[實用新型]一種并聯型IGBT的散熱結構

有效

• 申請號: 201320338576.X
• 申請日: 2013-06-13
• 公開（公告）號: CN203607391U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 劉剛;孫健;徐明明;翟超;夏克鵬;汪海濤;王青龍
• 申請（專利權）人: 許繼電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L23/467
• 分類號: H01L23/467;H01L23/367
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本實用新型涉及一種散熱結構，具體涉及一種并聯型IGBT的散熱結構。?

背景技術

隨著市場對兆瓦級大功率變流器的需求與日俱增，IGBT并聯方案目前已成為一種趨勢。由于IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）綜合了GTR和MOSFET既具有大電流、低飽和壓降，又具有高輸入阻抗、驅動簡單和開關頻率高等優點，特別適合于應用于中高頻、中大功率的情況。IGBT作為一種大功率大電流高耐壓的半導體器件，在電子電路中它就像一個開關器件，當單個主開關器件的容量不能滿足功率要求時，通常用兩種方法來提高功率等級：一是直接選用更大功率等級的器件；二是采用功率等級較小、市場貨源充足、驅動功率低且線路簡單的IGBT模塊,通過串、并聯來滿足耐壓、耐流等級的要求。?

由于單純采用高功率等級IGBT模塊將大大提高產品成本和驅動電路的復雜性，因此采用多管并聯的方式提高電流定額以滿足工業要求。這主要源于IGBT并聯能夠提供更高電流密度、均勻熱分布、靈活布局以及較高性價比等優勢。但是由于并聯的IGBT自身參數的不一致及電路布局的不對稱，勢必會引起器件電流分配不均衡，嚴重時會使器件失效甚至損壞主電路；并聯IGBT之間的功耗及冷卻差異會引起工作結溫不同，進而也會影響IGBT的動態和靜態特性，使電流出現不平衡。因此大功率電力電子器件并聯運行時，要求對稱的散熱條件，以達到結溫飽和壓降平衡。?

如何保證大功率器件的熱平衡分布成為產品可靠性的重要問題。目前普?通鋁型材散熱器在并聯放置大功率器件時，安裝結構如圖1和圖2所示，第一個IGBT元件1和第二個IGBT元件2順次并行放置于進風口與出風口之間的散熱器本體1上，冷卻風對第一個IGBT冷卻后再順次對第二個IGBT進行冷卻，這樣會出現第二個IGBT的冷卻風比第一個IGBT的冷卻風溫度高的問題，導致第二個IGBT的冷卻效果次于第一個IGBT的冷卻效果，引起2個IGBT的熱分布不均勻，進而使電流出現不平衡，其熱分布圖如圖3所示，第二個IGBT的熱量明顯高于第一個IGBT的熱量，影響了IGBT功率模塊的并聯特性。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種并聯型IGBT的散熱結構，以解決現有散熱結構熱分布不均勻的問題。?

為了實現以上目的，本實用新型所采用的技術方案是：一種并聯型IGBT的散熱結構，包括散熱器本體和本體其中一面上所設的位于進風口與出風口之間的散熱葉片，所述散熱器本體的另一面用于在對應于進風口和出風口之間順次安裝兩個并聯的IGBT元件，所述進風口側對應于第一個IGBT安裝位置的散熱葉片的高度低于出風口側對應于第二個IGBT安裝位置的散熱葉片的高度。?

所述進風口側對應于第一個IGBT安裝位置的散熱葉片的高度為出風口側對應于第二個IGBT安裝位置的散熱葉片的高度的75%。?

本實用新型的并聯型IGBT散熱結構及其功率模塊采用進風口側對應于第一個IGBT元件安裝位置的散熱葉片高度低于出風口側對應于第二個IGBT元件安裝位置的散熱葉片高度的結構，使進風口部分散熱能力低，出風口部分散熱能力強，可有效降低前一個IGBT對后一個IGBT的熱影響，使兩個IGBT達到同等的散熱條件，有效地使兩并聯IGBT達到熱平衡。?

附圖說明

圖1為原散熱結構的俯視圖；?

圖2為圖1的左視圖；?

圖3為采用原散熱結構的并聯型IGBT功率模塊的溫度分布示意圖；?

圖4為本實用新型散熱結構的俯視圖；?

圖5為圖4的左視圖；?

圖6為圖4的正視圖；?

圖7為本實用新型并聯型IGBT功率模塊的溫度分布示意圖。?

具體實施方式

下面結合附圖及具體的實施例對本實用新型進行進一步介紹。?

本實用新型散熱結構的俯視結構如圖4所示，與原散熱結構的俯視結構（圖1）相同；本實施的散熱結構包括散熱器本體1和本體其中一面上所設的位于進風口與出風口之間的散熱葉片，散熱器本體的另一面用于在對應于進風口和出風口之間順次安裝兩個并聯的IGBT元件。?

如圖5和圖6所示為本實施例散熱結構的結構圖，由圖可知，進風口側對應于第一個IGBT元件2安裝位置的散熱葉片5的高度低于出風口側對應于第二個IGBT元件3安裝位置的散熱葉片4的高度。?