[發(fā)明專利]3D復合熱管散熱器設計方法、裝置、設備及存儲介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115906463A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設計）人: 許頗;王一鳴;楊雄鵬;梅漢文;林萬雙
• 申請（專利權）人: 錦浪科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權代理有限公司 11473
• 代理人: 鮑麗偉

1.一種3D復合熱管散熱器設計方法，其特征在于，包括：

根據(jù)IGBT模塊的實際情況，獲取所述IGBT模塊表面溫度的設計目標；

獲取所述IGBT模塊的總損耗，根據(jù)所述總損耗，獲取3D復合熱管散熱器的總風量；

根據(jù)所述總風量以及所述IGBT模塊的布局范圍，獲取所述3D復合熱管散熱器初始的截面尺寸、風扇類型和風扇數(shù)量；

構建包括IGBT模塊模型和3D復合熱管散熱器模型在內(nèi)的整機熱模型，對所述整機熱模型進行CFD流場及溫度場的仿真模擬計算，獲取所述IGBT模塊的表面溫度和風扇工作點；

根據(jù)所述IGBT模塊的所述表面溫度、所述風扇工作點以及所述IGBT模塊表面溫度的設計目標，判斷所述3D復合熱管散熱器是否滿足設計要求；

若不滿足設計要求，則重新根據(jù)所述總風量以及所述IGBT模塊的布局范圍，獲取所述3D復合熱管散熱器調(diào)整后的截面尺寸、風扇類型和風扇數(shù)量。

2.根據(jù)權利要求1所述的3D復合熱管散熱器設計方法，其特征在于，所述根據(jù)IGBT模塊的實際情況，獲取IGBT模塊表面溫度的設計目標，包括：

根據(jù)第一公式獲取所述IGBT模塊表面溫度的設計目標，所述第一公式包括：

T_c＝0.8T_jmax-P*R_jc；

其中，T_c表示所述IGBT模塊表面溫度的設計目標，T_jmax表示所述IGBT模塊的最大結溫，P表示所述IGBT模塊的損耗，R_jc表示所述IGBT模塊的結殼熱阻。

3.根據(jù)權利要求1所述的3D復合熱管散熱器設計方法，其特征在于，所述獲取3D復合熱管散熱器的總風量，包括：

根據(jù)第二公式獲取所述3D復合熱管散熱器的所述總風量，所述第二公式包括：

P′＝c_p·ρ·Q·ΔT；

其中，P′表示所述IGBT模塊的所述總損耗，c_p表示空氣定壓比熱容，ρ表示冷卻空氣的密度，Q表示冷卻空氣的體積流量，ΔT表示散熱器進出風口的平均空氣溫差，所述冷卻空氣的體積流量為所述總風量。

4.根據(jù)權利要求1所述的3D復合熱管散熱器設計方法，其特征在于，構建所述3D復合熱管散熱器模型的過程包括：

將所述3D復合熱管散熱器的基板等效為水平平面熱管熱阻，將所述3D復合熱管散熱器的支路平面熱管等效為豎直平面熱管熱阻，將所述3D復合熱管散熱器的換熱翅片等效為換熱翅片熱阻，其中，多個所述豎直平面熱管熱阻并聯(lián)，所述水平平面熱管熱阻、并聯(lián)后的多個所述豎直平面熱管熱阻以及所述換熱翅片熱阻依次串聯(lián)，以形成所述3D復合熱管散熱器模型；

所述構建包括IGBT模塊模型和3D復合熱管散熱器模型在內(nèi)的整機熱模型，對所述整機熱模型進行CFD流場及溫度場的仿真模擬計算，獲取所述IGBT模塊的表面溫度和風扇工作點，包括：

根據(jù)第三公式獲取所述3D復合熱管散熱器模型的熱阻，所述第三公式包括：

其中，R_ch表示所述3D復合熱管散熱器模型的熱阻，R_b表示所述水平平面熱管熱阻，R_i表示所述豎直平面熱管熱阻，n表示所述豎直平面熱管熱阻的數(shù)量，R_h表示所述換熱翅片熱阻；

根據(jù)第四公式獲取所述3D復合熱管散熱器的基板溫度，其中，所述3D復合熱管散熱器的基板溫度為所述IGBT模塊的表面溫度，所述第四公式包括：

T′_c＝T_a+R_ch*P″；

其中，T′_c表示所述3D復合熱管散熱器的基板溫度，T_a表示外界環(huán)境溫度，R_ch表示所述3D復合熱管散熱器模型的熱阻，P″表示所述3D復合熱管散熱器的傳熱量；

對所述IGBT模塊和所述3D復合熱管散熱器模型進行CFD流場及溫度場的仿真模擬計算，獲取所述風扇工作點。