CN204696102U - 一种功率器件的散热安装结构 - Google Patents

Abstract

一种功率器件的散热安装结构，属于电力电子技术领域。包括两个或以上功率器件、PCB电路板、散热器、金属压条和陶瓷散热片，功率器件以两两对称并平行设置的形式阵列布置于PCB电路板下方的两边，各功率器件的管脚与PCB电路板上的焊孔焊接、金属底部的下方垫衬有陶瓷散热片并抵靠在散热器的基板上，每两两对称并平行设置的两个功率器件管体上表面对应地设金属压条，金属压条的中部与散热器连接固定、两端均匀地将两个功率器件的金属底部垫有的陶瓷散热片压紧在散热器的基板上。使功率器件的金属底部与散热器表面之间压贴的更加可靠紧密，散热面积更加均匀；使得在功率器件输出功率更大的情况下，仍能把热量传导给散热器并散发出去。

Description

一种功率器件的散热安装结构

技术领域

 本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种功率器件的散热安装结构。

背景技术

光伏逆变器是光伏系统核心功率调节器件，它负责将太阳能电池产生的直流电通过电力电子变换技术转换为能够直接并入电网、负载的交流电能。光伏逆变器根据应用场合的不同，一般可分为集中型、组串型和微型逆变器等几大类。随着我国对分布式光伏发电项目的大力推广，适用于分布式系统的组串型逆变器得到了迅速发展，功率等级也由最初的几千瓦发展到现在的几十千瓦。

随着组串型逆变器的功率等级不断提高，应用于该类逆变器的功率器件（如IGBT）的输出功率也在不断提高，这就对功率器件的散热、耐压、安装等问题提出了更高的要求。已有技术中，大多采用压条的形式将一个或两个甚至多个功率器件（如IGBT）压装在散热器上，功率器件金属底部与散热器之间一般通过垫衬绝缘导热纸来满足耐压要求。压条一般由绝缘塑性材料通过开模压制成型，结构复杂，生产成本较高，且用螺钉固定时如用力过大容易造成压条破损，影响压装效果。另一方面，由于逆变器功率的提高，功率器件功耗加大，发热更高，原有的绝缘导热纸已不能满足功率器件的散热要求，会危及功率器件的安全工作；而绝缘导热纸一般质地较软较薄，压装时如用力过大，容易造成功率器件金属底部将绝缘导热纸划伤，导致耐压等级降低；且绝缘导热纸价格较高，不利于逆变器的成本控制。

鉴于上述存在问题，有必要对现有功率器件的散热安装结构加以改进。为此，本申请人作了积极而有效的探索，终于形成了下面将要介绍的技术方案。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种结构紧凑、安装方便、绝缘耐压等级高且散热效果更好的功率器件的散热安装结构。

本实用新型的目的是这样来达到的，一种功率器件的散热安装结构，其特征在于：包括两个或以上功率器件、PCB电路板、散热器、金属压条和陶瓷散热片，所述的功率器件以两两对称并平行设置的形式阵列布置于PCB电路板高度方向下方的两边，各功率器件的管脚分别与PCB电路板上的焊孔焊接而实现电连接，各功率器件的金属底部的下方分别垫衬有陶瓷散热片，所述的陶瓷散热片抵靠在散热器的基板上，每两两对称并平行设置的两个功率器件管体上表面分别对应地设置有一金属压条，各金属压条长度方向的中部分别通过螺钉组合件实现与散热器的连接固定、长度方向的两端分别均匀地将两个功率器件的金属底部垫有的陶瓷散热片压紧在所述散热器的基板上。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的PCB电路板在正对各功率器件高度方向上方的部位开设有方孔，使金属压条通过方孔可操作。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的各功率器件的管脚呈L型伸入PCB电路板上预设的焊孔中并通过焊接将两者实现电连接。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的金属压条长度方向的两端均包覆有绝缘热缩套管、中部留出中间过孔；所述的散热器上预设有螺纹孔，所述的螺钉组合件在穿过金属压条的中间过孔并拧紧到散热器上的螺纹孔中而将金属压条连接固定在所述的散热器上。

在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的金属压条的截面形状呈L型，并且在L型的金属压条的四个角上加工有倒角。

在本实用新型的再又一个具体的实施例中，所述的陶瓷散热片与散热器基板的接触面之间以及所述的功率器件的金属底部与陶瓷散热片的接触面之间均涂覆有导热硅脂层。

本实用新型由于采用上述结构后，具有的有益效果：首先，采用易于加工、机械强度更高的L型金属压条来压装所述的功率器件，使功率器件的金属底部与散热器表面之间压贴的更加可靠紧密，散热面积更加均匀；其次，采用陶瓷散热片替代已有的绝缘导热纸垫衬在功率器件金属底部和散热器之间，陶瓷散热片导热效果更好、耐压强度更高，使得在功率器件输出功率更大的情况下，仍能有效地把热量传导给散热器并散发出去，有效地保护功率器件，延长其工作寿命，且陶瓷散热片价格较低，可降低逆变器的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型所述功率器件散热安装结构的剖视图。

图2为本实用新型所述功率器件散热安装结构的俯视图。

图3为本实用新型所述功率器件散热安装结构的立体示意图。

图4为本实用新型所述金属压条的立体示意图。

图中：1.功率器件、11.管脚、12.金属底部；2.PCB电路板、21.方孔；3.散热器、31螺纹孔；4.金属压条、41.中间过孔、42.倒角；5.陶瓷散热片；6.螺钉组合件；7.绝缘热缩套管。

具体实施方式

    为了使公众能充分了解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。

请参阅图1、图2、图3和图4，本实用新型涉及一种功率器件的散热安装结构，包括两个或以上功率器件1（如IGBT）、PCB电路板2、散热器3、金属压条4和陶瓷散热片5，所述的功率器件1以两两对称并平行设置的形式陈列布置于PCB电路板2高度方向下方的两边，本实用新型以八个功率器件为例，分四组前后依次陈列布置于PCB电路板2高度方向下方的两边，每组均由两个功率件1呈对称并平行布置于PCB电路板2高度方向下方的两边。

功率器件1的管脚11呈L型伸入PCB电路板2上预设的焊孔中并通过焊接的方式将两者连接，所述的PCB电路板2在正对各功率器件1高度方向上方的部位开设有方孔21，每个功率器件1的金属底部12分别垫衬有陶瓷散热片5并抵靠在散热器3的基板上。

所述的方孔21中设置有金属压条4，每两两对称并平行设置的两个功率器件1管体上表面分别对应地设置有一金属压条4，各金属压条4长度方向的中部分别通过螺钉组合件6实现与散热器3的连接固定、长度方向的两端分别均匀地将两个功率器件1的金属底部12垫有的陶瓷散热片5压紧在所述散热器3的基板上。

所述的金属压条4长度方向的两端均包覆有绝缘热缩套管7、中部留出中间过孔41；所述的散热器3上预设有螺纹孔31，所述的螺钉组合件6在穿过金属压条4的中间过孔41并拧紧到散热器3上的螺纹孔31中而将金属压条4连接固定在所述的散热器3上。这样使得金属压条4压装在功率器件1管体表面上后，能防止功率器件1的金属底部12以及管脚与金属压条4之间由于爬电距离较小而导致的短路击穿，有效地保护功率器件1正常工作。

请参阅图4，所述的金属压条4通过数控机床折弯呈L型结构。加工简易，结构简单，但机械强度较高，可有效将功率器件1的金属底部12垫有的陶瓷散热片5可靠的压紧在散热器3的基板表面上；同时L型的金属压条4在其四个角上加工有45°的倒角42，使绝缘热缩套管7包覆在金属压条4的两端后在加热收缩到最佳效果时不被四个棱角刮破，从而不会影响绝缘效果。

本实用新型所述的陶瓷散热片5与散热器3基板的接触面之间以及所述的功率器件1的金属底部12与陶瓷散热片5的接触面之间均涂覆有导热硅脂层，以保证最佳的散热效果。

本实用新型在每个功率器件1的金属底部12分别垫衬有各自独立的陶瓷散热片5，然后再压装在散热器3的基板表面上，而并非采用几个功率器件1共同使用一整块陶瓷散热片5的形式，可有效防止在使用金属压条4通过螺钉组合件6压装功率器件1时，由于不同组之间的功率器件1承受的压力可能不同而导致陶瓷散热片5产生破裂的现象，上述现象会降低功率器件1与散热器3之间的绝缘耐压性能，进一步损坏功率器件。

Claims (6)

1.一种功率器件的散热安装结构，其特征在于：包括两个或以上功率器件(1)、PCB电路板(2)、散热器(3)、金属压条(4)和陶瓷散热片(5)，所述的功率器件(1)以两两对称并平行设置的形式阵列布置于PCB电路板(2)高度方向下方的两边，各功率器件(1)的管脚(11)分别与PCB电路板(2)上的焊孔焊接而实现电连接，各功率器件(1)的金属底部(12)的下方分别垫衬有陶瓷散热片(5)，所述的陶瓷散热片(5)抵靠在散热器(3)的基板上，每两两对称并平行设置的两个功率器件(1)管体上表面分别对应地设置有一金属压条(4)，各金属压条(4)长度方向的中部分别通过螺钉组合件(6)实现与散热器(3)的连接固定、长度方向的两端分别均匀地将两个功率器件(1)的金属底部(12)垫有的陶瓷散热片(5)压紧在所述散热器(3)的基板上。

2.根据权利要求1所述的一种功率器件的散热安装结构，其特征在于所述的PCB电路板(2)在正对各功率器件(1)高度方向上方的部位开设有方孔(21)，使金属压条(4)通过方孔(21)可操作。

3.根据权利要求1所述的一种功率器件的散热安装结构，其特征在于所述的各功率器件(1)的管脚(11)呈L型伸入PCB电路板(2)上预设的焊孔中并通过焊接将两者实现电连接。

4.根据权利要求1所述的一种功率器件的散热安装结构，其特征在于所述的金属压条(4)长度方向的两端均包覆有绝缘热缩套管(7)、中部留出中间过孔(41)；所述的散热器(3)上预设有螺纹孔(31)，所述的螺钉组合件(6)在穿过金属压条(4)的中间过孔(41)并拧紧到散热器(3)上的螺纹孔(31)中而将金属压条(4)连接固定在所述的散热器(3)上。

5.根据权利要求1所述的一种功率器件的散热安装结构，其特征在于所述的金属压条(4)的截面形状呈L型，并且在L型的金属压条(4)的四个角上加工有倒角(42)。

6.根据权利要求1所述的一种功率器件的散热安装结构，其特征在于所述的陶瓷散热片(5)与散热器(3)基板的接触面之间以及所述的功率器件(1)的金属底部(12)与陶瓷散热片(5)的接触面之间均涂覆有导热硅脂层。