塊，其特征在于，所述熱管內(nèi)充有冷媒，所述冷媒的導(dǎo)熱系數(shù)大于所述基板。
【文檔編號】H05K7/20GK103796476SQ201210425894
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月30日
【發(fā)明者】孫杰 申請人:中國北車集團大同電力機車有限責任公司