CN204289399U - 水冷散热式功率半导体器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力半导体技术领域。水冷散热式半导体功率器件，包括一功率半导体模块，功率半导体模块的一侧壁设有一水冷模块，水冷模块设有一进水口、一出水口；水冷模块内部设有金属管路，金属管路的一端与进水口连通，金属管路的另一端与出水口联通；水冷模块的进水口设有一PH值调节过滤模块，PH值调节过滤模块包括一PH值调节树脂。采用水冷模块对功率半导体模块进行冷却，散热能力较强，允许承载较大的功率。此外，本实用新型通过在传统的水冷模块的进水口设有一PH至调节过滤模块，便于调节水冷模块水流通道内的水质PH值，防止因为水质的PH值而照成对水流模块内的金属管路的腐蚀，提高水冷模块的使用寿命。

Description

水冷散热式功率半导体器件

技术领域

本实用新型涉及电力半导体技术领域，具体涉及功率半导体器件。

背景技术

实际应用中，单个功率半导体开关器件往往无法实现需要的功能，整流模块通常由多个功率半导体开关器件连接组成，为保证各整流元件有良好的散热，常规的风冷通常单独设置散热片，造成需要较多的散热片及较高的安装成本，不利于整个整流模块的结构优化，限制了其安装使用。

实用新型内容

本实用新型目的在于是提供一种水冷散热式半导体功率器件，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

水冷散热式半导体功率器件，包括一功率半导体模块，其特征在于，所述功率半导体模块的一侧壁设有一水冷模块，所述水冷模块设有一进水口、一出水口；

所述水冷模块内部设有金属管路，所述金属管路的一端与所述进水口连通，所述金属管路的另一端与所述出水口联通；

所述水冷模块的进水口设有一PH值调节过滤模块，所述PH值调节过滤模块包括一PH值调节树脂。

采用水冷模块对功率半导体模块进行冷却，散热能力较强，允许承载较大的功率。此外，本实用新型通过在传统的水冷模块的进水口设有一PH至调节过滤模块，便于调节水冷模块水流通道内的水质PH值，防止因为水质的PH值而照成对水流模块内的金属管路的腐蚀，提高水冷模块的使用寿命。

还包括一贮水装置，所述进水口通过一进水管路连接所述贮水装置；所述进水口通过出水管路连接所述贮水装置；

在所述进水管路和所述出水管路中，至少其中之一设有水泵。

进水管路与出水管路通过贮水装置进行冷却水的循环利用，通过水泵驱动水流流动。

所述功率半导体模块还包括一用于封装的封装外壳，所述功率半导体模块固定在所述封装外壳内；所述封装外壳内嵌有一温度传感器，所述温度传感器连接一信号处理模块，所述信号处理模块连接一变频器，所述变频器连接所述水泵。

本实用新型通过温度传感器检测到功率半导体模块的温度，通过变频器智能的调节水泵的转速，从而根据实际情况调整水冷模块内部的水体流速。

所述水冷模块包括两个呈板状的板基体，所述板基体一侧开有与所述金属管路弯曲情况相匹配的沟槽，所述沟槽的横截面呈半圆弧状；

两个所述板基体固定连接形成一与所述金属管路相匹配的容置槽。

所述沟槽至所述板基体的厚度不大于5mm。

本实用新型通过水冷模块的结构设计，从而便于板基体与金属管路的可拆卸连接，便于水冷模块部件的更换，此外，本实用新型通过限定沟槽至所述板基体的厚度在保证冷却效果的同时，保证板基体对金属管路的固定。容置槽用于金属管路的安装与放置。

所述沟槽的纵截面呈弧度大于270度的圆弧状排布于所述板基体一侧。

本实用新型沟槽的结构可使板基体内的循环水水流通道得到延长，以增强循环水的作用时间，同时可减小水流阻力。水流在金属管路内流动时，没有直角型折弯，而采用了圆弧状，有助于减少水阻。

所述板基体开有沟槽侧还开有一凹槽，所述凹槽距离所述沟槽不大于5mm。

本实用新型通过在沟槽侧还设有一凹槽，两块板基体固定连接后，两块板基体的凹槽相结合，形成一制冷空间，沟槽内设有的金属管路在对功率半导体模块进行制冷时，同时也会对凹槽形成的制冷空间进行制冷，同样的制冷空间也会对功率半导体模块进行制冷。从而提高了制冷模块的冷却面积。

所述凹槽是一圆柱型凹槽，所述凹槽的中心轴线与所述沟槽的中心线处于同一直线上。

所述功率半导体模块连接一电源输入端子、整流输出端子、控制端子，所述电源输入端子固定在所述封装外壳的一侧，所述整流输出端子位于所述封装外壳的上方。

所述功率半导体模块与所述水冷模块之间设有绝缘层，所述绝缘层采用导热硅胶制成的绝缘层。导热硅胶具有良好的导热性和绝缘性，有利于增强功率半导体模块相对于外部的绝缘性，提高电焊机的安全性，同时利于导热散热。

所述水冷模块的进水口设有两个，分别为第一进水口、第二进水口，所述第一进水口设有的PH值调节过滤模块是弱酸性阳离子交换树脂，所述第二进水口设有的PH值调节过滤模块是弱碱性阴离子交换树脂；

所述进水管路设有两个分支，分别为第一分支、第二分支，所述第一分支与所述第一进水口联通，所述第二分支与所述第二进水口联通；

所述第一分支上设有第一电磁阀，所述第二分支设有第二电磁阀；

所述进水管路设有一总支，所述总支的一端与所述贮水箱联通，另一端连接所述分支，所述总支上设有一PH传感器，所述PH传感器连接一信号处理模块，所述信号处理模块连接所述第一电磁阀、所述第二电磁阀。

本实用新型通过PH传感器从而检测进水管路上流经的水的PH值，根据PH值的情况，从而途径不同的PH值调节过滤模块进行PH值的调节。防止水质的酸碱性问题腐蚀金属管路。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为本实用新型水冷模块的板基体的一种结构示意图；

图3为本实用新型进水口的局部结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1、图2、图3，水冷散热式半导体功率器件，包括一功率半导体模块4，功率半导体模块4的一侧壁设有一水冷模块5，水冷模块5设有一进水口、一出水口；水冷模块5内部设有的金属管路，金属管路的一端与进水口连通，金属管路的另一端与出水口联通；水冷模块5的进水口设有一PH值调节过滤模块14，PH值调节过滤模块14包括一PH值调节树脂。采用水冷模块5对功率半导体模块4进行冷却，散热能力较强，允许承载较大的功率。此外，本实用新型通过在传统的水冷模块5的进水口设有一PH至调节过滤模块14，便于调节水冷模块5水流通道内的水质PH值，防止因为水质的PH值而照成对水流模块内的金属管路的腐蚀，提高水冷模块5的使用寿命。

还包括一贮水装置，进水口通过一进水管路连接贮水装置；进水口通过出水管路连接贮水装置；在进水管路和出水管路中，至少其中之一设有水泵。进水管路与出水管路通过贮水装置进行冷却水的循环利用，通过水泵驱动水流流动。

功率半导体模块4还包括一用于封装的封装外壳，功率半导体模块4固定在封装外壳内；封装外壳内嵌有一温度传感器，温度传感器连接一信号处理模块，信号处理模块连接一变频器，变频器连接水泵。本实用新型通过温度传感器检测到功率半导体模块4的温度，通过变频器智能的调节水泵的转速，从而根据实际情况调整水冷模块5内部的水体流速。

水冷模块5包括两个呈板状的板基体11，板基体11一侧开有与金属管路弯曲情况相匹配的沟槽12，沟槽12的横截面呈半圆弧状；两个板基体11固定连接形成一与金属管路相匹配的容置槽；沟槽12至板基体11的厚度不大于5mm。本实用新型通过水冷模块5的结构设计，从而便于板基体11与金属管路的可拆卸连接，便于水冷模块5部件的更换，此外，本实用新型通过限定沟槽12至板基体11的厚度在保证冷却效果的同时，保证板基体11对金属管路的固定。

沟槽12的纵截面呈弧度大于270度的圆弧状排布于板基体11一侧。本实用新型沟槽12的结构可使板基体11内的循环水水流通道得到延长，以增强循环水的作用时间，同时可减小水流阻力。水流在金属管路内流动时，没有直角型折弯，而采用了圆弧状，有助于减少水阻。

板基体11开有沟槽12侧还开有一凹槽13，凹槽13距离沟槽12不大于5mm。本实用新型通过在沟槽12侧还设有一凹槽13，两块板基体11固定连接后，两块板基体11的凹槽13相结合，形成一制冷空间，沟槽12内设有的金属管路在对功率半导体模块4进行制冷时，同时也会对凹槽13形成的制冷空间进行制冷，同样的制冷空间也会对功率半导体模块4进行制冷。从而提高了制冷模块的冷却面积。凹槽13是一圆柱型凹槽13，凹槽13的中心轴线与沟槽12的中心线处于同一直线上。

功率半导体模块4连接一电源输入端子1、整流输出端子2、控制端子，电源输入端子1固定在封装外壳的一侧，整流输出端子2位于封装外壳的上方。功率半导体模块4与水冷模块5之间设有绝缘层，绝缘层采用导热硅胶制成的绝缘层。导热硅胶具有良好的导热性和绝缘性，有利于增强功率半导体模块4相对于外部的绝缘性，提高电焊机的安全性，同时利于导热散热。

水冷模块5的进水口设有两个，分别为第一进水口、第二进水口，第一进水口设有的PH值调节过滤模块是弱酸性阳离子交换树脂，第二进水口设有的PH值调节过滤模块是弱碱性阴离子交换树脂；进水管路设有两个分支，分别为第一分支、第二分支，第一分支与第一进水口联通，第二分支与第二进水口联通；第一分支上设有第一电磁阀，第二分支设有第二电磁阀；进水管路设有一总支，总支的一端与贮水箱联通，另一端连接分支，总支上设有一PH传感器，PH传感器连接一信号处理模块，信号处理模块连接第一电磁阀、第二电磁阀。本实用新型通过PH传感器从而检测进水管路上流经的水的PH值，根据PH值的情况，从而途径不同的PH值调节过滤模块进行PH值的调节。防止水质的酸碱性问题腐蚀金属管路。

参见图3，进水口21设有两个进水子口22，分别为第一进水口、第二进水口，两个进水子口22均与进水口21联通，第一进水口设有的PH值调节过滤模块是弱酸性阳离子交换树脂，第二进水口设有的PH值调节过滤模块是弱碱性阴离子交换树脂；进水管路设有两个分支，分别为第一分支、第二分支，第一分支与第一进水口联通，第二分支与第二进水口联通；第一分支上设有第一电磁阀，第二分支设有第二电磁阀；进水管路设有一总支，总支的一端与贮水箱联通，另一端连接分支，总支上设有一PH传感器，PH传感器连接一信号处理模块，信号处理模块连接第一电磁阀、第二电磁阀。本实用新型通过PH传感器从而检测进水管路上流经的水的PH值，根据PH值的情况，从而途径不同的PH值调节过滤模块进行PH值的调节。防止水质的酸碱性问题腐蚀金属管路。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.水冷散热式半导体功率器件，包括一功率半导体模块，其特征在于，所述功率半导体模块的一侧壁设有一水冷模块，所述水冷模块设有一进水口、一出水口；

所述水冷模块内部设有金属管路，所述金属管路的一端与所述进水口连通，所述金属管路的另一端与所述出水口联通；

所述水冷模块的进水口设有一PH值调节过滤模块，所述PH值调节过滤模块包括一PH值调节树脂。

2.根据权利要求1所述的水冷散热式半导体功率器件，其特征在于：还包括一贮水装置，所述进水口通过一进水管路连接所述贮水装置；所述进水口通过出水管路连接所述贮水装置；

在所述进水管路和所述出水管路中，至少其中之一设有水泵。

3.根据权利要求2所述的水冷散热式半导体功率器件，其特征在于：所述功率半导体模块还包括一用于封装的封装外壳，所述封装外壳内嵌有一温度传感器，所述温度传感器连接一信号处理模块，所述信号处理模块连接一变频器，所述变频器连接所述水泵。

4.根据权利要求1所述的水冷散热式半导体功率器件，其特征在于：所述水冷模块包括两个呈板状的板基体，所述板基体一侧开有与所述金属管路弯曲情况相匹配的沟槽，所述沟槽的横截面呈半圆弧状；

两个所述板基体固定连接形成一与所述金属管路相匹配的容置槽。

5.根据权利要求4所述的水冷散热式半导体功率器件，其特征在于：所述沟槽的纵截面呈弧度大于270度的圆弧状排布于所述板基体一侧。

6.根据权利要求4所述的水冷散热式半导体功率器件，其特征在于：所述板基体开有沟槽侧还开有一凹槽，所述凹槽距离所述沟槽不大于5mm。