一种高功率IGBT元件组的风冷散热器的制作方法

一种高功率igbt元件组的风冷散热器
技术领域
1.本实用新型属于高功率密度电力芯片igbt散热器件领域，具体涉及一种高功率igbt元件组的风冷散热器。


背景技术：

2.随着电力行业的快速发展，高功率密度电力芯片igbt的技术快速进步，igbt的发热量逐年攀升，达到200～600w级，且igbt经常密集联用、组成元件组（igbt数量＞2个），导致局部热流过高，散热成为重大课题。传统的igbt风冷散热模组，均热能力较差，导致igbt的热量聚集难以有效散开，结温处在较高水平。因此，开发一种新型、性能高的风冷散热系统是当前所需要解决的主要问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于为了解决以上现有技术的不足而提供一种高功率igbt元件组的风冷散热器，均热板+翅片的结构，利用均热板的二维高热导率，快速消除igbt的局部热点，并提升整个散热翅片组的温度均匀性和平均温度，提升气-固换热温差，并最终提升igbt元件组的散热性能。
4.本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种高功率igbt元件组的风冷散热器，包括第一均热板，第二均热板，散热翅片，所述散热翅片夹设在所述第一均热板和第二均热板之间，在第一均热板的外侧板面上设置有第一igbt元件，第二均热板的外侧板面上设置有第二igbt元件。
6.进一步地，所述的高功率igbt元件组的风冷散热器，所述第一均热板和第二均热板均与所述散热翅片的基板连接。
7.进一步地，所述的高功率igbt元件组的风冷散热器，在所述第一均热板和/或所述第二均热板的底端通过设置连接件固定有散热风扇，所述散热风扇正对所述散热翅片。
8.进一步地，所述的高功率igbt元件组的风冷散热器，所述第一igbt元件和所述第二igbt元件的设置数量均为多个。
9.进一步地，所述的高功率igbt元件组的风冷散热器，所述第一igbt元件和所述第二igbt元件均可拆卸的设置在对应的第一均热板和第二均热板的外侧板面上。
10.进一步地，所述的高功率igbt元件组的风冷散热器，所述第一均热板与所述第一igbt元件，所述第二均热板与所述和所述第二igbt元件连接的界面上均设置有用以消除接触热阻的热界面材料层。
11.进一步地，所述的高功率igbt元件组的风冷散热器，所述第一均热板、第二均热板和散热翅片成一体化设置。
12.更进一步地，所述的高功率igbt元件组的风冷散热器，所述第一igbt元件的设置数量大于所述第二igbt元件的设置数量。
13.更进一步地，所述的高功率igbt元件组的风冷散热器，所述连接件为钣金件。
14.本实用新型提供的高功率igbt元件组的风冷散热器中，第一均热板和第二均热板均可采用但不限于铜-水组合、铜-乙醇组合、铝-氨组合等多种形式，具体取决于散热系统的工作温度范围和散热总功率范围。第一均热板和第二均热板内部毛细结构可采用但不限于丝网、铜粉、泡沫金属、烧结纤维毡、槽道等结构，或上述结构的某些复合结构。第一均热板和第二均热板可采用整张结构，也可采用多张小均热板进行拼接的结构。第一均热板和第二均热板与散热翅片之间可采用包括但不限于扩散焊、钎焊、导热胶粘、固化型热界面材料等方式进行连接，以消除接触热阻。第一均热板和第二均热板与igbt元件之间可采用螺栓等可拆卸方式连接，在界面上设置热界面材料层，以消除接触热阻，可采用包括但不限于硅脂、硅胶垫、液态金属导热膏等。所述散热翅片可采用但不限于铜、铝、铝合金等材质，优先选择铜或铝材质。翅片结构可采用但不限于平直翅片、波纹翅片等形式，且翅片表面可选择性增加坑、凸起、开缝等扰流结构以进一步提升与空气的换热性能。所述散热翅片可通过两块平基板组成整体，翅片与基板的组合体可采用但不限于钎焊、激光焊接、铸造、铲翅、挤压等方式进行加工。所述第一均热板、第二均热板和散热翅片可成一体化设置，即散热翅片的基板就是均热板的一侧壳板，这样可以消除翅片基板与均热板之间的接触热阻。所述散热风扇可采用但不限于轴流风机、离心式风机、涵道风扇等，风扇的尺寸、风量、风压可依据所需的散热总功率和散热翅片的结构、流动阻力进行选型。散热风扇可采用调压或pwn控制等方式，基于igbt内部芯片中的温度传感器，根据随电负载而实时变化的发热总功率，适时调节风扇转速，实现进一步的散热节能。
15.本实用新型提供的高功率igbt元件组的风冷散热器，第一igbt元件除了利用靠近第一均热板进行散热外，还可利用靠近第一均热板侧的翅片区域进行散热来提升散热能力，实现了散热能力的自适应调节。
16.本实用新型提供的高功率igbt元件组的风冷散热器采用均热板+翅片的结构，利用均热板的二维高热导率，快速消除igbt的局部热点，并提升整个散热翅片组的温度均匀性和平均温度，提升气-固换热温差，并最终提升igbt元件组的散热性能。特别地，本实用新型还设计成双侧安装igbt的结构，当系统两侧的igbt元件组的发热总功率存在差异时，高功率一侧可利用低功率一侧的翅片区域进行辅助散热，在不增加系统体积的前提下，实现散热能力的自适应调节。本实用新型提供的高功率igbt元件组的风冷散热器可组装在igbt整流柜等电力柜中，为igbt提供散热。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例中所述的高功率igbt元件组的风冷散热器示意图；
18.图2为本实用新型实施例中所述的高功率igbt元件组的风冷散热器底部示意图；
19.图3为本实用新型实施例中所述的高功率igbt元件组的风冷散热器俯视图；
20.以上图1-图3中，1为第一均热板，2为第二均热板，3为散热翅片，4为第一igbt元件，5为第二igbt元件，6为散热风扇，7为连接件。
具体实施方式
21.实施例1
22.如图1所示，为一种高功率igbt元件组的风冷散热器结构示意图，包括第一均热板
1，第二均热板2，散热翅片3，所述散热翅片3夹设在所述第一均热板1和第二均热板2之间，在第一均热板1的外侧板面上设置有第一igbt元件4，第二均热板2的外侧板面上设置有第二igbt元件5，所述第一igbt元件4和所述第二igbt元件5均可拆卸的设置在对应的第一均热板1和第二均热板2的外侧板面上。
23.所述第一均热板1和第二均热板2均与所述散热翅片3的基板连接，在所述第一均热板1和/或所述第二均热板2的底端通过设置连接件7固定有散热风扇6，所述散热风扇6正对所述散热翅片3，所述连接件7为钣金件。
24.所述第一igbt元件4和所述第二igbt元件5的设置数量均为多个，所述第一igbt元件4的设置数量大于所述第二igbt元件5的设置数量。
25.所述第一均热板1与所述第一igbt元件4，所述第二均热板2与所述和所述第二igbt元件5连接的界面上均设置有用以消除接触热阻的热界面材料层。所述第一均热板1、第二均热板2和散热翅片3成一体化设置。
26.本实用新型提供的高功率igbt元件组的风冷散热器，第一igbt元件除了利用第一均热板区域进行散热外，还可利用靠近第一均热板侧的翅片区域进行散热来提升散热能力，同样第二igbt元件除了利用第二均热板区域进行散热外，还可利用靠近第二均热板侧的翅片区域进行散热来提升散热能力，实现了散热能力的自适应调节。
27.本实用新型提供的高功率igbt元件组的风冷散热器采用均热板+翅片的结构，利用均热板的二维高热导率，快速消除igbt的局部热点，并提升整个散热翅片组的温度均匀性和平均温度，提升气-固换热温差，并最终提升igbt元件组的散热性能。特别地，本实用新型还设计成双侧安装igbt的结构，当系统两侧的igbt元件组的发热总功率存在差异时，高功率一侧可利用低功率一侧的翅片区域进行辅助散热，在不增加系统体积的前提下，实现散热能力的自适应调节。本实用新型提供的高功率igbt元件组的风冷散热器可组装在igbt整流柜等电力柜中，为igbt提供散热。