CN113745180A - 一种igbt水冷散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IGBT水冷散热器，包括IGBT模块本体和水冷散热机构，所述水冷散热机构包括U形的内贴壳和U形的外罩壳，所述IGBT模块本体插接在内贴壳内，IGBT模块本体的底部与内贴壳的底部内壁通过螺栓固定，所述外罩壳的内侧壁开口，且外罩壳的开口侧壁分别与内贴壳的外侧壁固定连接，所述内贴壳的两侧外壁以及底部外壁均固定连接有网格形的冷水管网，且冷水管网的端部截面为矩形，所述外罩壳的两侧外壁靠近顶端位置均开有排热孔。本发明是一种IGBT水冷散热器，在IGBT模块本体工作的过程中，水冷散热器可以对IGBT模块进行有效降温，且可以避免热量在某一处累积而导致的散热不均匀，提高了水冷散热器散热的有效性。
Description
技术领域
本发明涉及水冷散热技术领域，尤其涉及一种IGBT水冷散热器。
背景技术
IGBT功率模块是电压型控制，输入阻抗大，驱动功率小，控制电路简单，开关损耗小，通断速度快，工作频率高，元件容量大等优点。正因为IGBT模块的工作频率高，故而在其长期的工作过程中会产生较多的热量，为了避免热量累积损坏IGBT模块，需要给IGBT模块加设散热机构。
目前，现有的用于对IGBT模块进行散热的装置存在以下的不足：多是通过风扇鼓风的形式对IGBT表面的热量吹走，这种方式的散热效果较差，并不能对IGBT内部温度进行降低，故而其散热性能较差，而水冷可通过热传递的方式直达IGBT模块的内部，进而对其内部和外部进行均匀性的降温。因此，提出一种IGBT水冷散热器来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种IGBT水冷散热器。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种IGBT水冷散热器，包括IGBT模块本体和水冷散热机构，所述水冷散热机构包括U形的内贴壳和U形的外罩壳，所述IGBT模块本体插接在内贴壳内，IGBT模块本体的底部与内贴壳的底部内壁通过螺栓固定，所述外罩壳的内侧壁开口，且外罩壳的开口侧壁分别与内贴壳的外侧壁固定连接，所述内贴壳的两侧外壁以及底部外壁均固定连接有网格形的冷水管网，且冷水管网的端部截面为矩形，所述外罩壳的两侧外壁靠近顶端位置均开有排热孔，排热孔处均设有拦截机构，所述外罩壳的底部开有开有安装孔，安装孔处设有蒸发吸热机构。
优选地，所述内贴壳的底面为V形面，内贴壳底部的V形面内侧与IGBT模块本体的底部形成散热腔。
其中，所述内贴壳的两侧外壁和底部V形面的两侧壁均焊接有多个递热块，递热块的侧壁开有凹槽，凹槽的两侧内壁均开有波浪面槽。
其中，所述递热块、内贴壳以及外罩壳均为金属材质制成。
其中，所述冷水管网的顶部开有两个进水孔，进水孔内焊接有同一个Y形的进水管，进水管的顶端位于外罩壳的外部，冷水管网的开有两个出水孔，出水孔内焊接有同一个Y形的出水管，出水管的底端位于外罩壳的外部。
其中，所述外罩壳的底部外壁中间位置向上凹陷，蒸发吸热机构位于外罩壳底部的凹陷处，外罩壳的两侧外壁靠近底部位置均焊接有支撑柱，支撑柱的底端均焊接有固定板，固定板的顶部焊接有筋条，筋条的顶端与支撑柱的侧壁焊接。
其中，所述外罩壳的顶部开有加水口，加水口内焊接有加水管，外罩壳的底部外壁靠近两侧位置均开有排水孔，排水孔内均焊接有排水管。
其中，所述拦截机构包括斜向上的下拦截壳和上拦截壳，下拦截壳的长度大于上拦截壳的长度，下拦截壳的顶部和靠近外罩壳的一端开口，上拦截壳的底部和靠近外罩壳的一端开口，下拦截壳和上拦截壳较低的一端均焊接在排热孔的内壁，上拦截壳靠近底端的两侧外壁分别与下拦截壳靠近顶部的两侧内壁焊接，下拦截壳顶端内壁和上拦截壳的顶端内壁焊接有同一个矩形框，矩形框的四侧内壁焊接有同一个拦截网。
其中，所述蒸发吸热机构包括折形管，折形管的顶端焊接在安装孔内，折形管的底端内壁通过螺栓固定有鼓风机，折形管靠近顶端的两侧内壁焊接有同一个横板，横板的顶部外壁靠近两侧边缘处均开有两个条形孔，条形孔内均插接有折形的分流片，分流片顶部的折形边与内贴壳底部的侧面平行，两个分流片的底端均焊接有弧形的流动片，横板的中间位置开有过风孔，横板的顶部开有四个插接孔，插接孔内均插接有L杆，L杆的顶端分别与分流片的两侧壁焊接，L杆的外壁均套接有弹簧，L杆的底端均与流动片的内弧面侧壁焊接，折形管的底部外壁开有管孔，管孔内焊接有Y形的喷水管，喷水管的两个顶端分别对着两个流动片，喷水管的两个顶端均螺纹插接有雾化喷头。
本发明的有益效果为：
1.通过设置的冷水管网和内贴壳，内贴壳与IGBT模块的侧壁贴合，在使用时，可以向冷水管网内注入适量的冷水，则冷水管网可以对内贴壳进行散热，进而对IGBT模块进行降温，且冷水管网的端面为矩形，故而可以增大对IGBT模块降温散热的效率，且内贴壳的底部内侧与IGBT模块本体的底部形成散热腔，由于两侧均有冷水管网贴合降温，故而IGBT的热量会累积到其底部，此时散热腔则有效促进IGBT的底部的空气流通，进而辅助散热。
2.通过设置的蒸发吸热机构，在使用时，将喷水管与外界的泵水设备连接，泵水机构将水泵到喷水管内，经过雾化喷头雾化后喷到外罩壳内，且在鼓风机和分流片的作用下，水雾将扩散到内贴壳的外壁以及递热块的外壁，结合鼓风机的加速空气流动作用，会使得附着在内贴壳的外壁以及递热块的外壁的水雾蒸发，而蒸发吸热，进一步加速散热，而递热块表面的波浪面槽可以增大散热面积，结合流动片的设置，风和水雾直接作用在流动片上，故而流动片在风流和雾流的作用下带动分流片上下抖动，此使得水雾更加均匀的扩散，利于均匀散热。
3.通过设置的拦截机构，拦截机构的拦截网可以让蒸发带出的热量散出，且拦截网、上拦截壳和下拦截壳可以大大减少水雾的散出，进而使得水雾累积在外罩壳内，便于后续回收。
附图说明
图1为一种IGBT水冷散热器的主视剖面结构示意图；
图2为图1的A部分的结构示意图；
图3为一种IGBT水冷散热器的内贴壳和外罩壳的结构示意图；
图4为一种IGBT水冷散热器的内贴壳的外部结构示意图；
图5为一种IGBT水冷散热器的拦截机构的结构示意图。
图中：1-加水管、2-上拦截壳、3-下拦截壳、4-外罩壳、5-递热块、6-波浪面槽、7-内贴壳、8-支撑柱、9-排水管、10-分流片、11-折形管、12-喷水管、13-雾化喷头、14-鼓风机、15-筋条、16-固定板、17-L杆、18-流动片、19-横板、20-弹簧、21-过风孔、22-冷水管网、23-出水管、24-拦截网、25-矩形框、26-IGBT模块本体、27-进水管。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
参照图1-5，一种IGBT水冷散热器，包括IGBT模块本体26和水冷散热机构，水冷散热机构包括U形的内贴壳7和U形的外罩壳4，IGBT模块本体26插接在内贴壳7内，IGBT模块本体26的底部与内贴壳7的底部内壁通过螺栓固定，外罩壳4的内侧壁开口，且外罩壳4的开口侧壁分别与内贴壳7的外侧壁焊接，内贴壳7的两侧外壁以及底部外壁均焊接有网格形的冷水管网22，在使用时，可以向冷水管网22内注入适量的冷水，则冷水管网22可以对内贴壳7进行散热，进而对ICBT模块本体26进行降温，且冷水管网22的端部截面为矩形，可以增大对ICBT模块本体26降温散热的效率，外罩壳4的两侧外壁靠近顶端位置均开有排热孔，排热孔处均设有拦截机构，外罩壳4的底部开有开有安装孔，安装孔处设有蒸发吸热机构。
其中，内贴壳7的底面为V形面，内贴壳7底部的V形面内侧与IGBT模块本体26的底部形成散热腔，由于两侧均有冷水管网22贴合降温，故而IGBT模块本体26的热量会累积到其底部，此时散热腔则有效促进IGBT模块本体26的底部的空气流通，进而辅助散热。
其中，内贴壳7的两侧外壁和底部V形面的两侧壁均焊接有多个递热块5，递热块5的侧壁开有凹槽，凹槽的两侧内壁均开有波浪面槽6，递热块5表面的波浪面槽6可以增大散热面积。
其中，递热块5、内贴壳7以及外罩壳4均为金属材质制成。
其中，冷水管网22的顶部开有两个进水孔，进水孔内焊接有同一个Y形的进水管27，进水管27的顶端位于外罩壳4的外部，冷水管网22的开有两个出水孔，出水孔内焊接有同一个Y形的出水管23，出水管23的底端位于外罩壳4的外部。
其中，外罩壳4的底部外壁中间位置向上凹陷，蒸发吸热机构位于外罩壳4底部的凹陷处，外罩壳4的两侧外壁靠近底部位置均焊接有支撑柱8，支撑柱8的底端均焊接有固定板16，固定板16的顶部焊接有筋条15，筋条15的顶端与支撑柱8的侧壁焊接。
其中，外罩壳4的顶部开有加水口，加水口内焊接有加水管1，外罩壳4的底部外壁靠近两侧位置均开有排水孔，排水孔内均焊接有排水管9。
其中，拦截机构包括斜向上的下拦截壳3和上拦截壳2，下拦截壳3的长度大于上拦截壳2的长度，下拦截壳3的顶部和靠近外罩壳4的一端开口，上拦截壳2的底部和靠近外罩壳4的一端开口，下拦截壳3和上拦截壳2较低的一端均焊接在排热孔的内壁，上拦截壳2靠近底端的两侧外壁分别与下拦截壳3靠近顶部的两侧内壁焊接，下拦截壳3顶端内壁和上拦截壳2的顶端内壁焊接有同一个矩形框25，矩形框25的四侧内壁焊接有同一个拦截网24，而拦截机构的拦截网24可以让蒸发带出的热量散出，且拦截网24、上拦截壳3和下拦截壳3可以大大减少水雾的散出，进而使得水雾累积在外罩壳4内，便于后续回收。
其中，蒸发吸热机构包括折形管11，折形管11的顶端焊接在安装孔内，折形管11的底端内壁通过螺栓固定有鼓风机14，折形管11靠近顶端的两侧内壁焊接有同一个横板19，横板19的顶部外壁靠近两侧边缘处均开有两个条形孔，条形孔内均插接有折形的分流片10，分流片10顶部的折形边与内贴壳7底部的侧面平行，两个分流片10的底端均焊接有弧形的流动片18，横板19的中间位置开有过风孔21，横板19的顶部开有四个插接孔，插接孔内均插接有L杆17，L杆17的顶端分别与分流片10的两侧壁焊接，L杆17的外壁均套接有弹簧20，L杆17的底端均与流动片18的内弧面侧壁焊接，折形管11的底部外壁开有管孔，管孔内焊接有Y形的喷水管12，喷水管12的两个顶端分别对着两个流动片18，风和水雾直接作用在流动片18上，故而流动片18在风流和雾流的作用下带动分流片10上下抖动，此使得水雾更加均匀的扩散，利于均匀散热，喷水管12的两个顶端均螺纹插接有雾化喷头13，将喷水管12与外界的泵水设备连接，泵水机构将水泵到喷水管12内，经过雾化喷头13雾化后喷到外罩壳4内，且在鼓风机14和分流片10的作用下，水雾将扩散到内贴壳7的外壁以及递热块5的外壁，结合鼓风机14的加速空气流动作用，会使得附着在内贴壳7的外壁以及递热块5的外壁的水雾蒸发，而蒸发吸热，进一步加速散热。
工作原理：内贴壳7与ICBT模块本体26的侧壁贴合，在使用时，可以向冷水管网22内注入适量的冷水，则冷水管网22可以对内贴壳7进行散热，进而对ICBT模块本体26进行降温，且冷水管网22的端面为矩形，故而可以增大对ICBT模块本体26降温散热的效率，且内贴壳7的底部内侧与ICBT模块本体26的底部形成散热腔，由于两侧均有冷水管网22贴合降温，故而IGBT模块本体26的热量会累积到其底部，此时散热腔则有效促进IGBT模块本体26的底部的空气流通，进而辅助散热，将喷水管12与外界的泵水设备连接，泵水机构将水泵到喷水管12内，经过雾化喷头13雾化后喷到外罩壳4内，且在鼓风机14和分流片10的作用下，水雾将扩散到内贴壳7的外壁以及递热块5的外壁，结合鼓风机14的加速空气流动作用，会使得附着在内贴壳7的外壁以及递热块5的外壁的水雾蒸发，而蒸发吸热，进一步加速散热，而递热块5表面的波浪面槽6可以增大散热面积，上述中，风和水雾直接作用在流动片18上，故而流动片18在风流和雾流的作用下带动分流片10上下抖动，此使得水雾更加均匀的扩散，利于均匀散热，而拦截机构的拦截网24可以让蒸发带出的热量散出，且拦截网24、上拦截壳3和下拦截壳3可以大大减少水雾的散出，进而使得水雾累积在外罩壳4内，便于后续回收。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种IGBT水冷散热器，包括IGBT模块本体(26)和水冷散热机构，其特征在于，所述水冷散热机构包括U形的内贴壳(7)和U形的外罩壳(4)，所述IGBT模块本体(26)插接在内贴壳(7)内，IGBT模块本体(26)的底部与内贴壳(7)的底部内壁通过螺栓固定，所述外罩壳(4)的内侧壁开口，且外罩壳(4)的开口侧壁分别与内贴壳(7)的外侧壁固定连接，所述内贴壳(7)的两侧外壁以及底部外壁均固定连接有网格形的冷水管网(22)，且冷水管网(22)的端部截面为矩形，所述外罩壳(4)的两侧外壁靠近顶端位置均开有排热孔，排热孔处均设有拦截机构，所述外罩壳(4)的底部开有开有安装孔，安装孔处设有蒸发吸热机构。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT水冷散热器，其特征在于，所述内贴壳(7)的底面为V形面，内贴壳(7)底部的V形面内侧与IGBT模块本体(26)的底部形成散热腔。
3.根据权利要求2所述的一种IGBT水冷散热器，其特征在于，所述内贴壳(7)的两侧外壁和底部V形面的两侧壁均焊接有多个递热块(5)，递热块(5)的侧壁开有凹槽，凹槽的两侧内壁均开有波浪面槽(6)。
4.根据权利要求3所述的一种IGBT水冷散热器，其特征在于，所述递热块(5)、内贴壳(7)以及外罩壳(4)均为金属材质制成。
5.根据权利要求4所述的一种IGBT水冷散热器，其特征在于，所述冷水管网(22)的顶部开有两个进水孔，进水孔内焊接有同一个Y形的进水管(27)，进水管(27)的顶端位于外罩壳(4)的外部，冷水管网(22)的开有两个出水孔，出水孔内焊接有同一个Y形的出水管(23)，出水管(23)的底端位于外罩壳(4)的外部。
6.根据权利要求5所述的一种IGBT水冷散热器，其特征在于，所述外罩壳(4)的底部外壁中间位置向上凹陷，蒸发吸热机构位于外罩壳(4)底部的凹陷处，外罩壳(4)的两侧外壁靠近底部位置均焊接有支撑柱(8)，支撑柱(8)的底端均焊接有固定板(16)，固定板(16)的顶部焊接有筋条(15)，筋条(15)的顶端与支撑柱(8)的侧壁焊接。
7.根据权利要求6所述的一种IGBT水冷散热器，其特征在于，所述外罩壳(4)的顶部开有加水口，加水口内焊接有加水管(1)，外罩壳(4)的底部外壁靠近两侧位置均开有排水孔，排水孔内均焊接有排水管(9)。
8.根据权利要求7所述的一种IGBT水冷散热器，其特征在于，所述拦截机构包括斜向上的下拦截壳(3)和上拦截壳(2)，下拦截壳(3)的长度大于上拦截壳(2)的长度，下拦截壳(3)的顶部和靠近外罩壳(4)的一端开口，上拦截壳(2)的底部和靠近外罩壳(4)的一端开口，下拦截壳(3)和上拦截壳(2)较低的一端均焊接在排热孔的内壁，上拦截壳(2)靠近底端的两侧外壁分别与下拦截壳(3)靠近顶部的两侧内壁焊接，下拦截壳(3)顶端内壁和上拦截壳(2)的顶端内壁焊接有同一个矩形框(25)，矩形框(25)的四侧内壁焊接有同一个拦截网(24)。
9.根据权利要求8所述的一种IGBT水冷散热器，其特征在于，所述蒸发吸热机构包括折形管(11)，折形管(11)的顶端焊接在安装孔内，折形管(11)的底端内壁通过螺栓固定有鼓风机(14)，折形管(11)靠近顶端的两侧内壁焊接有同一个横板(19)，横板(19)的顶部外壁靠近两侧边缘处均开有两个条形孔，条形孔内均插接有折形的分流片(10)，分流片(10)顶部的折形边与内贴壳(7)底部的侧面平行，两个分流片(10)的底端均焊接有弧形的流动片(18)，横板(19)的中间位置开有过风孔(21)，横板(19)的顶部开有四个插接孔，插接孔内均插接有L杆(17)，L杆(17)的顶端分别与分流片(10)的两侧壁焊接，L杆(17)的外壁均套接有弹簧(20)，L杆(17)的底端均与流动片(18)的内弧面侧壁焊接，折形管(11)的底部外壁开有管孔，管孔内焊接有Y形的喷水管(12)，喷水管(12)的两个顶端分别对着两个流动片(18)，喷水管(12)的两个顶端均螺纹插接有雾化喷头(13)。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| TWI815655B (zh) * | 2022-09-13 | 2023-09-11 | 英業達股份有限公司 | 冷卻裝置 |
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2021
- 2021-08-21 CN CN202110963979.2A patent/CN113745180A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| TWI815655B (zh) * | 2022-09-13 | 2023-09-11 | 英業達股份有限公司 | 冷卻裝置 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20211203 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |