CN113923904A - 一种带有内置电流传感器的沟槽igbt器件结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，包括罩壳，所述罩壳的内腔固定连接有内壳，所述内壳内腔的底部固定连接有电路板，所述内壳内腔的左侧固定连接有安装壳，所述安装壳的内腔活动连接有电流传感器，所述电流传感器的前后两侧均固定连接有固定板。本发明通过设置罩壳、冷却箱、固定块、进水管、安装孔、散热箱、通风网、防尘滤网、散热翅片、固定壳、散热风机、出水管、安装块、内壳、电路板、安装壳、拉块、壳体、电流传感器、定位销、定位槽、倒角、固定板、固定槽、弹簧、散热片、通孔和限位板的配合使用，具备安装电流传感器方便快捷，提高安装效率，对电流传感器固定牢固，散热效果更佳的优点。

Description

一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构
技术领域
本发明涉及IGBT器件技术领域，具体为一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构。
背景技术
IGBT，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
IGBT模块具有节能、安装维修方便等特点，是能源变换与传输的核心器件，因此被广泛的用在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域，在实际应用中，系统经常需要能够尽快地检测出过流情况的发生，以便及时做出响应，确保系统的保护和正常运作，依次需要安装电流传感器以便能够及时有效的检测模块内部芯片的电流信息从而保护系统，现有的IGBT模块内部在安装电流传感器时非常不方便，影响安装效率，对电流传感器固定不牢靠，而且传统的GBT模块散热效果不佳，工作时产生的高温热量不能快速的散发出去，这样会影响到模块的工作性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，具备安装电流传感器方便快捷，提高安装效率，对电流传感器固定牢固，散热效果更佳的优点，解决了现有的IGBT模块不方便安装电流传感器，影响安装效率，固定不牢靠，而且模块散热效果不佳，影响模块工作性能的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，包括罩壳，所述罩壳的内腔固定连接有内壳，所述内壳内腔的底部固定连接有电路板，所述内壳内腔的左侧固定连接有安装壳，所述安装壳的内腔活动连接有电流传感器，所述电流传感器的前后两侧均固定连接有固定板，两个固定板相反一侧的顶部均开设有定位槽，所述安装壳前后两侧的顶部均固定连接有壳体，所述壳体远离安装壳的一侧活动连接有拉块，所述拉块靠近壳体的一侧固定连接有定位销，所述定位销远离拉块的一侧依次贯穿壳体和安装壳并延伸至定位槽的内腔，所述定位销的表面分别套设有弹簧和限位板，所述罩壳的底部固定连接有冷却箱，所述罩壳两侧底部的前后两侧和冷却箱两侧顶部的前后两侧均固定连接有固定块，所述冷却箱的前侧固定连接有散热箱，所述散热箱的顶部贯穿固定连接有固定壳，所述固定壳的内腔固定连接有散热风机，所述散热箱底部和前侧均贯穿固定连接有通风网，所述冷却箱的两侧分别连通有进水管和出水管，所述出水管远离冷却箱的一侧贯穿至散热箱的左侧，所述出水管的表面固定连接有散热翅片，所述冷却箱内腔的顶部固定连接有散热片，所述散热片的右侧开设有通孔。
优选的，所述安装壳内腔的前后两侧均开设有配合固定板使用的固定槽，两个固定板相反一侧的底部均开设有倒角。
优选的，所述定位销的表面与壳体和安装壳的连接处均活动连接，所述定位销的表面与限位板的连接处固定连接。
优选的，所述壳体的内腔与限位板的连接处活动连接，所述固定壳的顶部贯穿固定连接有防尘滤网。
优选的，所述冷却箱两侧底部的前后两侧均固定连接有安装块，所述安装块的顶部开设有安装孔。
优选的，所述电流传感器与电路板之间电性连接，所述罩壳与内壳的连接处通过螺钉固定连接。
优选的，所述散热片的数量为若干个，上下两个固定块之间通过定位螺栓固定连接，所述散热片为铜制材料。
优选的，所述固定壳的数量为三个，且均匀的分布于散热箱的顶部，所述通孔的数量为若干个，所述进水管和出水管均为铜管材质。
一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构使用方法，包括以下步骤：
A：拧下罩壳表面的螺钉，取下罩壳，把电流传感器前后两侧的固定板插入安装壳内腔前后两侧的固定槽内，此时固定板向下滑动接触到定位销时，把定位销推出固定槽内同时压缩弹簧，当电流传感器的底部与安装壳内腔的底部接触时，弹簧释放弹力推动定位销插入定位槽内对固定板进行定位，同时电流传感器被固定，最后把电流传感器的底部的连接线焊接到电路板上，当需要取下电流传感器时，向前后方向拉动拉块，把定位销从定位槽内拉出，然后拉出电流传感器即可，这样拆装更加方便；
B：把罩壳套在内壳的表面然后通过螺钉进行固定，把冷却箱通过定位螺栓安装在内壳的底部，把进水管和出水管分别于外接的冷却水管连通；
C：冷却水从进水管进入冷却箱内，散热片与内壳的底部接触能够把内壳内的热量传输到冷却箱内通过冷却水把散热片表面的热量带走，冷却水从通孔内流出能够更快的带走散热片表面的热量，散热效果好，含有热量的冷却水通过出水管流出冷却箱，出水管表面的散热翅片把出水管内冷却水的热量散发到散热箱内，此时散热风机通电工作，散热风机把外界的冷空气吹向散热翅片，把散热翅片表面的热量吹出散热箱，这样对冷却水进行散热能够更好使冷却水对IGBT器件进行散热，散热效果更佳。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过设置罩壳、冷却箱、固定块、进水管、安装孔、散热箱、通风网、防尘滤网、散热翅片、固定壳、散热风机、出水管、安装块、内壳、电路板、安装壳、拉块、壳体、电流传感器、定位销、定位槽、倒角、固定板、固定槽、弹簧、散热片、通孔和限位板的配合使用，具备安装电流传感器方便快捷，提高安装效率，对电流传感器固定牢固，散热效果更佳的优点，值得推广。
2、本发明通过设置倒角，能够方便把定位销推出固定槽；
通过设置防尘滤网，能够避免外界的灰尘进入散热箱内；
通过设置限位板，能够使定位销与弹簧之间实现连接；
通过设置安装块和安装孔，能够方便冷却箱安装固定；
通过设置散热片为铜制材料，能够使散热片的散热效果更佳；
通过设置固定板和固定槽，能够使电流传感器更佳牢固，不易脱落；
通过设置拉块，能够方便拉动定位销；
通过设置通孔，能够增大散热片与冷却水的接触面积，水冷散热效果更佳；
通过设置通风网，能够方便散热箱内的热空气流出。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明内壳的主视剖视图；
图3为本发明内壳和安装壳的右视剖视图；
图4为本发明安装壳的俯视剖视图；
图5为本发明冷却箱的主视剖视图；
图6为本发明散热片的右视图；
图7为本发明图3中A的放大图。
图中：1罩壳、2冷却箱、3固定块、4进水管、5安装孔、6散热箱、7通风网、8防尘滤网、9散热翅片、10固定壳、11散热风机、12出水管、13安装块、14内壳、15电路板、16安装壳、17拉块、18壳体、19电流传感器、20定位销、21定位槽、22倒角、23固定板、24固定槽、25弹簧、26散热片、27通孔、28限位板。
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，所描述的实施例仅仅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做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。
在发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明中的罩壳1、冷却箱2、固定块3、进水管4、安装孔5、散热箱6、通风网7、防尘滤网8、散热翅片9、固定壳10、散热风机11、出水管12、安装块13、内壳14、电路板15、安装壳16、拉块17、壳体18、电流传感器19、定位销20、定位槽21、倒角22、固定板23、固定槽24、弹簧25、散热片26、通孔27和限位板28等部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本领域技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
请参阅图1-7，一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，包括罩壳1，罩壳1的内腔固定连接有内壳14，内壳14内腔的底部固定连接有电路板15，内壳14内腔的左侧固定连接有安装壳16，安装壳16的内腔活动连接有电流传感器19，电流传感器19的前后两侧均固定连接有固定板23，两个固定板23相反一侧的顶部均开设有定位槽21，安装壳16前后两侧的顶部均固定连接有壳体18，壳体18远离安装壳16的一侧活动连接有拉块17，拉块17靠近壳体18的一侧固定连接有定位销20，定位销20远离拉块17的一侧依次贯穿壳体18和安装壳16并延伸至定位槽21的内腔，定位销20的表面分别套设有弹簧25和限位板28，罩壳1的底部固定连接有冷却箱2，罩壳1两侧底部的前后两侧和冷却箱2两侧顶部的前后两侧均固定连接有固定块3，冷却箱2的前侧固定连接有散热箱6，散热箱6的顶部贯穿固定连接有固定壳10，固定壳10的内腔固定连接有散热风机11，散热箱6底部和前侧均贯穿固定连接有通风网7，冷却箱2的两侧分别连通有进水管4和出水管12，出水管12远离冷却箱2的一侧贯穿至散热箱6的左侧，出水管12的表面固定连接有散热翅片9，冷却箱2内腔的顶部固定连接有散热片26，散热片26的右侧开设有通孔27；
安装壳16内腔的前后两侧均开设有配合固定板23使用的固定槽24，两个固定板23相反一侧的底部均开设有倒角22；
定位销20的表面与壳体18和安装壳16的连接处均活动连接，定位销20的表面与限位板28的连接处固定连接；
壳体18的内腔与限位板28的连接处活动连接，固定壳10的顶部贯穿固定连接有防尘滤网8；
冷却箱2两侧底部的前后两侧均固定连接有安装块13，安装块13的顶部开设有安装孔5；
电流传感器19与电路板15之间电性连接，罩壳1与内壳14的连接处通过螺钉固定连接；
散热片26的数量为若干个，上下两个固定块3之间通过定位螺栓固定连接，散热片26为铜制材料；
固定壳10的数量为三个，且均匀的分布于散热箱6的顶部，通孔27的数量为若干个，进水管4和出水管12均为铜管材质；
通过设置倒角22，能够方便把定位销20推出固定槽24；
通过设置防尘滤网8，能够避免外界的灰尘进入散热箱6内；
通过设置限位板28，能够使定位销20与弹簧25之间实现连接；
通过设置安装块13和安装孔5，能够方便冷却箱2安装固定；
通过设置散热片26为铜制材料，能够使散热片26的散热效果更佳；
通过设置固定板23和固定槽24，能够使电流传感器19更佳牢固，不易脱落；
通过设置拉块17，能够方便拉动定位销20；
通过设置通孔27，能够增大散热片26与冷却水的接触面积，水冷散热效果更佳；
通过设置通风网7，能够方便散热箱6内的热空气流出。
一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构使用方法，包括以下步骤：
A：拧下罩壳1表面的螺钉，取下罩壳1，把电流传感器19前后两侧的固定板23插入安装壳16内腔前后两侧的固定槽24内，此时固定板23向下滑动接触到定位销20时，把定位销20推出固定槽24内同时压缩弹簧25，当电流传感器19的底部与安装壳16内腔的底部接触时，弹簧25释放弹力推动定位销20插入定位槽21内对固定板23进行定位，同时电流传感器19被固定，最后把电流传感器19的底部的连接线焊接到电路板15上，当需要取下电流传感器19时，向前后方向拉动拉块17，把定位销20从定位槽21内拉出，然后拉出电流传感器19即可，这样拆装更加方便；
B：把罩壳1套在内壳14的表面然后通过螺钉进行固定，把冷却箱2通过定位螺栓安装在内壳14的底部，把进水管4和出水管12分别于外接的冷却水管连通；
C：冷却水从进水管4进入冷却箱2内，散热片26与内壳14的底部接触能够把内壳14内的热量传输到冷却箱2内通过冷却水把散热片26表面的热量带走，冷却水从通孔27内流出能够更快的带走散热片26表面的热量，散热效果好，含有热量的冷却水通过出水管12流出冷却箱2，出水管12表面的散热翅片9把出水管12内冷却水的热量散发到散热箱6内，此时散热风机11通电工作，散热风机11把外界的冷空气吹向散热翅片9，把散热翅片9表面的热量吹出散热箱6，这样对冷却水进行散热能够更好使冷却水对IGBT器件进行散热，散热效果更佳。
综上所述：该带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，通过罩壳1、冷却箱2、固定块3、进水管4、安装孔5、散热箱6、通风网7、防尘滤网8、散热翅片9、固定壳10、散热风机11、出水管12、安装块13、内壳14、电路板15、安装壳16、拉块17、壳体18、电流传感器19、定位销20、定位槽21、倒角22、固定板23、固定槽24、弹簧25、散热片26、通孔27和限位板28的配合使用，解决了现有的IGBT模块不方便安装电流传感器，影响安装效率，固定不牢靠，而且模块散热效果不佳，影响模块工作性能的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，包括罩壳(1)，其特征在于：所述罩壳(1)的内腔固定连接有内壳(14)，所述内壳(14)内腔的底部固定连接有电路板(15)，所述内壳(14)内腔的左侧固定连接有安装壳(16)，所述安装壳(16)的内腔活动连接有电流传感器(19)，所述电流传感器(19)的前后两侧均固定连接有固定板(23)，两个固定板(23)相反一侧的顶部均开设有定位槽(21)，所述安装壳(16)前后两侧的顶部均固定连接有壳体(18)，所述壳体(18)远离安装壳(16)的一侧活动连接有拉块(17)，所述拉块(17)靠近壳体(18)的一侧固定连接有定位销(20)，所述定位销(20)远离拉块(17)的一侧依次贯穿壳体(18)和安装壳(16)并延伸至定位槽(21)的内腔，所述定位销(20)的表面分别套设有弹簧(25)和限位板(28)，所述罩壳(1)的底部固定连接有冷却箱(2)，所述罩壳(1)两侧底部的前后两侧和冷却箱(2)两侧顶部的前后两侧均固定连接有固定块(3)，所述冷却箱(2)的前侧固定连接有散热箱(6)，所述散热箱(6)的顶部贯穿固定连接有固定壳(10)，所述固定壳(10)的内腔固定连接有散热风机(11)，所述散热箱(6)底部和前侧均贯穿固定连接有通风网(7)，所述冷却箱(2)的两侧分别连通有进水管(4)和出水管(12)，所述出水管(12)远离冷却箱(2)的一侧贯穿至散热箱(6)的左侧，所述出水管(12)的表面固定连接有散热翅片(9)，所述冷却箱(2)内腔的顶部固定连接有散热片(26)，所述散热片(26)的右侧开设有通孔(27)。
2.根据权利要求1所述的一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，其特征在于：所述安装壳(16)内腔的前后两侧均开设有配合固定板(23)使用的固定槽(24)，两个固定板(23)相反一侧的底部均开设有倒角(22)。
3.根据权利要求1所述的一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，其特征在于：所述定位销(20)的表面与壳体(18)和安装壳(16)的连接处均活动连接，所述定位销(20)的表面与限位板(28)的连接处固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，其特征在于：所述壳体(18)的内腔与限位板(28)的连接处活动连接，所述固定壳(10)的顶部贯穿固定连接有防尘滤网(8)。
5.根据权利要求1所述的一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，其特征在于：所述冷却箱(2)两侧底部的前后两侧均固定连接有安装块(13)，所述安装块(13)的顶部开设有安装孔(5)。
6.根据权利要求1所述的一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，其特征在于：所述电流传感器(19)与电路板(15)之间电性连接，所述罩壳(1)与内壳(14)的连接处通过螺钉固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，其特征在于：所述散热片(26)的数量为若干个，上下两个固定块(3)之间通过定位螺栓固定连接，所述散热片(26)为铜制材料。
8.根据权利要求1所述的一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构，其特征在于：所述固定壳(10)的数量为三个，且均匀的分布于散热箱(6)的顶部，所述通孔(27)的数量为若干个，所述进水管(4)和出水管(12)均为铜管材质。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种带有内置电流传感器的沟槽IGBT器件结构使用方法，其特征在于包括以下步骤：
A：拧下罩壳(1)表面的螺钉，取下罩壳(1)，把电流传感器(19)前后两侧的固定板(23)插入安装壳(16)内腔前后两侧的固定槽(24)内，此时固定板(23)向下滑动接触到定位销(20)时，把定位销(20)推出固定槽(24)内同时压缩弹簧(25)，当电流传感器(19)的底部与安装壳(16)内腔的底部接触时，弹簧(25)释放弹力推动定位销(20)插入定位槽(21)内对固定板(23)进行定位，同时电流传感器(19)被固定，最后把电流传感器(19)的底部的连接线焊接到电路板(15)上，当需要取下电流传感器(19)时，向前后方向拉动拉块(17)，把定位销(20)从定位槽(21)内拉出，然后拉出电流传感器(19)即可，这样拆装更加方便；
B：把罩壳(1)套在内壳(14)的表面然后通过螺钉进行固定，把冷却箱(2)通过定位螺栓安装在内壳(14)的底部，把进水管(4)和出水管(12)分别于外接的冷却水管连通；
C：冷却水从进水管(4)进入冷却箱(2)内，散热片(26)与内壳(14)的底部接触能够把内壳(14)内的热量传输到冷却箱(2)内通过冷却水把散热片(26)表面的热量带走，冷却水从通孔(27)内流出能够更快的带走散热片(26)表面的热量，散热效果好，含有热量的冷却水通过出水管(12)流出冷却箱(2)，出水管(12)表面的散热翅片(9)把出水管(12)内冷却水的热量散发到散热箱(6)内，此时散热风机(11)通电工作，散热风机(11)把外界的冷空气吹向散热翅片(9)，把散热翅片(9)表面的热量吹出散热箱(6)，这样对冷却水进行散热能够更好使冷却水对IGBT器件进行散热，散热效果更佳。
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