CN206118287U - 一种开关电源矩阵开关的散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种开关电源矩阵开关的散热结构，包括散热器(2)和风扇(3)，其特征在于，所述的散热器(2)为两端开口的矩形筒状结构，该矩形筒状结构的一个侧壁外表面用于安装IGBT模块(1)，该安装IGBT模块(1)的侧壁上开有多组与IGBT模块(1)上的安装孔配合的安装孔组，侧壁上的每组安装孔组对应安装一个IGBT模块(1)，多组安装孔组按平行的多排布置，每排的安装孔组均匀等距布置，相邻两排的安装孔组交错布置，所述的风扇(3)安装在散热器(2)矩形筒状结构的一端开口上，风扇排出的气流从矩形筒状结构的另一端开口吹出。本实用新型的散热结构解决了开关阵列散热问题，提高了开关阵列在运行过程中的可靠性和寿命。

Description

一种开关电源矩阵开关的散热结构

技术领域

本实用新型属于开关电源散热技术领域，具体涉及一种开关电源矩阵开关的散热结构。

背景技术

矩阵开关是开关电源中的核心部件，控制着开关电源中能量变换与传递，通常情况下矩阵开关由多个大功率IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块组成。IGBT芯片的结温直接影响到IGBT承载电流的能力，IGBT结温一方面决定于自身的功率损耗，另一方面受外部散热方式和冷却条件的影响。因此，散热器的选型和设计对于保证IGBT模块的正常工作意义重大。目前技术条件下，常规的IGBT散热方式主要有3种：肋片散热、热管散热和液冷散热，其中肋片散热和热管散热主要采用强迫风冷的方法，而液冷散热主要采用液体(水与乙二醇的混合物)循环系统冷却。液冷散热器的散热能力最强，但需要附带复杂的冷却液循环系统，同时对系统密封性要求甚高，一旦散热器或者管道出现冷却液泄漏将会造成主变流器电气短路等严重后果；热管散热效果优于肋片散热，但是价格相对较高；肋片散热器在工艺实现上最为简单，但是效果欠佳。采用肋片+强迫风冷时主要对散热器肋片的高度、厚度、间距、基板厚度等方面进行优化，在一定程度上降低了IGBT结温的温度。

但是，现有技术中多个IGBT模块分布在散热器上时一般采用多排多列对称性分布，风扇从散热器一端吹入空气，吹入空气通过前排时空气与散热器肋片温差较大，可实现充分热交换，空气温度上升；再经过后排时空气与肋片温差较小，此时热交换相对较差，导致后排IGBT温度明显要高于前排。另一方面，相邻IGBT模块之间的散热器肋片温度相对与IGBT模块正下的散热器肋片温度方要低，风扇吹入的空气同样无法实现充分热交换。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是提供一种于开关电源矩阵开关的散热结构，解决了开关阵列散热问题，提高了开关阵列在运行过程中的可靠性和寿命。

本实用新型的一种开关电源矩阵开关的散热结构，包括散热器和风扇，其特征在于，

所述的散热器为两端开口的矩形筒状结构，该矩形筒状结构的一个侧壁外表面用于安装IGBT模块，该安装IGBT模块的侧壁上开有多组与IGBT模块上的安装孔配合的安装孔组，侧壁上的每组安装孔组对应安装一个IGBT模块，多组安装孔组按平行的多排布置，每排的安装孔组均匀等距布置，相邻两排的安装孔组交错布置，

所述的风扇安装在散热器矩形筒状结构的一端开口上，风扇排出的气流从矩形筒状结构的另一端开口吹出。

更进一步地，所述的相邻两排的安装孔组交错布置而错开的距离是每排安装孔组阵列距离的一，也可根据实际空间进行调整。

更进一步地，所述的散热器的矩形筒状结构的用于安装IGBT模块的侧壁内表面上具有散热翅片，散热翅片的长度方向与矩形筒状结构的中心线平行。

更进一步地，所述的散热器矩形筒状结构的一端开口上具有格栅，所述的风扇安装在格栅上。

更进一步地，所述的散热器为铜制或铝制。

与现有技术相比，本实用新型的有益结果是：采用交错布置安装IGBT模块的方法，实现了散热器翅片温度分布更加均匀，风扇吹入空气能与散热器翅片进行充分热交换，从而有效降低散热器及IGBT模块的温度，提高了IGBT模块可靠性及寿命，保障了开关电源稳定、可靠运行。

附图说明

图1为本实用新型的开关电源矩阵开关的散热结构的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体技术方案作进一步地描述。

如附图1所示，本实用新型的一种开关电源矩阵开关的散热结构，包括散热器2和风扇3。

所述的散热器2为两端开口的矩形筒状结构，该矩形筒状结构的一个侧壁外表面用于安装IGBT模块1，该安装IGBT模块1的侧壁上开有多组与IGBT模块1上的安装孔配合的安装孔组，侧壁上的每组安装孔组对应安装一个IGBT模块1，多组安装孔组按平行的多排布置，每排的安装孔组均匀等距布置，相邻两排的安装孔组交错布置。所述的相邻两排的安装孔组交错布置而错开的距离是每排安装孔组阵列距离的一半。所述的散热器2为铜制或铝制。

所述的散热器2的矩形筒状结构的用于安装IGBT模块1的侧壁内表面上具有散热翅片，散热翅片的长度方向与矩形筒状结构的中心线平行。

所述的散热器2矩形筒状结构的一端开口上具有格栅，所述的风扇3安装在格栅上。所述的风扇3安装在散热器2矩形筒状结构的一端开口上，风扇排出的气流从矩形筒状结构的另一端开口吹出。

本实施例中IGBT模块1共有6个，分为两排，风扇3共有3个，单个IGBT模块1损耗500W，考虑风阻以后单个风扇3的风量为132CFM，环境温度为30℃时，散热器最高温升为46℃。

Claims (5)

1.一种开关电源矩阵开关的散热结构，包括散热器(2)和风扇(3)，其特征在于，

所述的散热器(2)为两端开口的矩形筒状结构，该矩形筒状结构的一个侧壁外表面用于安装IGBT模块(1)，该安装IGBT模块(1)的侧壁上开有多组与IGBT模块(1)上的安装孔配合的安装孔组，侧壁上的每组安装孔组对应安装一个IGBT模块(1)，多组安装孔组按平行的多排布置，每排的安装孔组均匀等距布置，相邻两排的安装孔组交错布置，

所述的风扇(3)安装在散热器(2)矩形筒状结构的一端开口上，风扇排出的气流从矩形筒状结构的另一端开口吹出。

2.如权利要求1所述的一种开关电源矩阵开关的散热结构，其特征在于，所述的相邻两排的安装孔组交错布置而错开的距离是每排安装孔组阵列距离的一半。

3.如权利要求1所述的一种开关电源矩阵开关的散热结构，其特征在于，所述的散热器(2)的矩形筒状结构的用于安装IGBT模块(1)的侧壁内表面上具有散热翅片，散热翅片的长度方向与矩形筒状结构的中心线平行。

4.如权利要求1所述的一种开关电源矩阵开关的散热结构，其特征在于，所述的散热器(2)矩形筒状结构的一端开口上具有格栅，所述的风扇(3)安装在格栅上。

5.如权利要求1-4任一一项所述的一种开关电源矩阵开关的散热结构，其特征在于，所述的散热器(2)为铜制或铝制。