[實用新型]變流器功率模塊雙面水冷散熱基板

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920254225.4
• 申請日: 2009-10-24
• 公開（公告）號: CN201594787U
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳廣泰;劉革莉;姚小強
• 申請（專利權(quán)）人: 永濟新時速電機電器有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 山西太原科衛(wèi)專利事務(wù)所 14100
• 代理人: 朱源

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及鐵路機車、動車組及工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及大功率變流器冷卻技術(shù)，具體為變流器功率模塊雙面水冷散熱基板。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，大功率變流器得到了廣泛應(yīng)用，功率模塊作為變流器的核心部件，其冷卻技術(shù)十分關(guān)鍵，直接影響著變流器運行的可靠性?，F(xiàn)有功率模塊的主要的冷卻方式有：自然冷卻、強迫風(fēng)冷、熱管冷卻、油循環(huán)冷卻、水循環(huán)冷卻、沸騰冷卻等，其中水循環(huán)冷卻以其冷卻效果好、散熱基板體積小，特別是可以與系統(tǒng)中其他需要冷卻的部件共用同一個水循環(huán)系統(tǒng)而越來越得到廣泛運用。

目前，國內(nèi)變流器功率模塊的散熱，特別是大功率變流器的散熱，主要采用強迫風(fēng)冷、熱管冷卻或行走風(fēng)自然冷卻方式，這些散熱方式都是散熱器散熱基板單面散熱，對功率器件的散熱效果較差，且散熱基板體積較大；而國外技術(shù)雖然采用雙面散熱基板，但是多采用散熱基板與散熱翅片一體成型的技術(shù)，制造工藝復(fù)雜、成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型為了解決現(xiàn)有大功率變流器功率模塊散熱器，體積偏大、散熱效果不佳、制造工藝復(fù)雜成本較高的問題，提供了一種新型變流器功率模塊雙面水冷散熱基板。

本實用新型具體采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：包括由上蓋板和下基板釬焊而成的散熱基板，下基板端面設(shè)有連接水道和外部循環(huán)水的進水口和出水口，上蓋板和下基板的外表面(根據(jù)功率部件通常的安裝位置，所述外表面是指上蓋板的上表面和下蓋板的下表面)上開有安裝孔，在下基板的內(nèi)表面(即下基板與上蓋板的相互接觸面)上開設(shè)槽型水道，水道中放置有通過規(guī)律性折彎而形成的方波狀散熱翅片。

所述水道是在下基板內(nèi)表面上加工出水槽，水槽中放置經(jīng)過設(shè)計的散熱翅片，使用變形小、接頭光滑美觀的真空釬焊技術(shù)，將上蓋板與下基板焊接在一起，形成密封的水道，這樣IGBT(本裝置所述功率器件主要是指IGBT)工作時耗散的熱量通過熱傳導(dǎo)的方式傳輸?shù)缴岢崞?，再通過散熱翅片傳輸?shù)嚼鋮s液(循環(huán)水)，由冷卻液循環(huán)帶走，保證IGBT結(jié)溫不超過額定結(jié)溫，達到正常工作的目的。下基板端面設(shè)置有循環(huán)水進出口，全部使用快速水接頭，方便水冷散熱基板與水循環(huán)系統(tǒng)的連接，連接分離時具有快捷、方便、安全的特點，快速水接頭可選用STAUBLI公司的工業(yè)水連接器。水道中的冷卻液可采用水和乙二醇的混合液體，比例可根據(jù)功率器件使用環(huán)境的溫度進一步確定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的變流器功率模塊雙面水冷散熱基板具有如下有益效果：本裝置散熱基板體積更小并且可以雙面安裝功率器件進行散熱，散熱效果更好，提高了大功率變流器功率模塊的散熱效果，使變流器能夠更加可靠的運行；同時，采用水冷卻的散熱模式可共用變流器循環(huán)水系統(tǒng)進行散熱，技術(shù)上使用了特殊設(shè)計的散熱翅片，一方面降低了散熱基板的熱阻提高了散熱效率，另一方面降低了制作工藝的難度、減少了制作成本。

附圖說明

圖1為本實用新型所述變流器功率模塊雙面水冷散熱基板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖3為圖1的俯視圖；

圖4為本實用新型所述水道的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型雙面固定功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖1的A-A剖視圖；

圖7圖6中散熱翅片的放大圖；

圖8為本實用新型所述變流器功率模塊雙面水冷散熱基板的安裝示意圖。

圖中：1-上蓋板，2-下基板，3-快速水接頭，4-散熱翅片，5-出水口，6-進水口，7-安裝孔，8-功率器件IGBT，9-水道。

具體實施方式

變流器功率模塊雙面水冷散熱基板，包括由蓋板1和下基板2釬焊而成的散熱基板，下基板2端面設(shè)有連接水道9和外部循環(huán)水的進水口6和出水口5，上蓋板1和下基板2的外表面(根據(jù)功率部件通常的安裝位置，所述外表面是指上蓋板的上表面和下蓋板的下表面)上開有安裝孔7，在下基板2的內(nèi)表面(即下基板2與上蓋板1的相互接觸面)上開設(shè)槽型水道9，水道9中放置有通過規(guī)律性折彎而形成的方波狀散熱翅片4。