CN111816630B - 一种散热结构及功率模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种散热结构，包括第一散热器，其用于为第一功率单元散热，其上设有带第一散热鳍片的第一散热基座；第二散热器，其相对第一散热器设置，用于为第二功率单元散热，其上设有带第二散热鳍片的第二散热基座；和导热单元，其上两个彼此背离且平行的表面分别贴靠第一散热基座和第二散热基座相对的端面，并用于在第一散热器和第二散热器之间传导热量。相应的本发明还提供了一种采用上述散热结构的功率模块。本发明的散热结构及功率模块中第一散热器和第二散热器的热量导通，降低第一功率单元和第二功率单元的局部高温点，温度更为均衡，从而可应对不同的极限工况，且在同等成本的条件下提高了散热效率。

Description

一种散热结构及功率模块

技术领域

本发明涉及散热技术领域，具体涉及一种散热结构及功率模块。

背景技术

目前电力电子模块功率不断增大，散热问题越来越突出。散热技术成为制约模块功率增长的主要因素，提高各功率器件的均温性及散热设备的效率，能够低成本的降低散热因素对功率密度提升的限制并延长设备使用寿命。

现有散热设计，往往是将各功能的功率器件组合成不同的单元，放置于不同的散热器上，即每个散热器对应一个功率单元，各个散热器的散热通路是独立的，当有的功率单元不工作或损耗低时，而另外一些功率单元损耗较高时，就会出现一些散热器热量集中，一些散热器热量很低，导致散热器的热量不均衡，散热器整体的散热效率较低；另外，为了满足所有状态下(特别是恶劣工况)各功率单元的散热要求，散热器的体积往往较大，成本高昂。

如，对于需要有多种工作状态的UPS而言，各功率器件的损耗在不同工作状态下是不一致的，往往为交替工作。UPS设备可分为旁路模块和功率模块，功率模块包括逆变电路、整流电路和升压电路。功率模块在市电态时，升压电路中电池态相关的功率器件(IGBT、二极管、电感等)不工作，整流电路中的市电态功率器件和逆变电路中的功率器件持续工作；功率模块在电池态时，升压电路中电池态相关的功率器件和逆变电路中的功率器件持续工作，整流电路中市电态相关的功率器件不工作；且市电态时，平衡桥电路不一定工作，即使工作，各功率器件的损耗也是动态性的变化，而即使是持续性工作的功率器件(如逆变电路)，在不同工况下的损耗也是不一致的。因此，功率模块内的热量并不均衡，且热量始终处于一个动态的变化过程，散热效率较低。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种散热效率高、温度均衡且体积小、成本低廉的散热结构及功率模块。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种散热结构，以下标记为技术方案一，在技术方案一种中，包括第一散热器，其用于为第一功率单元散热，其上设有带第一散热鳍片的第一散热基座；第二散热器，其相对第一散热器设置，用于为第二功率单元散热，其上设有带第二散热鳍片的第二散热基座；和导热单元，其上两个彼此背离且平行的表面分别贴靠第一散热基座和第二散热基座相对的端面，并用于在第一散热器和第二散热器之间传导热量。

基于技术方案一，还包括技术方案二，技术方案二中，所述第一散热鳍片包括第一接触鳍片，所述第二散热鳍片包括第二接触鳍片，所述导热单元与第一接触鳍片和第二接触鳍片均接触；所述导热单元包括至少两个导热件，各导热件沿进风方向间隔分布，且所述导热件的侧边与邻近的部件或器件之间存在通风间隙，以使所述第一散热基座的端面和第二散热基座的端面之间形成湍流通道。

基于技术方案二，还包括技术方案三，技术方案三中，各导热件上靠近进风方向的一端设有导风部，所述导风部的宽度沿进风方向逐渐增大以将迎面的气流导向其两侧。

基于技术方案二，还包括技术方案四，技术方案四中，各导热件上远离进风方向的一端设有聚风部，所述聚风部的宽度沿进风方向逐渐增大。

基于技术方案一，还包括技术方案五，技术方案五中，所述第一功率单元和第二功率单元的发热量不同，所述第一散热器和第二散热器的区别在于第一散热基座和第二散热基座的高度不同，第一散热鳍片的数量和第二散热鳍片的数量不同。

基于技术方案一，还包括技术方案六，技术方案六中，所述第一功率单元包括第一功率组件和第二功率组件，所述第一功率组件和第二功率组件分别连接于第一散热基座的两侧；所述第一功率组件和第二功率组件中，一个处于工作状态时，另一个处于休息状态。

基于技术方案六，还包括技术方案七，技术方案七中，还包括柔性导热片，所述柔性导热片覆盖于第一功率组件和第二功率组件与第一散热基座连接的整个接触面上。

本发明同时提供一种功率模块，以下标记为技术方案八，技术方案八中，包括第一电路板，其设有第一功率单元；第二电路板，其平行于第一电路板并设有与第一功率单元相向设置的第二功率单元；和如技术方案一至七中任一项所述的散热结构，第一功率单元和第二功率单元分别固接于第一散热基座和第二散热基座上。

基于技术方案八，还包括技术方案九，技术方案九中，还包括送风单元；所述第一电路板上还设有第三功率单元，所述第三功率单元的发热量小于第一功率单元的发热量；所述第二电路板上还设有与第三功率单元相向设置的第四功率单元，所述第四功率单元的发热量小于第二功率单元的发热量；送风单元向第一散热器和第二散热器输送的风量大于其向第三功率单元和第四功率单元输送的风量。

基于技术方案九，还包括技术方案十，技术方案十中，还包括隔板，所述隔板垂直连接第一电路板和第二电路板，以将第一电路板和第二电路板之间的区域分隔成至少两个独立的散热区，每个散热区均配置有两个第一散热器、两个第二散热器及一第三功率单元和一第四功率单元；其中两个第一散热器分别位于第三功率单元的两侧，两个第二散热器分别位于第四功率单元的两侧。

由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：

1.技术方案一中，第一散热基座和第二散热基座之间设置导热单元，导热单元使得第一散热器和第二散热器的热量导通，提高了第一散热基座和第二散热基座之间的换热效率，从而降低了第一散热器和第二散热器整体的热阻，避免了第一功率单元损耗很低，而第二功率单元损耗很高时，热量不均衡，提高了第一散热基座上的第一功率单元和第二散热基座上的第二功率单元的均温性，降低了第一功率单元和第二功率单元的局部高温点，从而可应对不同的极限工况，且在同等成本的条件下提高了散热效率；当将第一散热器和第二散热器置于电气设备内时，由于导热单元上两个彼此背离且平行的表面分别贴靠第一散热基座和第二散热基座的端面，即第一散热基座、导热单元和第二散热基座依次叠置，可调整第一散热基座和第二散热基座的高度，只要第一散热基座、导热单元和第二散热基座的高度的总和仍可放置于电气设备内即可，使得第一散热器和第二散热器的高度更加灵活，且叠置的方式减小了散热结构的体积；导热单元在第一散热器和第二散热器上下放置时还可支撑位于上方的散热器，降低位于下方的散热器的变形量，从而避免位于下方的散热器损坏。

2.技术方案二中，在热量传递的过程中，最靠近第一功率单元的第一散热鳍片会先收热量，而最远离第一功率单元的第一散热鳍片会最后吸收热量，最靠近第二功率单元的第二散热鳍片会先吸收热量，而最远离第二功率单元的第二散热鳍片会最后吸收热量，导致远离第一功率单元的第一散热鳍片和远离第二功率单元的第二散热鳍片散热效率低，其中与导热单元接触的第一散热鳍片一般位于远离第一功率单元的一端，与导热单元接触的第二散热鳍片一般位于远离第二功率单元的一端，即第一接触鳍片和第二接触鳍片往往最后才吸收第一功率单元和第二功率单元的热量，设置导热单元后，导热单元与第一接触鳍片和第二接触鳍片均接触，第一接触鳍片和第二接触鳍片的热量导通，从而提高了第一接触鳍片和第二接触鳍片的散热效率；且第一接触鳍片和第二接触鳍片均与导热单元相接触，便于在第一散热基座的端面和第二散热基座的端面之间形成湍流通道，且避免了湍流通道过大浪费风量；由于各导热件沿进风方向间隔排布，且导热件的侧边与邻近的部件或器件之间存在通风间隙，使得迎面的气流可沿着导热件的侧边流动，并在相邻的导热件之间的间隙中聚集，一方面冷风能够带走更多的第一散热基座和第二散热基座的热量，另一方面在压差的作用下气流在相邻的导热件的间隙内形成扰流，从而在导热件之间形成一个接一个的湍流，延长了风流动的路径，提高了间隙内的换热系数，避免了边界层的影响，从而提高了整体的散热效率。

3.技术方案三中，设置导风部，有利于降低气流的流阻。

4.技术方案四中，设置聚风部，有利于气流的聚集，形成强烈的扰流，进一步提高了散热效率，且还有利于节省材料，从而节约了成本。

5.技术方案五中，第一散热器和第二散热器的设置，使得可以在第一功率单元发热量大于第二功率单元的发热量时，相应的增加第一散热基座的高度和增加第一散热鳍片的数量以使第一散热器的散热效率大于第二散热器的效率，从而使得第一散热器和第二散热器整体散热效率更为均衡。

6.技术方案六中，现有技术中切换工作的第一功率器件和第二功率器件一般是分别设置于两个散热器上，当其中一个功率器件工作时，另一个功率组件处于休息状态，使得只有一个散热器在工作，而另一个散热器处于闲置状态，本发明的技术方案将第一功率组件和第二功率组件分别固接于第一散热基座的两侧，使得第一功率组件和第二功率组件在切换工作时，第一散热器始终也处于工作状态，且一侧的功率组件的热量可以向另一侧传递，进一步提高了散热效率，且减少了散热器的使用数量，节约了成本。

7.技术方案七中，柔性导热片的设置作为第一功率组件和第二功率组件与第一散热器基座的界面材料，进一步提高了导热效率，且柔性导热片作为柔性品不存在锁裂情况、成本更低，从而在同等成本的条件下提高了导热效率，从而提高了散热器整体的均温性。

8.技术方案八中，功率模块采用技术方案一至七中的散热结构，体积小，降低了第一散热器和第二散热器整体的热阻，提高了第一散热基座上的第一功率单元和第二散热基座上的第二功率单元的均温性，降低了第一功率单元和第二功率单元的局部高温点；第一散热器和第二散热器的高度可调节，更为灵活，且在同等成本的条件下提高了散热效率。

9.技术方案九中，送风单元的设置使得电路板上发热量高的功率单元位于风量较大的区域，发热量低的功率单元位于风量较小的区域，实现了各功率单元的均温性更换，从而提高了功率模块的散热效率。

10.技术方案十中，设置隔板，形成独立的散热区，进一步提高了散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为散热结构的示意图；

图2为散热结构的前视图；

图3为散热结构的分解示意图；

图4为导热件的示意图；

图5为功率模块的示意图；

图6为功率模块的示意图；

图7为功率模块的侧视图；

图8为第二电路板、第二散热器、导热件及第四功率单元的俯视图；

图9为送风单元向散热区内送风的示意图。

主要附图标记说明：

1、第一散热器，11、第一散热基座；12、第一散热鳍片，121、第一接触鳍片；

2、第二散热器，21、第二散热基座，22、第二散热鳍片，221、第二接触鳍片；

3、导热件，31、导风部，32、聚风部；

4、第一功率单元，41、第一功率组件，42、第二功率组件；

5、第二功率单元；6、石墨烯片；7、第一电路板；8、第二电路板；9、第三功率单元；10、第四功率单元；110、送风单元；120、隔板。

具体实施方式

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的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不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。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

如图1所示，本发明公开了一种散热结构，包括第一散热器1、第二散热器2和导热单元，第一散热器1用于为第一功率单元4散热，第二散热器2用于为第二功率单元5散热，第一散热器1和第二散热器2分别设有带第一散热鳍片12的第一散热基座11和带第二散热鳍片22的第二散热基座21，第一功率单元4和第二功率单元5可连接于第一散热基座11和第二散热基座21上，第一功率单元4和第二功率单元5为两种不同实现不同功能的功率器件的组合。导热单元上两个彼此背离且平行的表面分别贴靠第一散热基座11和第二散热基座21相对的端面，并用于在第一散热器1和第二散热器2之间传导热量，即第一散热器1、导热单元和第二散热器2依次叠置。

具体地，第一散热基座11沿其与导热单元的叠置方向排布有若干个第一散热鳍片12，第一散热鳍片12与第一散热基座11和导热单元的叠置面的方向平行，第二散热基座21沿其与导热单元的叠置方向排布有若干个第二散热鳍片22，第二散热鳍片22与第二散热基座21和导热单元叠置面的方向平行。第一散热鳍片12和第二散热鳍片22的设置使得第一散热基座11吸收的第一功率单元4的热量及第二散热基座21吸收的第二功率单元5的热量更容易发散，相邻的两个第一散热鳍片12之间形成第一散热风道，相邻的两个第二散热鳍片22之间形成第二散热风道。本实施中，第一散热基座11和第二散热基座21均沿竖直方向延伸，第一散热鳍片12沿第一散热基座11下部的两侧水平方向延伸并上下间隔排布，第二散热鳍片22沿第二散热基座21上部的两侧水平延伸并上下间隔排布。其中，如图2所示，第一散热鳍片12包括第一接触鳍片121，所述第一接触鳍片121位于第一散热基座11靠近导热单元的一端，第二散热鳍片22包括第二接触鳍片221，所述第二接触鳍片221位于第二散热基座21靠近导热单元的一端，本实施例中，第一接触鳍片121位于第一散热基座11的底层，第一接触鳍片121与第一散热基座11的底端齐平，第二接触鳍片221位于第二散热基座22的顶层，第二接触鳍片221与第二散热基座21的顶端齐平，如此，导热单元与第一接触鳍片121和第二接触鳍片221均接触。

优选地，第一散热器1和第二散热器2镜像对称，使得第一散热器1和第二散热器2形成的散热风道更为简洁规整，无较大不可避免的漏风区，且避免了不对称导致的第一散热器1形成的散热风道和第二散热器2形成的散热风道不连续、支离破碎。

优选地，如图2-4所示，第一散热器1和第二散热器2上下叠置时，导热单元还可支撑位于上方的散热器，降低位于下方的散热器的变形量，从而避免位于下方的散热器损坏。具体地，导热单元包括若干个导热件3，导热件3的数量可根据需要设置，本发明对此不作限定。如图3所示，各导热件3沿进风方向间隔分布，导热件3可固定于第一散热基座11的顶面，且导热件3的侧边与邻近的部件或器件之间存在通风间隙，以使第一散热基座11和第二散热基座21之间形成湍流通道，迎面的气流可沿着导热件3的侧边流动，并在相邻的导热件3之间的间隙中聚集，一方面冷风能够带走更多的第一散热基座11和第二散热基座12的热量，另一方面在压差的作用下气流在相邻的导热件3的间隙内形成扰流，从而在导热件3之间形成一个接一个的湍流，延长了风流动的路径，提高了间隙内的换热系数，避免了边界层的影响，从而提高了整体的散热效率。

优选地，各导热件3沿进风方向的宽度依次增大，如此，靠近进风方向的导热件3的宽度较小，而远离进风方向的导热件3的宽度则较大，各导热件3与邻近的部件或器件之间的间隙逐渐变小，使得迎面的气流在通过湍流通道时，风速在导热件3与邻近部件或器件之间的间隙时逐渐增大，在相邻的导热件3之间的间隙中形成的湍流也更为剧烈，从而更容易带走位于进风方向末端的导热件3周围的热量，且更多的风量可以通过，提高了散热效率。

在实际应用中，各导热件3的宽度相同时，如图3所示，可设置导热件3的宽度与第一散热鳍片12和第二散热鳍片22的宽度相等，因此导热件3与邻近部件或器件的间隙也为第一散热鳍片12和第二散热鳍片22与邻近部件或器件的间隙，由于安规的要求，第一散热鳍片12和第二散热鳍片22与邻近的部件或器件之间必然存在间隙，从而充分利用了安规的要求即可在导热件3的侧边与邻近的部件或器件之间形成通风间隙，安装时更为省心简单，且避免了通风间隙过大导致风直接流走，浪费风量，或通风间隙过小风不能顺利通过间隙形成湍流；且使得导热件3的两个表面完全贴靠于第一接触鳍片121和第二接触鳍片221，使得第一接触鳍片121和第二接触鳍片221的热量导通，进一步提高了散热效率。

如图4所示，为了降低气流的流阻，各导热件3上靠近进风方向的一端设有导风部31，导风部31的宽度沿进风方向逐渐增大以将迎面的气流导向其两侧；本实施例中，各导热件3上靠近进风方向的一端设有凸出的第一弧面，该第一弧面即形成导风部31，气流通过时更为平滑顺畅，且流阻更小。

如图4所示，本实施例中，各导热件3上远离进风方向的一端还设有聚风部32，聚风部32的宽度沿进风方向逐渐增大，聚风部32有利于气流的聚集，形成强烈的扰流，进一步提高了散热效率，且还有利于节省材料，从而节约了成本；在本实施例中，各导热件3上远离进风方向的一端设有凹陷的第二弧面，该第二弧面即形成聚风部32，第二弧面的设计更有利于气流在弧形的中心聚集。

在实际应用中，各导风件放置于第一散热基座11和第二散热基座21的高温区域，如此，高温区域的热量可在第一散热基座11和第二散热基座21上导通，避免了热量过于集中，高温区域可事先通过仿真实验测得，但至少有一个导热件3放置于进风方向的末端，由于第一散热器1或第二散热器2的末端的热量最大，在进风方向的末端处设置导热件3可在末端的高温区域使第一散热器1和第二散热器2的热量导通，可避免末端热量过高。

相应地，本发明还对功率器件的布局作了调整。具体而言，第一功率单元4包括第一功率组件41和第二功率组件42，第一功率组件41和第二功率组件42分别固接于第一散热基座11的两侧；第一功率组件41和第二功率组件42中，一个处于工作状态时，另一个处于休息状态。现有技术中切换工作的第一功率组件41和第二功率组件42一般是分别设置于两个散热器上，当其中一个功率组件工作时，另一个功率组件处于休息状态，使得只有一个散热器在工作，而另一个散热器处于闲置状态，本发明的技术方案将第一功率组件41和第二功率组件42分别固接于第一散热基座11的两侧，使得第一功率组件41和第二功率组件42在切换工作时，第一散热器1始终也处于工作状态，且一侧的功率组件的热量可以向另一侧传递，进一步提高了散热效率，且减少了散热器的数量，节约了成本。

应理解，第二功率单元5也可以包括切换工作的第三功率组件和第四功率组件，其中第三功率组件始终与第一功率组件同时工作，当第一功率组件41位于第一散热基座11的左侧时，可以将第四功率组件放置于第二散热基座21的左侧，如此，当第一功率组件41工作时，位于第一功率组件41对角线上的第三功率组件处于工作状态，而与第一功率组件相对的第二功率组件42和第四功率组件处于休息状态，工作状态和休息状态的功率组件完全错开，第一散热器1和第二散热器2的热量不集中，更为均衡。

为了进一步提高散热效率，还包括柔性导热片6，柔性导热片6覆盖于第一功率组件41和第二功率组件42与第一散热基座11连接的整个接触面上。柔性导热片6的设置作为第一功率组件41和第二功率组件42与第一散热器1的界面材料进一步提高了导热效率，且柔性导热片6作为柔性品不存在锁裂情况、成本更低，从而在同等成本的条件下提高了导热效率，从而提高了散热器整体的均温性。在本实施例中，柔性导热片6采用石墨烯片，石墨烯片自下而上依次连接有粘结层、石墨烯层和绝缘层，其中粘结层粘结于第一散热基座11的接触面上，绝缘层与第一功率组件41和第二功率组件42接触，由于第一功率组件41和第二功率组件42通过固接件固接于第一散热基座11上，石墨烯片上还设有供固接件穿过的通孔，该通孔与石墨烯片之间由密封胶隔开以防止石墨烯层内的石墨烯粉泄露。

在实际应用中，第一散热器1和第二散热器2均由相同的工艺制备，第一散热器1和第二散热器2的区别只在于第一散热基座11和第二散热基座21的高度不同，以及第一散热鳍片12和第二散热鳍片22的数量不同，当第一功率单元发热量大于第二功率单元的发热量时，可以设置第一散热基座11的高度大于第二散热基座的高度，如此，第一散热鳍片12的数量也多于第二散热鳍片22的数量，第一散热器1的散热效率相对于第二散热器2的散热效率更高，从而使得第一散热器1和第二散热器2的整体散热效率更为均衡。

本发明第一散热基座11和第二散热基座21之间设置导热单元，导热单元使得第一散热器1和第二散热器2的热量导通，提高了第一散热基座11和第二散热基座21之间的换热效率，从而降低了第一散热器1和第二散热器2整体的热阻，避免了第一功率单元4损耗很低，而第二功率单元5损耗很高时，热量不均衡，提高了第一散热基座11上的第一功率单元4和第二散热基座21上的第二功率单元5的均温性，降低了第一功率单元4和第二功率单元5的局部高温点，从而可应对不同的极限工况，且在同等成本的条件下提高了散热效率；在热量传递的过程中，最靠近第一功率单元4的第一散热鳍片12会先收热量，而最远离第一功率单元4的第一散热鳍片12会最后吸收热量，最靠近第二功率单元5的第二散热鳍片22会先吸收热量，而最远离第二功率单元5的第二散热鳍片22会最后吸收热量，导致远离第一功率单元4的第一散热鳍片12和远离第二功率单元5的第二散热鳍片22散热效率低，第一散热基座11、导热单元和第二散热基座21依次叠置后，第一散热基座11和第二散热基座21的热量导通，根据热量由温度高的区域向温度低的区域流动的原理，第一散热基座11和第二散热基座21的热量更为均衡，从而使得第一散热鳍片12和第二散热鳍片22的散热效率也更为均衡；当将第一散热器1和第二散热器2置于电气设备内时，由于第一散热基座11、导热单元第二散热基座21依次叠置，可调整第一散热基座11和第二散热基座21的高度，只要第一散热基座11和第二散热基座21的高度的总和仍可放置于电气设备内即可，使得第一散热器1和第二散热器2的高度更加灵活，从而使得第一散热器1和第二散热器2可以有不同的散热效率，且叠置的方式减小了散热结构的体积。

如图5-9所示，本发明同时公开一种功率模块，包括机箱(图中未示出)、第一电路板7、第二电路板8、上述的散热结构、第一功率单元4、第二功率单元5、第三功率单元9、第四功率单元10、送风单元110和若干个隔板120。

第一电路板7和第二电路板8设于机箱内，其中第一电路板7位于机箱的顶部，第二电路板8位于第一电路板7下方，第二电路板8与第一电路板7平行，第一电路板7上设有至少两个第一功率单元4和至少两个第三功率单元9，第二电路板8上设有与各第一功率单元4相向设置的至少两个第二功率单元5和与各第三功率单元9相向设置的第四功率单元10。其中，每一第三功率单元9的发热量小于每一第一功率单元4的发热量，每一第四功率单元10的发热量小于每一第二功率单元5的发热量。

第一散热基座11的顶面固接于第一电路板7的底面，第二散热基座21的底面固接于第二电路板8的顶面。

第一功率单元4还于第一电路板7和顶层的第一散热鳍片12之间固接于第一散热基座11的两侧，具体而言，第一功率组件41和第二功率组件42分别固接于第一散热基座11的两侧。

第二功率单元5还于第二电路板8和的底层的第二散热鳍片22之间固接于第二散热基座21的两侧。

优选地，如图9所示，若干隔板120设于机箱内并将机箱分割成至少两个独立的散热区，具体而言，各隔板垂直连接第一电路板7和第二电路板8，以将第一电路板7和第二电路板8之间的区域沿左右方向分隔成至少两个独立的散热区，各散热器沿机箱的左右方向排布，送风单元110包括与各散热区对应的至少两个风机，风机用于为散热区内送风，本实施例中，隔板120的数量为2个，散热区的数量均为3个，满足了功率模块大功率和大容量的设计要求。其中，风机所在的一端为机箱的进风端。

在本实施例中，每个散热区均包括两个第一散热器1、两个第二散热器2及一第三功率单元9和第四功率单元10；其中两个第一散热器1分别位于第三功率单元9的两侧，两个第二散热器2分别位于第四功率单元10的两侧，第一散热鳍片12和第三功率单元9存在安规间隙，第二散热鳍片22和第四功率单元10存在安规间隙，该安规间隙即构成导热件3和第三功率单元9或第四功率单元10之间的通风间隙；在本实施中，位于最右侧的散热区包括两个第三功率单元9、两个第四功率单元10、两个第一散热器1和两个第二散热器2，第三功率单元9和第一散热器1间隔设置，第四功率单元10和第二散热器2间隔设置，相邻的第一散热鳍片12之间形成第一散热通道，相邻的第二散热鳍片22之间形成第二散热通道，第一散热基座11和第二散热基座21之间形成湍流通道，第一散热通道、第二散热通道和湍流通道之间连通，送风单元110输送的风顺流通过多个第一散热通道、第二散热通道和湍流通道。

其中，风机向第一散热器1和第二散热器2输送的风量大于其向第三功率单元9和第四功率单元10输送的风量，在实际应用中，在最左侧和中间的散热区中，风机的转轴的轴线正对第三功率单元9和第四功率单元10，由于风机工作是通过叶片向外或向内甩风，与风机的转轴对齐的位置是风量最小的地方，因此令风机的转轴的轴线正对第三功率单元9和第四功率单元10，可使得风机的叶片的大部分对着第一散热器1和第二散热器2，从而使得风机向第一散热器1和第二散热器2输送的风量大于其向第三功率单元9和第四功率单元10输送的风量；在最右侧的散热区中，风机的转轴的轴线正对位于左侧的第三功率单元9和第四功率单元10，位于右侧的第三功率单元9和第四功率单元10因此也位于风机叶片的区域内。

第一功率单元4发出的热量通过第一散热基座11传递至第一散热鳍片12，第一散热鳍片12吸收热量，热量传递至第一散热风道后被送风单元110输送的风吹出机箱，第二功率单元5发出的热量通过第二散热基座21传递至第二散热鳍片22，第二散热鳍片22吸收热量，热量传递至第二散热风道后被送风单元110输送的风吹出机箱。

具体地，第一散热基座11和第二散热基座21为柱状结构，可为圆柱，也可谓矩形柱，进风方向即第一散热基座11和第二散热基座21的长度方向，在热量传递的过程中，最靠近第一功率单元4的第一散热鳍片12会先收热量，而最远离第一功率单元4的第一散热鳍片12会最后吸收热量，最靠近第二功率单元5的第二散热鳍片22会先吸收热量，而最远离第二功率单元5的第二散热鳍片22会最后吸收热量，导致远离第一功率单元4的第一散热鳍片12和远离第二功率单元5的第二散热鳍片22散热效率低，第一散热基座11和第二散热基座21之间设置导热单元后，第一散热基座11和第二散热基座21的热量导通，根据热量由温度高的区域向温度低的区域流动的原理，第一散热基座11和第二散热基座21的热量更为均衡，从而使得第一散热鳍片12和第二散热鳍片22的散热效率也更为均衡。

由于导热件3的设置，风在流动过程中经过湍流通道、第一散热通道和第二散热通道，导热件3的导风部31具有很强的扰流性和破风膜能力，聚风部32有利于气流的聚集，形成强烈的扰流，从而在导热件3之间的间隙中形成一个接一个的湍流，大大提高了底层的第一散热鳍片12和顶层的第二散热鳍片22的换热效率，即大大提高了第一接触鳍片121和第二接触鳍片221的换热效率。

在实际应用中，如图6所示，第三功率单元9位于第四功率单元10的正上方。

作为一种具体的实施方式，第一电路板7可为整流电路板，第二电路板8为逆变电路板，第三功率单元9和第四功率单元10为电容，第一功率组件41为整流电路中的功率器件，第二功率组件42为升压电路中的功率器件。

本发明的功率模块采用上述散热结构，发热量高的功率单元、第一散热器1和第二散热器2位于送风单元110的强风区域，使得第一散热器1和第二散热器2上的热量可及时散出；第一散热器1、导热单元和第二散热器2依次叠置导通了第一散热器1和第二散热器2的热量，在第一散热基座11和第二散热基座21的高温区域和进风方向的末端区域均放置导热件3使得第一散热器1和第二散热器2的导热效率更高，温度更为均衡，第一散热器1和第二散热器2整体的热阻降低，提高了第一散热基座11上的第一功率单元4和第二散热基座21上的第二功率单元5的均温性，降低第一功率单元4和第二功率单元5的局部高温点，从而可应对不同的极限工况，同时各导热件3间隔设置以及导热件3形状的设置使得第一散热基座11和第二散热基座21之间形成湍流，增强了散热效率；切换工作的第一功率组件41和第二功率组件41分别设于第一散热基座11的两侧，并将石墨烯片6设置为第一功率组件41和第二功率组件42与第一散热器1的界面材料进一步提高了导热效率；且第一散热鳍片12和第二散热鳍片22的结构设置使得其散热效率更为均衡，从而在同等成本的条件下提高了散热效率；且第一散热器1和第二散热器2的高度可调节，更为灵活，体积小，适用范围更为广泛。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种散热结构，其特征在于：包括

第一散热器，其用于为第一功率单元散热，其上设有带第一散热鳍片的第一散热基座；

第二散热器，其相对第一散热器设置，用于为第二功率单元散热，其上设有带第二散热鳍片的第二散热基座；和

导热单元，其上两个彼此背离且平行的表面分别贴靠第一散热基座和第二散热基座相对的端面，并用于在第一散热器和第二散热器之间传导热量；

所述第一散热鳍片包括第一接触鳍片，所述第二散热鳍片包括第二接触鳍片，所述导热单元与第一接触鳍片和第二接触鳍片均接触；

所述导热单元包括至少两个导热件，各导热件沿进风方向间隔分布，且所述导热件的侧边与邻近的部件或器件之间存在通风间隙，以使所述第一散热基座的端面和第二散热基座的端面之间形成湍流通道。

2.如权利要求1所述的一种散热结构，其特征在于：各导热件上靠近进风方向的一端设有导风部，所述导风部的宽度沿进风方向逐渐增大以将迎面的气流导向其两侧。

3.如权利要求1所述的一种散热结构，其特征在于：各导热件上远离进风方向的一端设有聚风部，所述聚风部的宽度沿进风方向逐渐增大。

4.如权利要求1所述的一种散热结构，其特征在于：所述第一功率单元和第二功率单元的发热量不同，所述第一散热器和第二散热器的区别在于第一散热基座和第二散热基座的高度不同，第一散热鳍片的数量和第二散热鳍片的数量不同。

5.如权利要求1所述的一种散热结构，其特征在于：所述第一功率单元包括第一功率组件和第二功率组件，所述第一功率组件和第二功率组件分别连接于第一散热基座的两侧；所述第一功率组件和第二功率组件中，一个处于工作状态时，另一个处于休息状态。

6.如权利要求5所述的一种散热结构，其特征在于：还包括柔性导热片，所述柔性导热片覆盖于第一功率组件和第二功率组件与第一散热基座连接的整个接触面上。

7.一种功率模块，其特征在于：包括

第一电路板，其设有第一功率单元；

第二电路板，其平行于第一电路板并设有与第一功率单元相向设置的第二功率单元；和

如权利要求1-6中任一项所述的散热结构，第一功率单元和第二功率单元分别固接于第一散热基座和第二散热基座上。

8.如权利要求7所述的一种功率模块，其特征在于：还包括送风单元；

所述第一电路板上还设有第三功率单元，所述第三功率单元的发热量小于第一功率单元的发热量；

所述第二电路板上还设有与第三功率单元相向设置的第四功率单元，所述第四功率单元的发热量小于第二功率单元的发热量；

送风单元向第一散热器和第二散热器输送的风量大于其向第三功率单元和第四功率单元输送的风量。

9.如权利要求8所述的一种功率模块，其特征在于：还包括隔板，所述隔板垂直连接第一电路板和第二电路板，以将第一电路板和第二电路板之间的区域分隔成至少两个独立的散热区，每个散热区均配置有两个第一散热器、两个第二散热器及一第三功率单元和一第四功率单元；其中两个第一散热器分别位于第三功率单元的两侧，两个第二散热器分别位于第四功率单元的两侧。

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