[發明專利]一種液冷絕緣式散熱器

有效

• 申請號: 201310433258.6
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103500734A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 張永亮
• 申請（專利權）人: 張永亮
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473;H01L23/367;H01L23/58
• 代理公司: 濰坊正信專利事務所 37216
• 代理人: 王秀芝

技術領域

本發明涉及散熱器技術領域，尤其涉及一種液冷絕緣式散熱器。

背景技術

目前，中高壓電氣傳動裝置由于受電力半導體器件自身絕緣水平的限制，使用中的電力半導體器件一般都與電氣傳動裝置的外殼或接地部分全部絕緣?，F在對電力半導體器件普遍采用兩種冷卻方式進行冷卻：一種是電力半導體器件以及散熱器與其它部件絕緣，采用直接風冷的方式；另一種是電力半導體器件以及散熱器用去離子水循環冷卻。但是，無論哪一種方式都使高壓電氣傳動裝置的冷卻系統比較龐大和復雜，限制了高壓電氣傳動裝置的使用范圍。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種液冷絕緣式散熱器，能同時滿足散熱、絕緣和體積小的要求，使高壓電氣傳動裝置能滿足一些特殊環境的要求。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種液冷絕緣式散熱器，包括：導熱基板，所述導熱基板的內部設有基板通孔，所述基板通孔的延伸方向與所述導熱基板的延伸方向一致；液體冷卻管，所述液體冷卻管穿過所述基板通孔，所述液體冷卻管具有進液端及出液端；以及導熱絕緣材料，所述導熱絕緣材料設置于所述基板通孔的孔壁與所述液體冷卻管之間，使所述導熱基板與所述液體冷卻管相互絕緣。

優選，所述液體冷卻管為U形管；所述基板通孔相應設置為兩個。

優選，所述液體冷卻管為由多個U形管串接形成的盤管；所述基板通孔相應設置有多個。

優選，所述液冷絕緣式散熱器還包括用于檢測所述導熱絕緣材料的絕緣性能的絕緣監視器。

優選，所述絕緣監視器包括電流傳感器，所述電流傳感器通過檢測流過所述液體冷卻管的電流實現對所述導熱絕緣材料的絕緣性能的監視。

優選，所述絕緣監視器分別與所述液體冷卻管、所述導熱基板電連接，通過檢測所述導熱基板與所述液體冷卻管之間的電壓實現對所述導熱絕緣材料的絕緣性能的監視。

優選，所述導熱絕緣材料包括添加有氮化硼粉末的導熱硅膠；所述導熱基板包括鋁板或銅板；所述液體冷卻管包括鋁管或銅管。

由于采用了上述技術方案，本發明的液冷絕緣式散熱器包括：導熱基板，在導熱基板的內部設有與其延伸方向一致的基板通孔，液體冷卻管穿過基板通孔，基板通孔的孔壁與液體冷卻管之間設置有導熱絕緣材料，使導熱基板與液體冷卻管相互絕緣。本發明的液冷絕緣式散熱器散熱過程為：功率半導體器件與導熱基板貼合，功率半導體器件產生的熱量經過導熱基板、導熱絕緣材料傳遞到液體冷卻管，由液體冷卻管內部流動的介質將熱量帶走，實現對功率半導體器件散熱冷卻的目的。由于基板通孔的延伸方向與導熱基板的延伸方向一致，在導熱基板尺寸一定的情況下，穿過基板通孔的液體冷卻管的散熱面積大，提高了散熱器的散熱效果。基板通孔與液體冷卻管之間設置的導熱絕緣材料，達到了使導熱基板與液體冷卻管之間既能傳熱又相互絕緣的目的。

由于本發明的液冷絕緣式散熱器還進一步設置有絕緣監視器，可通過兩種方式來檢測導熱絕緣材料的絕緣性能。一種方式：絕緣監視器包括電流傳感器，電流傳感器檢測流過液體冷卻管的電流實現對導熱絕緣材料絕緣性能的監視，電流越小，表明導熱絕緣材料的絕緣性能越高。另一種方式：絕緣監視器分別與液體冷卻管、導熱基板電連接，通過檢測導熱基板與液體冷卻管之間的電壓實現對導熱絕緣材料絕緣性能的監視，電壓越高，表明導熱絕緣材料的絕緣性能越高。

綜上，本發明的液冷絕緣式散熱器能同時滿足散熱、絕緣和體積小的要求，使高壓電氣傳動裝置能滿足一些特殊環境的要求。

附圖說明

圖1是本發明實施例一的結構剖視示意圖；

圖2是本發明實施例二的結構剖視示意圖；

圖中：1-液體冷卻管；2-導熱基板；3-導熱絕緣材料；4-絕緣監視器。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步非限制性的說明。

實施例一

如圖1所示，本實施例的液冷絕緣式散熱器，包括：導熱基板2，在導熱基板2的內部設有基板通孔，其中，基板通孔的延伸方向與導熱基板2的延伸方向一致；液體冷卻管1，液體冷卻管1穿過基板通孔，液體冷卻管1具有進液端及出液端；在基板通孔的孔壁與液體冷卻管1之間環設有導熱絕緣材料3，導熱絕緣材料3的設置使導熱基板2與液體冷卻管1之間既能傳熱又能相互絕緣。

本實施例中，液體冷卻管1設置為U形管；其進液端及出液端均位于導熱基板2的同一側；基板通孔相應地設置為兩個。