一种基于IGBT模块的大功率机箱散热装置制造方法及图纸

技术编号:36717248 阅读:34 留言:0更新日期:2023-03-01 10:01
本实用新型专利技术公开了一种基于IGBT模块的大功率机箱散热装置,包括机箱壳体,在机箱壳体的两侧安装风扇组件,在机箱壳体内安装风道,风道与风扇组件相对的两侧没有侧板,风道的顶部开孔,该开孔被风道内的高导热石墨片覆盖,在高导热石墨片的底部黏结散热器基板,在散热器基板的底部设置散热器,在高导热石墨片的顶部设置IGBT模块。本实用新型专利技术所公开的散热装置,通过对大功率机箱的散热结构设计,采用高导热石墨片及在散热器基板上嵌入铜板的结构形式,能够把IGBT模块或者元器件产生的热量快速、均匀的传导到散热器上,再通过强迫风冷进行散热,提高了散热器的利用率,相比纯铜散热器成本也较低。器成本也较低。器成本也较低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于IGBT模块的大功率机箱散热装置


[0001]本技术涉及电子设备热设计研究领域,具体的说涉及该领域内的一种基于IGBT模块的大功率机箱散热装置。

技术介绍

[0002]为避免IGBT模块或元器件在高温下损坏,一般采用加装散热器和强迫风冷的结构进行散热,对于热损耗较小的元器件则直接采用散热器自然冷却的方式。通常把IGBT模块或元器件贴在散热器基板上,在两者之间采用填充导热硅脂的方式,然后在散热器肋片两侧加一个轴流风机进行强迫空气冷却。硅脂的导热系数一般在6W/(m
·
K),硅脂的导热系数大大影响了IGBT模块的散热性能,往往热源分布不均匀,一旦热源集中的地方不能及时有效的导出去,元器件便会很快失效。
[0003]现有技术方案结构如图1所示,包括IGBT模块、散热器、风扇组件和风道,风扇组件布置在散热器侧面,风扇组件通常采用一个或者两个风机组成,散热器翅片为矩形肋片结构,散热器通常采用铝合金材料。
[0004]如图1所示的结构方案中,结构形式简单,可以解决部分功耗较小的IGBT模块的散热问题,对于功耗较大的IGBT模块会存在以下问题:1、IGBT模块和散热器之间的导热硅脂导热系数较低,不能够及时把IGBT模块上产生的热量传导到散热器上,同时IGBT模块只能把热量传导到与其接触的散热器基板上(不考虑辐射传导的情况下),造成散热器利用率低,影响散热效果;2、风道为敞开的结构形式,没有形成一个独立风道,使得散热器出风口处风压较低,不能及时把散热器另一侧的热量带走,影响散热效果。
>[0005]此外现有技术中,还有采用液体冷却的散热形式,此种结构主要包括水泵、水冷管道、散热片、底板,蓄水管等。这种结构是泵使冷却液在管路中循环,发热元器件安装在底板上,其热量先通过底板传给液体,受热的液体经散热片冷却后由泵送回到蓄水管内,达到冷却的效果。还有采用直接液体冷却的方法,这种装置是将电子元器件装在一个密封的机壳内,里面充满冷却液体,发热元器件的热量通过液体的自然对流和导热传给液体,液体将吸收到的热量传给机壳,最后再由机壳将热量散发到周围空气中。
[0006]对于水冷的散热结构,由于需要铺设环形水流通道和增加水泵,系统比较复杂,体积和重量较大,造成工艺复杂、设备费用及维护成本较高,虽然液体冷却效果较好,但是水长期存在于管道中,对管道会造成氧化腐蚀,一旦发生渗漏,对电子元器件会造成严重的危害。

技术实现思路

[0007]本技术针对现有技术中风冷效果差、液冷成本高的技术问题,提供一种结构简单、成本低、可靠性高、维修方便、散热效果好的散热装置,可有效解决大部分高热流密度的IGBT模块或者元器件的散热问题。
[0008]为了解决上述技术问题,本技术采用如下技术方案:
[0009]一种基于IGBT模块的大功率机箱散热装置,其改进之处在于:包括机箱壳体,在机箱壳体的两侧安装风扇组件,在机箱壳体内安装风道,风道与风扇组件相对的两侧没有侧板,风道的顶部开孔,该开孔被风道内的高导热石墨片覆盖,在高导热石墨片的底部黏结散热器基板,在散热器基板的底部设置散热器,在高导热石墨片的顶部设置IGBT模块。
[0010]进一步的,机箱壳体和风道均由钣金折弯、焊接加工而成,两者再通过焊接连接在一起。
[0011]进一步的,在风道折弯后焊接时以及风道两侧与机箱壳体焊接时,采用连续焊接。
[0012]进一步的,风扇组件为并排的三个轴流风机。
[0013]进一步的,散热器的材质为铝合金。
[0014]进一步的,散热器通过螺钉固定在风道顶部,在散热器基板上供上述螺钉穿过的位置加工有螺纹孔,并在散热器基板的两面涂硅胶。
[0015]进一步的,IGBT模块为两个,分别由各自的驱动板驱动。
[0016]进一步的,在散热器基板上与两个IGBT模块相对处开设两个方形槽,在两个方形槽内各无缝隙的嵌入一块铜板。
[0017]本技术的有益效果是:
[0018]本技术所公开的散热装置,通过对大功率机箱的散热结构设计,采用高导热石墨片及在散热器基板上嵌入铜板的结构形式,能够把IGBT模块或者元器件产生的热量快速、均匀的传导到散热器上,再通过强迫风冷进行散热,提高了散热器的利用率,同时使得仪器整机重量不会太重,相比纯铜散热器成本也较低。
附图说明
[0019]图1是现有散热装置的结构示意图;
[0020]图2是本技术实施例1所公开散热装置的结构示意图;
[0021]图3是本技术实施例1所公开散热装置中风道的结构示意图;
[0022]图4是本技术实施例1所公开散热装置的散热结构示意图;
[0023]图5是本技术实施例1所公开散热装置的散热器结构示意图。
[0024]附图标记:1—IGBT模块;2—高导热石墨片;4—散热器;5—机箱壳体;6—驱动板;7—风扇组件;8—风道;9—铜板;10—散热器基板。
具体实施方式
[0025]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
[0026]实施例1,如图2,4所示,本实施例公开了一种基于IGBT模块的大功率机箱散热装置,包括机箱壳体5,在机箱壳体的两侧安装风扇组件7,在机箱壳体内安装风道8,风道与风扇组件相对的两侧没有侧板,风道的顶部开孔,该开孔被风道内的高导热石墨片2覆盖,在高导热石墨片的底部黏结散热器基板10,在散热器基板的底部设置散热器4,将由高导热石墨片、散热器基板和散热器组成的散热结构从风道侧面装入,在高导热石墨片的顶部设置IGBT模块1。
[0027]为了使IGBT模块上的热量能够快速传导到散热器上,在IGBT模块和散热器之间采用高导热石墨片,高导热石墨片在面内方向导热系数可达到1500W/(m
·
K),在厚度方向导热系数可达到70W/(m
·
K),耐温范围为—50℃~+450℃,导热系数为硅脂的数倍以上,能够及时把IGBT模块产生的热量传导到高导热石墨片上,然后再均匀的传导到散热器上,再通过风冷把热量快速带走。
[0028]机箱壳体和风道均由钣金折弯、焊接加工而成,两者再通过焊接连接在一起。
[0029]风道结构如图3所示,在风道折弯后焊接时以及风道两侧与机箱壳体焊接时,采用连续焊接,保证风道的密封性。
[0030]考虑到散热器结构尺寸较大,肋片数量多,机箱壳体两侧的风扇组件均采用并排三个轴流风机的结构形式,一侧进风,一侧出风,保证风速更平稳和均匀输送,提高冷却效果。轴流风机选用智能调速风扇,噪声较低,风量可达175 m3/h,转速最高可达4800rpm。
[0031]为了节省成本和减轻整机重量,散热器的材质为铝合金。
[0032]散热器通过螺钉固定在风道顶部,在散热器基板上供上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于IGBT模块的大功率机箱散热装置,其特征在于:包括机箱壳体,在机箱壳体的两侧安装风扇组件,在机箱壳体内安装风道,风道与风扇组件相对的两侧没有侧板,风道的顶部开孔,该开孔被风道内的高导热石墨片覆盖,在高导热石墨片的底部黏结散热器基板,在散热器基板的底部设置散热器,在高导热石墨片的顶部设置IGBT模块。2.根据权利要求1所述基于IGBT模块的大功率机箱散热装置,其特征在于:机箱壳体和风道均由钣金折弯、焊接加工而成,两者再通过焊接连接在一起。3.根据权利要求2所述基于IGBT模块的大功率机箱散热装置,其特征在于:在风道折弯后焊接时以及风道两侧与机箱壳体焊接时,采用连续焊接。4.根据权利要求1所述基于IGBT模块的...

【专利技术属性】
技术研发人员:王永豪武振鹏黄克功孙刚路艳齐
申请(专利权)人:中国电波传播研究所中国电子科技集团公司第二十二研究所
类型:新型
国别省市:

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