CN115825499A - 一种用于双面散热器件功率循环测试夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于双面散热器件功率循环测试夹具，包括：上散热系统和下散热系统，上散热系统两侧开设有第一通水组件，第一通水组件与流速控制组件连通，第一通水组件与温度测试组件连通，上散热系统与下散热系统上分别放置温度测试组件，上散热系统底端设置有第一定位组件；下散热系统两侧开设有第二通水组件，第二通水组件与流速控制组件连通，第二通水组件与温度测试组件连通，下散热系统顶端设置有第二定位组件，第一通水组件与第二通水组件中水的流向相反。本发明改变水冷散热器流道和入水口流速大小，实时监测DSC器件两侧壳温和水冷散热器出水口温度，对器件实施精准定位，装配更简单，结构更稳定的夹具。
Description
技术领域
本发明涉及双面散热IGBT器件测试领域，特别是涉及一种用于双面散热器件功率循环测试夹具。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是实现电能转换和控制的最先进的电力电子器件。双面散热(DSC)IGBT器件具有双面散热、高功率密度、小的体积和质量等优点，广泛应用于各种电能转换和控制装置。
在DSC器件工作时，需要使用专用夹具为DSC器件提供散热功能、定位功能、引线连接功能。夹具需要提供上下两侧的水冷散热器，通过热传导的方式将DSC器件在服役过程中产生的热量吸收，然后通过传导、对流方式将热量发散到DSC器件外，保证器件内部的温度正常。目前，DSC器件功率循环测试使用的夹具中水冷散热器的散热效率不高，并且不能确定器件两侧的温度以及散热器出口处的水温。同时，在功率循环测试中，DSC器件不能准确定位并且根据实际测量条件进行调节，夹具整体结构稳定性差且装配复杂。
鉴于以上背景，需要提出一种用于双面散热器件功率循环测试夹具来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供用于双面散热器件功率循环测试夹具，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供
一种用于双面散热器件功率循环测试夹具，包括：
上散热系统，所述上散热系统两侧设置有第一通水组件，所述第一通水组件与流速控制组件连通，所述第一通水组件与温度测试组件连通，所述上散热系统底端设置有第一定位组件；
下散热系统，所述下散热系统与所述上散热系统通过器件连接组件连接，所述下散热系统两侧开设有第二通水组件，所述第二通水组件与所述流速控制组件连通，所述第二通水组件与所述温度测试组件连通，所述下散热系统顶端设置有第二定位组件；所述上散热系统与所述下散热系统上分别放置所述温度测试组件，所述上散热系统与所述下散热系统之间用于夹持DSC器件；
所述第一通水组件与所述第二通水组件中水的流向相反。
优选的，所述上散热系统包括第一上流道部件，所述第一上流道部件底部可拆卸连接有第一下储水部件，所述第一下储水部件两侧设置所述第一通水组件，所述第一下储水部件底端设置有所述第一定位组件；所述第一下储水部件底端放置所述温度测试组件。
优选的，所述下散热系统包括与所述第一下储水部件可拆卸连接的第二上流道部件，所述第二上流道部件底端可拆卸连接有第二下储水部件，所述第二下储水部件两侧开设有第二通水组件，所述第二上流道部件顶端设置有所述第二定位组件；所述第二上流道部件顶端放置所述温度测试组件。
优选的，所述第一通水组件包括分别连通在所述第一下储水部件两侧的第一入水口和第一出水口；所述第二通水组件包括连通在所述第二上流道部件两侧的第二入水口和第二出水口，所述第一入水口与所述第二出水口位于同一侧，所述第一出水口与所述第二入水口位于同一侧；所述第一入水口和所述第二入水口分别与所述流速控制组件连通，所述第一出水口和所述第二出水口分别与所述温度测试组件连通。
优选的，所述第一定位组件与所述DSC器件上表面完全接触，所述第二定位组件与所述DSC器件下表面完全接触；所述第一定位组件包括开设在所述第一下储水部件底端的第一滑槽，所述第一滑槽内安装有第一定位夹头和第二定位夹头；所述第二定位组件包括开设在所述第二上流道部件顶端的第二滑槽，所述第二滑槽内安装所述第一定位夹头和所述第二定位夹头；所述第一定位夹头与所述第二定位夹头之间通过弹簧连接且与所述DSC器件左右两侧完全接触。
优选的，所述器件连接组件包括分别与所述第一下储水部件和所述第二上流道部件可拆卸连接的螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹连接有螺母，所述螺纹杆外套设有套筒，所述套筒置于所述第一下储水部件和所述第二上流道部件之间。
优选的，所述温度测试组件包括分别与所述第一出水口和所述第二出水口连通的出水管道，所述出水管道连通外界管路，所述出水管道上安装有热电偶温度传感器探头；所述热电偶温度传感器探头放置在所述第一下储水部件底端和所述第二上流道部件顶端。
优选的，所述流速控制组件包括分别与所述第一入水口和所述第二入水口连通的入水管道，所述入水管道与外界管道连通，所述入水管道上安装有电磁阀。
本发明公开了以下技术效果：本发明公开了一种用于双面散热器件功率循环测试夹具，上散热系统与下散热系统中的第一通水组件与第二通水组件中水的流向相反，可以提高水的散热效率，第一定位组件与第二定位组件的设置用于减少上散热系统与下散热系统对DSC器件的挤压，并且可以提高整体结构的稳定可靠性；流速控制组件可以控制第一通水组件和第二通水组件中水的流速，改变散热效率；温度测试组件可以实时监测水温，实时监测DSC器件两侧壳温。本发明改变水冷散热器流道和入水口流速大小，实时监测DSC器件两侧壳温和水冷散热器出水口温度，对器件实施精准定位，装配更简单，结构更稳定的夹具。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视图；
图3为上散热系统的结构示意图；
图4为下散热系统的结构示意图；
其中：1、上散热系统；101、第一上流道部件；102、第一下储水部件；103、第一入水口；104、第一出水口；2、下散热系统；201、第二上流道部件；202、第二下储水部件；203、第二入水口；204、第二出水口；3、流速控制组件；301、电磁阀；302、入水管道；401、第一定位夹头；402、第二定位夹头；5、温度测试组件；501、出水管道；502、热电偶温度传感器探头；6、套筒；7、螺纹杆；8、螺母。
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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-4，本发明提供一种用于双面散热器件功率循环测试夹具，包括：
上散热系统1，上散热系统1两侧设置有第一通水组件，第一通水组件与流速控制组件3连通，第一通水组件与温度测试组件5连通，上散热系统1底端设置有第一定位组件；
下散热系统2，下散热系统2与上散热系统1通过器件连接组件连接，下散热系统2两侧开设有第二通水组件，第二通水组件与流速控制组件3连通，第二通水组件与温度测试组件5连通，下散热系统2顶端设置有第二定位组件；上散热系统1与下散热系统2上分别放置温度测试组件5，上散热系统1与下散热系统2之间用于夹持DSC器件；
第一通水组件与第二通水组件中水的流向相反。
一种用于双面散热器件功率循环测试夹具，上散热系统1与下散热系统2中的第一通水组件与第二通水组件中水的流向相反，可以提高水的散热效率，并且使得在测试过程中DSC器件的温度分布更均匀；第一定位组件与第二定位组件的设置用于减少上散热系统1与下散热系统2对DSC器件的挤压，并且可以提高整体结构的稳定可靠性；流速控制组件3可以控制第一通水组件和第二通水组件中水的流速，改变散热效率；温度测试组件5可以实时监测水温，实时监测DSC器件两侧壳温。
进一步的，该装置采用高导热铝合金材料，增加了散热性能，导热性能好，电阻率低，散热效率高，实验误差小。
进一步优化方案，上散热系统1包括第一上流道部件101，第一上流道部件101底部可拆卸连接有第一下储水部件102，第一下储水部件102两侧设置第一通水组件，第一下储水部件102底端设置有第一定位组件，第一下储水部件102底端放置所述温度测试组件5；下散热系统2包括与第一下储水部件102可拆卸连接的第二上流道部件201，第二上流道部件201底端可拆卸连接有第二下储水部件202，第二下储水部件202两侧开设有第二通水组件，第二上流道部件201顶端设置有第二定位组件，第二上流道部件201顶端放置温度测试组件5。通过更改第一上流道部件101和第二上流道部件201可以改变水冷散热器的流道形状，根据实际情况调整水冷散热器的散热效率。
进一步的，第二下储水部件下方固接有若干方形支撑脚，夹具整体结构更加稳定，并且能放置于不同平整度的平面。
进一步优化方案，第一通水组件包括分别连通在第一下储水部件102两侧的第一入水口103和第一出水口104；第二通水组件包括连通在第二上流道部件201两侧的第二入水口203和第二出水口204，第一入水口103与第二出水口204位于同一侧，第一出水口104与第二入水口203位于同一侧；第一入水口103和第二入水口203分别与流速控制组件3连通，第一出水口104和第二出水口204分别与温度测试组件5连通。第一入水口103与第二出水口204位于同一侧，第一出水口104与第二入水口203位于同一侧；这样设置使得上、下散热系统2中水的流向相反，可以提升水冷散热器的散热效率，并且使得在测试过程中DSC器件的温度分布更均匀。
进一步的，第一入水口103的表面设有外螺纹，与入水管道302的内螺纹匹配；所述第二出水口204表面设有外螺纹，与出水管道501的内螺纹匹配。
进一步优化方案，第一定位组件与DSC器件上表面完全接触，第二定位组件与DSC器件下表面完全接触；第一定位组件包括开设在第一下储水部件102底端的第一滑槽，第一滑槽内安装有第一定位夹头401和第二定位夹头402；第二定位组件包括开设在第二上流道部件201顶端的第二滑槽，第二滑槽内安装第一定位夹头401和第二定位夹头402；第一定位夹头401与第二定位夹头402之间通过弹簧连接且与DSC器件左右两侧完全接触。第一定位夹头401和第二定位夹头402之间通过弹簧连接，能够将DSC器件准确定位在第一下储水部件102和第二上流道部件201的正中央，并且可以根据DSC器件大小的不同改变第一定位夹头401和第二定位夹头402之间的距离，因此可以适用于不同宽度尺寸的DSC器件；第一定位夹头401和第二定位夹头402的上、下表面分别与第一下储水部件102和第二上流道部件201完全接触，可以减少散热器组件对DSC器件的挤压。
第一定位夹头401、第二定位夹头402竖直放置于第一滑槽和第二滑槽内，弹簧水平放置于下散热器系统预设的槽内，两端分别连接第一定位夹头401和第二定位夹头402。第一滑槽和第二滑槽限制第一定位夹头401、第二定位夹头402在竖直方向上的位移，通过弹簧的连接，可以将DSC器件固定在夹具正中间，确保在测试过程中可以实时监测DSC器件中心的壳温，并且可以根DSC器件的宽度尺寸改变第一定位夹头401、第二定位夹头402之间的距离，实现夹具测试不同宽度DSC器件的功能。
进一步优化方案，器件连接组件包括分别与第一下储水部件102和第二上流道部件201可拆卸连接的螺纹杆7，螺纹杆7上螺纹连接有螺母8，螺纹杆7外套设有套筒6，套筒6置于第一下储水部件102和第二上流道部件201之间。套筒6竖直放置于第一下储水部件102和第二上流道部件201之间，套在螺纹杆7外侧，能够在DSC器件上、下表面紧贴第一下储水部件102和第二上流道部件201的前提下，减少对DSC器件的挤压，降低第一定位夹头401、第二定位夹头402和DSC器件直接损伤风险，提高夹具整体结构可靠性。根据需要更换不同高度的套筒6，可实现夹具测量不同厚度DSC器件的功能。
进一步的，螺纹杆7竖直方向放置，用于连接上、下散热系统2，螺纹杆7的底部的外螺纹与下散热系统2预设的螺纹孔的内螺纹配合，顶部穿过上散热系统1预设的通孔，通过螺母8固定。
进一步的，套筒6采用合金钢材料，有较高的硬度，在承受一定压力时具有较好的稳定性。
进一步优化方案，温度测试组件5包括分别与第一出水口104和第二出水口204连通的出水管道501，出水管道501连通外界管路，出水管道501上安装有热电偶温度传感器探头502，热电偶温度传感器探头502放置在第一下储水部件102底端和第二上流道部件201顶端。第一下储水部件102上设置有第一方形凹槽，第二上流道部件201上设置有第二方形凹槽，第一方形凹槽和第二方形凹槽用来放置热电偶温度传感器探头502，热电偶温度传感器探头502可以实时监测第一出水口104和第二出水口204的水温，实时监测DSC器件两侧壳温，出水管道501用于将使用完毕的水排出。
进一步的，将热电偶温度传感器探头502放置于出水管道501的插孔内，使用防水胶进行固定。出水管道501设有内螺纹，通过宝塔型水接头与高低温测试一体机中的出水管路密闭连接，管口均采用隔热胶带处理。
进一步优化方案，流速控制组件3包括分别与第一入水口103和第二入水口203连通的入水管道302，入水管道302与外界管道连通，入水管道302上安装有电磁阀301。入水管道302用于将水通入水冷散热器中，通过电磁阀301可以控制水冷散热器中水的流速，改变水冷散热器的散热效率。
进一步的，入水管道302设有内螺纹，通过宝塔型水接头与高低温测试一体机中的入水管路密闭连接，管口均采用隔热胶带处理。
使用方法：
将DSC器件置于第一下储水部件102和第二上流道部件201之间，第一定位夹头401、第二定位夹头402竖直放置于第一滑槽和第二滑槽内，弹簧水平放置于下散热器系统预设的槽内，两端分别连接第一定位夹头401和第二定位夹头402，安装好螺纹杆7的底部的外螺纹与下散热系统2预设的螺纹孔的内螺纹配合，顶部穿过上散热系统1预设的通孔，通过螺母8固定；将热电偶温度传感器探502头放置于第一和第二方形槽中，实时监测DSC器件两侧壳温，将入水管道302与第一入水口103和第二入水口203连接，另一端密封连接高低温测试一体机中的入水管路，通过电磁阀301控制水流速度，热电偶温度传感器探头502可以实时监测第一出水口104和第二出水口204的水温，出水管道501用于将使用完毕的水排出。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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发明，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。
以上的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于双面散热器件功率循环测试夹具，其特征在于，包括：
上散热系统(1)，所述上散热系统(1)两侧设置有第一通水组件，所述第一通水组件与流速控制组件(3)连通，所述第一通水组件与温度测试组件(5)连通，所述上散热系统(1)底端设置有第一定位组件；
下散热系统(2)，所述下散热系统(2)与所述上散热系统(1)通过器件连接组件连接，所述下散热系统(2)两侧开设有第二通水组件，所述第二通水组件与所述流速控制组件(3)连通，所述第二通水组件与所述温度测试组件(5)连通，所述下散热系统(2)顶端设置有第二定位组件；所述上散热系统(1)与所述下散热系统(2)上分别放置所述温度测试组件(5)，所述上散热系统(1)与所述下散热系统(2)之间用于夹持DSC器件；
所述第一通水组件与所述第二通水组件中水的流向相反。
2.根据权利要求1所述的用于双面散热器件功率循环测试夹具，其特征在于：所述上散热系统(1)包括第一上流道部件(101)，所述第一上流道部件(101)底部可拆卸连接有第一下储水部件(102)，所述第一下储水部件(102)两侧设置所述第一通水组件，所述第一下储水部件(102)底端设置有所述第一定位组件，所述第一下储水部件(102)底端放置所述温度测试组件(5)。
3.根据权利要求2所述的用于双面散热器件功率循环测试夹具，其特征在于：所述下散热系统(2)包括与所述第一下储水部件(102)可拆卸连接的第二上流道部件(201)，所述第二上流道部件(201)底端可拆卸连接有第二下储水部件(202)，所述第二下储水部件(202)两侧开设有第二通水组件，所述第二上流道部件(201)顶端设置有所述第二定位组件，所述第二上流道部件(201)顶端放置所述温度测试组件(5)。
4.根据权利要求3所述的用于双面散热器件功率循环测试夹具，其特征在于：所述第一通水组件包括分别连通在所述第一下储水部件(102)两侧的第一入水口(103)和第一出水口(104)；所述第二通水组件包括连通在所述第二上流道部件(201)两侧的第二入水口(203)和第二出水口(204)，所述第一入水口(103)与所述第二出水口(204)位于同一侧，所述第一出水口(104)与所述第二入水口(203)位于同一侧；所述第一入水口(103)和所述第二入水口(203)分别与所述流速控制组件(3)连通，所述第一出水口(104)和所述第二出水口(204)分别与所述温度测试组件(5)连通。
5.根据权利要求3所述的用于双面散热器件功率循环测试夹具，其特征在于：所述第一定位组件与所述DSC器件上表面完全接触，所述第二定位组件与所述DSC器件下表面完全接触；所述第一定位组件包括开设在所述第一下储水部件(102)底端的第一滑槽，所述第一滑槽内安装有第一定位夹头(401)和第二定位夹头(402)；所述第二定位组件包括开设在所述第二上流道部件(201)顶端的第二滑槽，所述第二滑槽内安装所述第一定位夹头(401)和所述第二定位夹头(402)；所述第一定位夹头(401)与所述第二定位夹头(402)之间通过弹簧连接且与所述DSC器件左右两侧完全接触。
6.根据权利要求3所述的用于双面散热器件功率循环测试夹具，其特征在于：所述器件连接组件包括分别与所述第一下储水部件(102)和所述第二上流道部件(201)可拆卸连接的螺纹杆(7)，所述螺纹杆(7)上螺纹连接有螺母(8)，所述螺纹杆(7)外套设有套筒(6)，所述套筒(6)置于所述第一下储水部件(102)和所述第二上流道部件(201)之间。
7.根据权利要求4所述的用于双面散热器件功率循环测试夹具，其特征在于：所述温度测试组件(5)包括分别与所述第一出水口(104)和所述第二出水口(204)连通的出水管道(501)，所述出水管道(501)连通外界管路，所述出水管道(501)上安装有热电偶温度传感器探头(502)，所述热电偶温度传感器探头(502)放置在所述第一下储水部件(102)底端和所述第二上流道部件(201)顶端。
8.根据权利要求4所述的用于双面散热器件功率循环测试夹具，其特征在于：所述流速控制组件(3)包括分别与所述第一入水口(103)和所述第二入水口(203)连通的入水管道(302)，所述入水管道(302)与外界管道连通，所述入水管道(302)上安装有电磁阀(301)。
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