[發明專利]一種用于IGBT散熱的磁流體泵裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201910787108.2
• 申請日: 2019-08-25
• 公開（公告）號: CN110534488B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 宋學官;王榮譽;項曉敏;宗超勇;鄭鳳杰;李昆鵬;孫偉
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/473;H02K44/02;G01D21/02;G01R31/26
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

本發明屬于IGBT散熱相關領域，提供一種用于IGBT散熱的磁流體泵裝置及測試方法。本發明所設計的磁流體泵裝置采用液態金屬作為冷卻劑，比普通的水冷裝置能夠吸收更多的熱量，更好的為IGBT芯片散熱。通過溫度傳感器和壓力傳感器可以實時監測磁流體泵進口管道和出口管道內溫度和壓力變化，通過熱成像儀可以實時觀察IGBT芯片的溫度變化。本發明所提出的用于IGBT散熱的磁流體泵裝置的測試方法簡單易行，在磁場的作用下給磁流體泵內的正負電極通電可以驅動磁流體流動，水冷設備可以為磁流體泵內的磁流體散熱。本發明所提出的測試方法可以測試不同流速的磁流體對不同功率下的IGBT芯片的散熱效果，為IGBT芯片的正常工作提供保障。

技術領域

本發明屬于IGBT散熱相關領域，涉及一種用于IGBT散熱的磁流體泵裝置及測試方法。

背景技術

海上風電、海底鉆井和鐵路等相關領域需要具有高可靠性的電力轉換系統，IGBT作為電力轉換系統的核心部件，其壽命的長短對于系統的正常運行是至關重要的。大多數電力電子設備的失效都是由于溫度過高導致的，目前已有的散熱系統大多都是基于水冷散熱的。隨著電力電子技術的功率密度不斷增加，水冷技術無法消散多余的熱量，尋找一種新型的導熱性高的冷卻劑用于散熱具有重要意義。液態金屬具有比水更好的導熱性，能夠吸收更多的熱量，但目前很少有液態金屬作為冷卻劑的散熱裝置。

溫度是影響IGBT壽命的重要因素，如何利用液態金屬作為冷卻劑對IGBT進行充分散熱，使其保持在合適的工作溫度下具有十分重要的意義。因此，需要發明一種用于IGBT散熱的磁流體泵裝置及測試方法。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種用于IGBT散熱的磁流體泵裝置及測試方法。本發明設計的用于IGBT散熱的磁流體泵裝置比傳統的水冷散熱裝置吸收熱量更多，散熱效果更好。本發明所提出來的用于IGBT散熱的磁流體泵裝置的測試方法操作簡單，能夠很好的對IGBT進行散熱，可以測試IGBT在不同溫度下不同流速的液態金屬對IGBT芯片的散熱效果。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于IGBT散熱的磁流體泵裝置，該磁流體泵裝置用于為IGBT芯片組散熱，所述的IGBT芯片組包括IGBT芯片A8、IGBT芯片B22、IGBT芯片C24和IGBT底板23。所述的IGBT芯片A8、IGBT芯片B22和IGBT芯片C24通過焊錫焊接在IGBT底板23上，IGBT芯片組設置在磁流體泵上。所述的磁流體泵裝置包括磁流體泵、水冷散熱裝置、壓力測量裝置、溫度測量裝置和數據采集系統。

所述的磁流體泵包括磁流體泵上殼體7、磁流體泵下殼體2、磁流體泵管道3、磁體S極A9、磁體N極A10、磁體S極B11、磁體N極B12、正電極A18、負電極A19、負電極B39和正電極B40。所述的磁體S極A9、磁體N極A10、磁體S極B11、磁體N極B12、正電極A18、負電極A19、負電極B39和正電極B40均嵌在磁流體泵上殼體7內，從左至右依次是磁體S極A9、磁體N極A10、磁體S極B11、磁體N極B12，正電極A18和負電極B39位于磁流體泵上殼體7前面，負電極A19和正電極B40位于磁流體泵上殼體7后面。所述的磁流體泵下殼體2通過磁流體泵進水管道1和磁流體泵出水管道16與水冷散熱裝置連接。所述的磁流體泵上殼體7和磁流體泵下殼體2之間通過連接螺栓A6和連接螺栓B13連接。所述磁體S極A9和磁體N極A10產生磁場，正電極A18和負電極A19產生電場，液態金屬具有導電性和導磁性，在同時受到電場和磁場的作用下會產生向上的洛倫茲力，因此液態金屬向上運動。同理在磁體S極B11、磁體N極B12形成的磁場和負電極B39、正電極B40形成的電場作用下會產生方向向下的洛倫茲力，因此液態金屬向下運動。