CN104167398A - 一种微槽道散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种微槽道散热器，该散热器包括散热壳体（1）和沿其轴向方向设置在散热壳体（1）内部的循环冷却流道（4），所述冷却流道（4）热导材料，所述冷却流道（4）轴线方向上设有突起（6）。该散热器通过突起（6）大大提高了散热器及晶闸管管座对流换热系数，提高散热效率，同时可以降低晶闸管运行结温、提高通流能力、增强运行可靠性，延长使用寿命。
Description
技术领域：
本发明涉及一种散热器，更具体涉及一种适用于晶闸管的微型槽道水冷散热器。
背景技术：
当前应用于特高压直流输电领域的功率晶闸管器件尺寸已达到6英寸，容量达到8.5kV/5000A规格，大容量的功率变换使得晶闸管本身在使用上产生的损耗大增并引起晶闸管芯片结温升高，影响晶闸管的运行性能及使用寿命。因此需要专门对晶闸管散热部件进行设计，使晶闸管温升控制在较为理想的水平。
为晶闸管提供散热的部件是散热器，目前主要的散热器散热方式主要有空气冷却、热管冷却、水冷散热等。其中空气冷却方式效率较低，多应用于换流功率较低的领域；热管冷却效率较高但是需要较大体积的散热片，不利于换流阀的结构设计、在静止无功补偿（SVC）等损耗不太大的换流器中应用较多；综合散热效率、结构设计、电气绝缘性能等多方面因素，普遍采用水冷散热方式。在直流换流阀内部，晶闸管与散热器通过压装结构设计牢固联接，散热器内部通入循环的冷却水将晶闸管产生的热量带走。目前，由于受结构设计、成本限制，通过增大晶闸管尺寸来提高其通流能力、控制结温的方法应用空间十分有限，主要依赖于散热效率的提升。
发明内容：
本发明的目的是提供一种适用于晶闸管的微型槽道散热器，该微槽道散热器可以降低晶闸管运行结温、提高通流能力、增强运行可靠性，延长使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种微槽道散热器，所述散热器包括包括散热壳体（1）和沿其轴向方向设置在散热壳体（1）内部的循环冷却流道（4），所述冷却流道（4）为热导材料，所述冷却流道（4）轴线方向上设有突起（6）。
本发明提供的一种微槽道散热器，所述突起（6）为矩形、锯齿形或多边形。
本发明提供的一种微槽道散热器，所述冷却流道（4）设有冷却介质入口和出口。
本发明提供的另一优选的一种微槽道散热器，所述散热壳体（1）包括主体和上盖，在所述上盖周边设有密封槽，所述上盖通过密封槽与主体连接。
本发明提供的再一优选的一种微槽道散热器，所述密封槽内填有密封胶。
本发明提供的又一优选的一种微槽道散热器，所述冷却流道（4）为螺旋型流道、网格型流道或螺旋与网格肋片结合的流道。
本发明提供的又一优选的一种微槽道散热器，所述散热器沿晶闸管轴线方向设置在其下方，所述晶闸管为6英寸晶闸管，所述晶闸管包括沿轴向依次设置的管座、瓷环壳、保护层、芯片和管盖；所述芯片外沿包有橡胶套；所述保护层和芯片依次扣入瓷环壳内。
本发明提供的又一优选的一种微槽道散热器，所述芯片包括依次设置的阳极侧钼片、硅片和阴极侧钼片；所述硅片包括依次设置的扩磷区N+、短基区P1、长基区N、短基区P2和浓硼扩散区P+；所述扩磷区N+上设有阴极和门极，所述浓硼扩散区P+上设有阳极；所述硅片设有隔离墙，所述隔离墙表面设有孔；所述阳极、阴极和门极分别设有径向引出线。
由于采用了上述技术方案，本发明得到的有益效果是：
1、本发明中散热器设置了微槽道大大提高了散热器及晶闸管管座对流换热系数，提高散热效率；
2、本发明中散热器散大大降低了运行结温、提高通流能力、增强运行可靠性，延长使用寿命；
3、本发明中微槽道散热器使得热阻降低了11.5%-46%；
4、本发明微槽道散热器的散热率与突起的形状、大小、长度和数量有着很大的关系；
附图说明
图1为本发明的微槽道散热器整体结构示意图；
图2为本发明的冷却流道的结构示意图；
图3本发明的为微槽道示意图；
其中，1-散热壳体，2-入水口，3-出水口，4-冷却水道，5-突起。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1-3所示，本例的发明微槽道散热器包括包括散热壳体1和设置在散热壳体1内部的循环冷却流道4，所述冷却流道4的首尾端分别为入水口2和出水口3，所述冷却流道（4）为热导材料，沿所述冷却流道4轴线方向设有突起6，该突起6可以为矩形、锯齿形或多边形。
所述散热壳体1包括主体和上盖，在上盖周边设有包围所述冷却流道4的密封槽，所述密封槽内填有密封胶，所述上盖通过密封槽与主体连接。
所冷却流道4可以为螺旋型流道、网格型流道或螺旋与网格肋片结合的流道。
本发明的微槽道散热器与晶闸管同轴并设置在晶闸管下方，所述晶闸管为6英寸晶闸管，晶闸管包括沿轴向依次设置的管座、瓷环壳、保护层、芯片和管盖；芯片外沿包有橡胶套；保护层和芯片依次扣入瓷环壳内。芯片包括依次轴向设置的阳极侧钼片，硅片和阴极侧钼片；硅片包括依次轴向设置的扩磷区N+、短基区P1、长基区N、短基区P2和浓硼扩散区P+；所述扩磷区N+上设有阴极和门极，浓硼扩散区P+上设有阳极；硅片四周设有隔离墙，隔离墙表面设有轴向孔；阳极、阴极和门极分别设有引出线。
本发明的微槽道散热器热阻降低率见下表：
由此可见，该微槽道散热器可以大大提高了散热效率。
最后应该说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种微槽道散热器，所述散热器包括包括散热壳体（1）和沿其轴向方向设置在散热壳体（1）内部的循环冷却流道（4），所述冷却流道（4）为热导材料，其特征在于：所述冷却流道（4）轴线方向上设有突起（6）。
2.如权利要求1所述的一种微槽道散热器，其特征在于：所述突起（6）为矩形、锯齿形或多边形。
3.如权利要求1或2所述的一种微槽道散热器，其特征在于：所述冷却流道（4）设有冷却介质入口和出口。
4.如权利要求1所述的一种微槽道散热器，其特征在于：所述散热壳体（1）包括主体和上盖，在所述上盖周边设有密封槽，所述上盖通过密封槽与主体连接。
5.如权利要求4所述的一种微槽道散热器，其特征在于：所述密封槽内填有密封胶。
6.如权利要求1所述的一种微槽道散热器，其特征在于：所述冷却流道（4）为螺旋型流道、网格型流道或螺旋与网格肋片结合的流道。
7.如权利要求1所述的一种微槽道散热器，其特征在于：所述散热器沿晶闸管轴线方向设置在其下方，所述晶闸管为6英寸晶闸管，所述晶闸管包括沿轴向依次设置的管座、瓷环壳、保护层、芯片和管盖；所述芯片外沿包有橡胶套；所述保护层和芯片依次扣入瓷环壳内。
8.如权利要求1所述的一种微槽道散热器，其特征在于：所述芯片包括依次设置的阳极侧钼片、硅片和阴极侧钼片；所述硅片包括依次设置的扩磷区N+、短基区P1、长基区N、短基区P2和浓硼扩散区P+；所述扩磷区N+上设有阴极和门极，所述浓硼扩散区P+上设有阳极；所述硅片设有隔离墙，所述隔离墙表面设有孔；所述阳极、阴极和门极分别设有径向引出线。
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