CN207781578U - 一种大功率t型水冷散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大功率T型水冷散热器，包括由冷却主板与汇流板相互垂直的主体结构，主体结构的横截面呈“T”字型结构，在冷却主板内设置有多组循环通道集；每组循环通道集由若干道相互平行且依次串联的冷却水通道组成；汇流板内设置有冷却水进水通道和冷却水出水通道，冷却水进水通道与每组循环通道集的进水连通，冷却水出水通道与每组循环通道集的出水连通；在冷却主板上，于每组循环通道集的旁边开设有连线过孔。本实用新型对机车牵引、辅助变流器一体化设计中IGBT器件应用数量较多、热损耗较大的功率单元进行冷却散热，增大变流器功率密度，减小体积，满足IGBT散热要求，提高其工作可靠性。

Description

一种大功率T型水冷散热器

技术领域

本实用新型属于IGBT技术领域，涉及一种散热器，尤其是一种大功率T型水冷散热器。

背景技术

随着大功率电力机车牵引辅助变流器应用的日益广泛，作为其主电路开关元件的功率器件IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的散热问题也不断引起人们关注。目前机车牵引系统主流的散热方式为水冷却循环散热，辅助系统大多为强迫风冷散热。但是当机车系统要求牵引、辅助变流器一体化设计应用时，为减小变流器体积，功率单元会选择水冷却循环散热，这时由于功率单元集成了牵引、辅助、甚至斩波电路，功能较多，开关器件数量及热损耗会显著增加，传统散热功率的水冷散热器显然无法满足散热要求。

现有的机车牵引辅助变流器中，牵引和辅助功率单元，功能独立，各自单独设计，配置有自己的水冷散热器。这种功率单元功能单一，开关器件数量及热损耗小，其水冷散热器额定水流量设计一般不超过50L/min，无法满足功率单元功能相对复杂时IGBT器件的安装及散热冷却的需求。

并且，现有的机车用水冷散热器，其内部水道全部是串联的，即安装在其上的所有IGBT器件是按照一定顺序冷却的。如果需要冷却的IGBT器件数量较多，采用串联水道的话，排在后面冷却的IGBT器件，冷却效果不好(冷却水水温逐步升高)。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种大功率T型水冷散热器，其对机车牵引、辅助变流器一体化设计中IGBT器件应用数量较多、热损耗较大的功率单元进行冷却散热，增大变流器功率密度，减小体积，满足IGBT散热要求，提高其工作可靠性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种大功率T型水冷散热器，包括由冷却主板与汇流板相互垂直的主体结构，所述主体结构的横截面呈“T”字型结构，在冷却主板内设置有多组循环通道集；每组循环通道集由若干道相互平行且依次串联的冷却水通道组成；所述汇流板内设置有冷却水进水通道和冷却水出水通道，所述冷却水进水通道与每组循环通道集的进水连通，所述冷却水出水通道与每组循环通道集的出水连通；在冷却主板上，于每组循环通道集的旁边开设有连线过孔。

进一步，上述多组循环通道集彼此相互平行设置在冷却主板内部。

进一步，上述汇流板设置有快速水连接器，所述快速水连接器由进水连接器和出水连接器组成，所述进水连接器与冷却水进水通道连通，所述出水连接器与冷却水出水通道连通。

进一步，在所述冷却主板上还开设有用以固定功率器件的器件固定孔。

进一步，上述冷却主板内设置有六组循环通道集。

进一步，在所述冷却主板上，于每组循环通道集的对应位置上通过器件固定孔固定有两个功率器件。

进一步，上述功率器件为IGBT或二极管。

本实用新型涉及的大功率T型水冷散热器适用于多功能集成功率单元，它以循环液体(与变流器共用的)作为冷却剂，通过冷却剂的循环流动，带走其上安装的功率器件工作时产生的热损耗，保证其工作结温小于器件额定最高结温，从而安全可靠地工作。具体的，本实用新型具体具有以下有益效果：

1)本实用新型解决了功率单元集成功能较多，器件数量及热损耗显著增加的散热问题；加大了冷却液的额定流量，满足功率器件的散热要求，提高了功率单元工作的可靠性。

2)本实用新型解决了传统水冷散热器冷却液流道串联应用的缺点；改为多组并联冷却液流道，分别进行冷却，提高水冷散热器的冷却效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的散热通道分布示意图；

图3为本实用新型的使用状态图。

其中：1为冷却主板；2为连线过孔；3为快速水连接器；4为汇流板；5为循环通道集；6为功率器件；7为器件固定孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，本实用新型的大功率T型水冷散热器，包括由冷却主板1与汇流板4相互垂直的主体结构，主体结构的横截面呈“T”字型结构，在冷却主板1内设置有多组循环通道集5；每组循环通道集5由若干道相互平行且依次串联的冷却水通道组成；汇流板4内设置有冷却水进水通道和冷却水出水通道，冷却水进水通道与每组循环通道集5的进水连通，冷却水出水通道与每组循环通道集5的出水连通；在冷却主板1上，于每组循环通道集5的旁边开设有连线过孔2。如图2所示，以上多组循环通道集5彼此相互平行设置在冷却主板1内部。汇流板4设置有快速水连接器3，快速水连接器3由进水连接器和出水连接器组成，所述进水连接器与冷却水进水通道连通，出水连接器与冷却水出水通道连通。在冷却主板1上还开设有用以固定功率器件的器件固定孔7。

本实用新型各主要部件的功能详细介绍如下：

冷却主板1：内部设计有冷却液循环通道，外面设计为安装功率器件。

汇流板4：从进口流入的冷却液分配到各并联支路，从各并联支路流出的冷却液汇总到出口。

快速水连接器3：进出各一个，提供变流器和模块之间的水接口；可以快捷插拔，不需排放冷却回路中的冷却液。

连线过孔2：方便水冷散热器两边电气连接线的通过。

参见图3，在本实用新型的最佳实施例中：冷却主板1内设置有六组循环通道集5。并且在冷却主板1上，于每组循环通道集5的对应位置上通过器件固定孔7固定有两个功率器件6(如图3中黑线框出的6-1为两个功率器件)，这种功率器件6可以为IGBT、二极管或其他发热功率器件。在该实施例中，冷却主板1与汇流板4成一体式结构，采用金属制成。

本实用新型使用的冷却剂可以是水或者其他配比冷却剂，在本实用新型的最佳实施例中，冷却剂由纯水和添加剂(乙二醇)按体积比率47％和53％组成混合液，混合液体温度在-40℃到+85℃之间。并且调整混合液的比例，可适合不同的温度。

如图3，本实用新型的最佳实施例中，散热器的最大散热功率为25kW，液体额定流量为100L/min，最大工作压力为5bar，测试压力为8bar，-30℃时最大允许压降＜1.4bar，59℃时最大允许压降＜0.35bar。该水冷散热器在额定流量100L/min时，6个通道最大可散去25kW热量。

本实用新型的工作过程如下：

冷却剂由汇流板4上快速水连接器3的进水连接器进入汇流板4内部的冷却水进水通道连通，然后由冷却水进水通道连通分别进入各组循环通道集5的进水，冷却水在每组循环通道集5中依次经过相互串联的冷却水通道，然后由循环通道集5的出水至汇流板4内的冷却水出水通道，最后冷却水经冷却水出水通道后由快速水连接器3的出水连接器出，完成一次循环。

Claims (7)

1.一种大功率T型水冷散热器，其特征在于，包括由冷却主板(1)与汇流板(4)相互垂直的主体结构，所述主体结构的横截面呈“T”字型结构，在冷却主板(1)内设置有多组循环通道集(5)；每组循环通道集(5)由若干道相互平行且依次串联的冷却水通道组成；所述汇流板(4)内设置有冷却水进水通道和冷却水出水通道，所述冷却水进水通道与每组循环通道集(5)的进水连通，所述冷却水出水通道与每组循环通道集(5)的出水连通；在冷却主板(1)上，于每组循环通道集(5)的旁边开设有连线过孔(2)。

2.根据权利要求1所述的大功率T型水冷散热器，其特征在于，所述多组循环通道集(5)彼此相互平行设置在冷却主板(1)内部。

3.根据权利要求1所述的大功率T型水冷散热器，其特征在于，所述汇流板(4)设置有快速水连接器(3)，所述快速水连接器(3)由进水连接器和出水连接器组成，所述进水连接器与冷却水进水通道连通，所述出水连接器与冷却水出水通道连通。

4.根据权利要求1所述的大功率T型水冷散热器，其特征在于，在所述冷却主板(1)上还开设有用以固定功率器件的器件固定孔(7)。

5.根据权利要求4所述的大功率T型水冷散热器，其特征在于，所述冷却主板(1)内设置有六组循环通道集(5)。

6.根据权利要求5所述的大功率T型水冷散热器，其特征在于，在所述冷却主板(1)上，于每组循环通道集(5)的对应位置上通过器件固定孔(7)固定有两个功率器件(6)。

7.根据权利要求6所述的大功率T型水冷散热器，其特征在于，所述功率器件(6)为IGBT或二极管。