CN102361390A

CN102361390A - 散热器及功率模块

Info

Publication number: CN102361390A
Application number: CN2011102863952A
Authority: CN
Inventors: 李岩; 姜涛; 张可飞
Original assignee: CNR Dalian Electric Traction R& D Center Co Ltd
Current assignee: CRRC Yangtze Co Ltd
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2012-02-22

Abstract

本发明公开了一种散热器及功率模块，该散热器包括铝基板和设在所述铝基板一侧的至少一组散热片，该组散热片内穿设有一根以上的热管，该组散热片内穿设有一根以上的热管，所述热管由封闭管壳和设在所述封闭管壳内的工作介质构成，所述热管一端穿过该组散热片嵌设在所述铝基板内为蒸发端，所述热管另一端穿过该组散热片且悬置为冷凝端。本发明提供的散热器，由于热管内盛有酒精等液体混合物，该混合物在常温下就能气化，该混合物在热管蒸发端吸收热量气化，气体在热管内流经散热片与外界发生热交换，在热管冷凝端冷凝成液体再回流至蒸发端，如此不断循环流动将热量带走，相对现有技术仅通过散热片对发热元件进行散热，效果更好。

Description

散热器及功率模块

技术领域

本发明涉及一种散热装置，尤其涉及一种用于电力机车变流器的散热器及功率模块。

背景技术

目前，用于轨道列车变流器的功率模块主要由散热器、绝缘栅双极型晶体管6(简称IGBT)、复合母排5等组成，如图1所示。由于长时间连续运行，IGBT和复合母排5发热会影响变流器的性能，需要通过散热器对其进行散热。散热器由铝基板1和至少一组散热片2构成，散热片2一端设在铝基板1上，另一端悬置。散热器通常与IGBT和复合母排5一起放置于变流器柜体7内，为保证散热器的散热效果，通常在变流器柜体7内设离心通风机8对散热器的散热片吹风，加速空气流动进行降温，以使变流器更加稳定可靠的工作，但是，利用风机会增加产品的不可靠性，并且复杂的风道设计也会影响柜体内部的空间；现有的散热器由于本身结构导致散热效果较差，另外，散热器设置在变流器柜体内，而变流器柜体内由于安装了较多电器设备，空间狭小，散热空间有限也影响了散热效果。

发明内容

本发明提供一种散热器，用以解决现有技术中的缺陷，优化散热效果。

本发明实施例提供一种散热器，包括铝基板和设在所述铝基板一侧的至少一组散热片，该组散热片内穿设有一根以上的热管，所述热管由封闭管壳和设在所述封闭管壳内的工作介质构成，所述热管一端穿过该组散热片嵌设在所述铝基板内为蒸发端，所述热管另一端穿过该组散热片且悬置为冷凝端。

本发明提供的散热器，由于热管内盛有酒精等液体混合物为工作介质，该混合物在常温下就能气化，该混合物在热管蒸发端吸收热量并气化，气化后的气体在热管内流经散热片与外界发生热交换，流经热管冷凝端冷凝成液体再回流至蒸发端，如此不断循环流动将热量带走，相对现有技术仅通过散热片对发热元件进行散热，效果更好。

本发明提供一种功率模块，用以解决现有技术中的缺陷，散热效果较好，并能利用机车运行过程中的自然风对其冷却。

本发明实施例提供一种功率模块，包括依次连接的复合母排、绝缘栅双极型晶体管和散热器，所述散热器为上述的散热器，其中，所述绝缘栅双极型晶体管与所述散热器的铝基板另一侧连接。

本发明提供的功率模块，由于散热器采用上述热管与散热片结合的结构，相对现有的功率模块散热效果较好；另外，可将散热片和热管的冷凝端置于变流器柜体外，相对现有技术中功率模块的散热器散热空间较大，并能利用机车行走时的自然风对散热片进行冷却，省去了离心通风机，同时还能保证变流器稳定可靠的工作。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图。

图2为本发明散热器实施例的结构示意图。

图3为本发明功率模块实施例的立体结构示意图。

图4为本发明功率模块使用状态参考示意图。

附图标记：

1-铝基板； 2-散热片； 3-热管；

31-蒸发端； 32-冷凝端； 4-框状保持架；

5-复合母排； 6-绝缘栅双极型晶体管；7-变流器柜体；

8-离心通风机；9-螺栓。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种散热器，如图2所示，该散热器包括铝基板1和设在铝基板1一侧的至少一组散热片2，各散热片2之间平行设置，散热片2中垂直于该散热片2穿设有一根以上的热管3，热管3由封闭管壳和设在封闭管壳内的工作介质构成，为使工作介质能沿封闭管壳内壁顺畅流动，通常在其内壁上设吸液芯层，吸液芯层通常采用毛细多孔材料，热管3一端穿过该组散热片嵌设在所述铝基板内为蒸发端31，热管3另一端穿过该组散热片且悬置为冷凝端32(如图3所示)，蒸发端31穿过散热片2嵌设在铝基板1内，冷凝端32穿过散热片2并向外悬置。为了便于热管3内液体回流，热管3呈倾斜状设置，使冷凝端32位于蒸发端31上方。由于散热片2的壁和热管3的封闭管壳的管壁都比较薄，不能受力，为了方便搬运和安装，在散热片2和热管3外围设框状保持架4，该框状保持架4一端通过螺栓9固定在铝基板1上。

本发明提供的散热器由热管与散热片共同构成，热管是一种通过在封闭的管壳中充以工作介质并利用介质的相变吸热和放热进行热交换的高效换热元件，通常采用酒精等液体混合物作为工作介质，由于热管3内盛有酒精等液体混合物，该混合物在常温下就能气化，热管3的蒸发端31嵌设在铝基板1一侧，铝基板1的另一侧设置发热元件，运行中发热元件将热量传递到铝基板，通过铝基板将热量传递到蒸发端31，热管中的液体介质在蒸发端31吸收热量后气化，并在热管3内从蒸发端31向冷凝端32流动，在流动过程中经散热片2与外界发生热交换(将热量传递给散热片并散发到外界)，气化气体释放热量后液化，在热管3冷凝端32冷凝成液体回流至蒸发端31，如此不断循环流动将热量带走，相对现有技术仅通过散热片2对发热元件进行散热，效果更好。散热片2彼此平行且与热管3垂直设置，能有效增加散热面积，提高散热效果。而热管3自冷凝端到蒸发端的倾斜设置，更有利于液态介质向蒸发端流动。

本发明实施例还提供一种功率模块，如图3、图4所示，该功率模块包括依次连接的复合母排5、绝缘栅双极型晶体管6和散热器，散热器的具体结构如上述实施例所述；其中，绝缘栅双极型晶体管6与散热器的铝基板1另一侧连接；复合母排5、绝缘栅双极型晶体管6及铝基板1均设置在变流器柜体7内，散热片2及热管3的冷凝端32均设置在变流器柜体7外。

由于散热器采用上述热管3与散热片2结合的结构，散热效果相对现有的功率模块散热效果较好；进一步地，可将散热片2和热管3的冷凝端32均置于变流器柜体7外，能利用机车行走时的自然风对散热片2进行冷却，省去了离心通风机，同样能达到散热效果，保证变流器稳定可靠的工作。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种散热器，包括铝基板和设在所述铝基板一侧的至少一组散热片，其特征在于，该组散热片内穿设有一根以上的热管，所述热管由封闭管壳和设在所述封闭管壳内的工作介质构成，所述热管一端穿过该组散热片嵌设在所述铝基板内为蒸发端，所述热管另一端穿过该组散热片且悬置为冷凝端。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述热管呈倾斜状设置，且所述冷凝端位于所述蒸发端上方。

3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述散热片彼此平行且与所述热管垂直。

4.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述散热片和热管外围设有框状保护架，该框状保护架一端通过螺栓固定在所述铝基板上。

5.一种功率模块，包括依次连接的复合母排、绝缘栅双极型晶体管和散热器，其特征在于，所述散热器为上述权利要求1-4任一所述的散热器，其中，所述绝缘栅双极型晶体管与所述散热器的铝基板另一侧连接。

6.根据权利要求5所述的功率模块，其特征在于，所述复合母排、绝缘栅双极型晶体管及铝基板均用于设置在变流器柜体内，所述散热片及热管的冷凝端均用于设置在所述变流器柜体外。