[實(shí)用新型]水冷散熱基板及整流?逆變集成化輔助功率模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721141232.4
• 申請(qǐng)日: 2017-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207098959U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李守蓉;王雷;楊璐;趙愛(ài)萍;李艷偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中車(chē)永濟(jì)電機(jī)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02M7/00;H05K7/20
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及大功率電力機(jī)車(chē)和高速動(dòng)車(chē)功率模塊，具體為一種水冷散熱基板及整流-逆變集成化輔助功率模塊。

背景技術(shù)

隨著大功率電力機(jī)車(chē)和高速動(dòng)車(chē)交流傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)車(chē)動(dòng)車(chē)變流器采用大功率的絕緣柵雙極型晶體管 (Insulated Gate Bipolar Transistor，簡(jiǎn)稱(chēng)IGBT)作為開(kāi)關(guān)元件，在機(jī)車(chē)動(dòng)車(chē)變流器上應(yīng)用日益廣泛，變流器的功率器件的散熱問(wèn)題也日益突出。輔助功率模塊作為機(jī)車(chē)動(dòng)車(chē)輔助系統(tǒng)的供電單元，由于散熱功率小，一半采用熱管散熱或風(fēng)冷散熱器進(jìn)行散熱。但是這種散熱方式散熱功率小、散熱器重量重、體積大等缺點(diǎn)，不利于變流器日益增大的功率要求、散熱要求、輕量化要求和牽引輔助集成的空間要求。

現(xiàn)有的輔助功率模塊散熱器往往采用風(fēng)冷散熱器，或者熱管散熱，體積和重量較大且需要配置散熱風(fēng)機(jī)。現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)如下：

1、散熱功率不大，限制了功率模塊的整體功率。

2、散熱器體積龐大，使得功率模塊復(fù)雜化。

3、結(jié)構(gòu)臃腫，占據(jù)空間大。不利于牽引輔助系統(tǒng)一體化、輕量化設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型從現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)出發(fā)，以整流-逆變集成化的輔助功率模塊為依托，解決輔助功率模塊散熱問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種水冷基板，水冷基板由于散熱功率大、體積小及重量輕等特點(diǎn)被大功率電力機(jī)車(chē)和高速動(dòng)車(chē)功率模塊廣泛應(yīng)用。

本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種水冷散熱基板，包括水冷主板，所述水冷主板上表面設(shè)有導(dǎo)水槽，所述水冷主板前部端面兩側(cè)設(shè)有冷卻進(jìn)水接頭和冷卻出水接頭，所述冷卻進(jìn)水接頭和冷卻出水接頭分別與導(dǎo)水槽兩端連通；所述水冷主板前部端面設(shè)有兩個(gè)定位銷(xiāo)和一個(gè)高壓連接器機(jī)械安裝孔，所述高壓連接器機(jī)械安裝孔位于兩個(gè)定位銷(xiāo)中間。

所述水冷主板的具有導(dǎo)水槽上表面通過(guò)焊接釬焊板密封，所述釬焊板上焊接蓋板。

所述水冷主板下表面和蓋板表面均設(shè)有輔助部件機(jī)械安裝孔。

水冷散熱基板適用于輔助整流逆變集成化的功率模塊，它以循環(huán)液體作為冷卻劑，對(duì)其上安裝的發(fā)熱功率器件進(jìn)行冷卻，保證正常工作需要。

一種以水冷基板為基準(zhǔn)的整流-逆變集成化輔助功率模塊，包括水冷散熱基板，所述水冷散熱基板2包括水冷主板2-1，所述水冷主板2-1上表面設(shè)有導(dǎo)水槽2-11，所述水冷主板2-1前部端面兩側(cè)設(shè)有冷卻進(jìn)水接頭2-13和冷卻出水接頭2-14，所述冷卻進(jìn)水接頭2-13和冷卻出水接頭2-14分別與導(dǎo)水槽2-11兩端連通；所述水冷主板2-1前部端面設(shè)有兩個(gè)定位銷(xiāo)2-12和一個(gè)高壓連接器機(jī)械安裝孔2-15，所述高壓連接器機(jī)械安裝孔2-15位于兩個(gè)定位銷(xiāo)2-12中間；所述水冷主板2-1的具有導(dǎo)水槽2-11上表面通過(guò)焊接釬焊板2-2密封，所述釬焊板2-2上焊接蓋板2-3；所述水冷主板2-1下表面和蓋板2-3表面均設(shè)有輔助部件機(jī)械安裝孔2-16。

所述水冷散熱基板2左右兩側(cè)通過(guò)輔助部件機(jī)械安裝孔2-16安裝IGBT功率單元4，兩個(gè)IGBT功率單元4外分別安裝復(fù)合母排3，每個(gè)復(fù)合母排3的正極連接端子3-11和負(fù)極連接端子3-12安裝于相應(yīng)側(cè)絕緣支撐座5上，位于兩側(cè)的絕緣支撐座5分別安裝于水冷散熱基板2后部?jī)蓚?cè)。

所述水冷散熱基板2前部的兩個(gè)定位銷(xiāo)2-12穿過(guò)高壓連接器1的兩個(gè)水冷基板導(dǎo)向定位孔1-2，水冷散熱基板2通過(guò)螺桿及高壓連接器機(jī)械安裝孔2-15與高壓連接器1固定連接；所述水冷散熱基板2的冷卻進(jìn)水接頭2-13和冷卻出水接頭2-14分別位于高壓連接器1的兩個(gè)水冷基板水接頭支撐半孔1-4處；兩個(gè)復(fù)合母排3的交流連接端子3-13分別與高壓連接器1左側(cè)和右側(cè)的與復(fù)合母排交流端子連接端口1-62連接；兩側(cè)的復(fù)合母排3和IGBT功率單元4分別位于相應(yīng)側(cè)的金屬框架6內(nèi)，兩個(gè)金屬框架6固定于水冷散熱基板2外兩側(cè)，兩側(cè)金屬框架6外分別安裝屏蔽支撐板8和蓋板7，兩側(cè)的屏蔽支撐板8外分別安裝低壓驅(qū)動(dòng)板9，所述屏蔽支撐板8和驅(qū)動(dòng)板9位于蓋板7內(nèi)。

整流-逆變集成化的輔助功率模塊是將列車(chē)輔助系統(tǒng)的主電路整流電路和逆變電路集成在一個(gè)功率模塊，變流器中只需安裝一個(gè)功率模塊就可以完成輔助系統(tǒng)的功能變換為輔助負(fù)載設(shè)備提供低壓電源。

本方案的優(yōu)點(diǎn)如下：

1、功率單元以雙面冷卻的水冷基板為基礎(chǔ)開(kāi)展集成整流器和逆變器于一體的不對(duì)稱(chēng)模塊化設(shè)計(jì)；

2、輔助功率模塊采用水冷散熱形式，提高散熱效率，可以將功率元件的熱量及時(shí)有效散出。

3、在設(shè)計(jì)中可以選擇大功率的IGBT，進(jìn)而提高整個(gè)功率模塊的功率。

附圖說(shuō)明