CN209119080U - 一种大功率igbt相变热管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大功率IGBT相变热管理系统，包括IGBT芯片组件、结温检测器、微通道液体蒸发器、介质回路和气相压缩冷凝调控装置，在IGBT芯片组件的下方设置结温检测器，在结温检测器下方设置微通道液体蒸发器；微通道液体蒸发器通过介质回路循环连通，在介质回路上设置有气相压缩冷凝调控装置；气相压缩冷凝调控装置包括压缩泵浦激光器、换热器、调节阀、调频器和控制器，压缩泵浦激光器、换热器和调节阀依次设置在介质回路上；控制器通过调频器连接至压缩泵浦激光器，换热器和调节阀的控制端连接至控制器，在控制器上还与结温检测器电连接。本实用新型能够对IGBT芯片进行精确温度调控，保障电力电子设备器件的运行性能和可靠性。

Description

一种大功率IGBT相变热管理系统

技术领域

本实用新型属于电子器件热管理技术领域，尤其涉及一种大功率IGBT相变热管理系统。

背景技术

目前市场上对于大功率IGBT的芯片散热主要采用强制风冷、直接液冷两种技术。其中，风冷主要为风扇+散热片的强制对流换热，其优点为结构简单，缺点是散热效率差，温度控制不稳定，受空间环境及气温影响大，空间占用体积大，空间要求高，必须有足够通风面积；直接液冷采用恒温水机组冷却液(水或者乙二醇水溶液)，采用芯片基板直接冷却，提高了换热效率，缺点是液体连接接点多，需要二次换热回路对冷却液进行冷却，冷却液要求高，循环回路随着运行时间增加有结垢、腐蚀、堵塞等风险，运转部件增加导致维护成本较高，附属恒温机组占地面积大。

实用新型内容

为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种大功率IGBT相变热管理系统，能够对电力电子IGBT芯片进行精确温度调控，保障电力电子设备器件的运行性能和可靠性。

为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：一种大功率IGBT相变热管理系统，包括IGBT芯片组件、结温检测器、微通道液体蒸发器、介质回路和气相压缩冷凝调控装置，在所述IGBT芯片组件的下方设置结温检测器，在结温检测器下方设置微通道液体蒸发器；所述微通道液体蒸发器通过介质回路循环连通，在所述介质回路上设置有气相压缩冷凝调控装置；

所述气相压缩冷凝调控装置包括压缩泵浦激光器、换热器、调节阀、调频器和控制器，所述压缩泵浦激光器、换热器和调节阀依次设置在介质回路上；所述控制器通过调频器连接至压缩泵浦激光器，所述换热器和调节阀的控制端连接至控制器，在所述控制器上还与结温检测器电连接。

进一步的是，所述介质回路包括介质管路、在管路内部填充的相变介质和电线管路。

进一步的是，所述相变介质包括制冷剂。

进一步的是，所述微通道液体蒸发器包括微通道换热冷板，所述微通道换热冷板于IGBT基板相互贴合。

采用本技术方案的有益效果：

本实用新型采用制冷剂等介质，利用制冷剂等介质的相变(液体蒸发)吸热直接对IGBT芯片降温，通过精确控制介质流量实现对IGBT芯片结温的稳定连续控制。

本实用新型能够有效实现精确控温：采用泵浦变频和数字控制技术，对结温连续跟踪和实时调节控制，将温度稳定在最佳使用区间；本系统体积小、重量轻：特殊设计的微通道换热冷板使IGBT基板与冷板可以一体化设计，厚度可以≤10mm，不在需要复杂的水路或散热鳍片结构以及预留对流空间和风道。本系工作过程中噪音小且能耗低。

附图说明

图1为本实用新型的一种大功率IGBT相变热管理系统的结构示意图；

其中，1是IGBT芯片组件，2是结温检测器，3是微通道液体蒸发器，4是介质回路，5是气相压缩冷凝调控装置，51是压缩泵浦激光器，52是换热器，53是调节阀。

具体实施方式

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

在本实施例中，参见图1所示，一种大功率IGBT相变热管理系统，包括IGBT芯片组件1、结温检测器2、微通道液体蒸发器3、介质回路4和气相压缩冷凝调控装置5，在所述IGBT芯片组件1的下方设置结温检测器2，在结温检测器2下方设置微通道液体蒸发器3；所述微通道液体蒸发器3通过介质回路4循环连通，在所述介质回路4上设置有气相压缩冷凝调控装置5；

所述气相压缩冷凝调控装置5包括压缩泵浦激光器51、换热器52、调节阀53、调频器和控制器，所述压缩泵浦激光器51、换热器52和调节阀53依次设置在介质回路4上；所述控制器通过调频器连接至压缩泵浦激光器51，所述换热器52和调节阀53的控制端连接至控制器，在所述控制器上还与结温检测器2电连接。

作为上述实施例的优化方案，所述介质回路4包括介质管路、在管路内部填充的相变介质和电线管路。

所述相变介质包括制冷剂。

作为上述实施例的优化方案，所述微通道液体蒸发器3包括微通道换热冷板，所述微通道换热冷板于IGBT基板相互贴合。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

利用介质回路4的相变液体蒸发吸热直接对IGBT芯片降温，通过气相压缩冷凝调控装置5精确控制介质流量实现对IGBT芯片结温的稳定连续控制。其中，通过压缩泵浦激光器51压缩调节内部介质，通过换热器52对内部介质进行换热，通过调节阀53调节流通状态。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、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 (4)

1.一种大功率IGBT相变热管理系统，其特征在于，包括IGBT芯片组件(1)、结温检测器(2)、微通道液体蒸发器(3)、介质回路(4)和气相压缩冷凝调控装置(5)，在所述IGBT芯片组件(1)的下方设置结温检测器(2)，在结温检测器(2)下方设置微通道液体蒸发器(3)；所述微通道液体蒸发器(3)通过介质回路(4)循环连通，在所述介质回路(4)上设置有气相压缩冷凝调控装置(5)；

所述气相压缩冷凝调控装置(5)包括压缩泵浦激光器(51)、换热器(52)、调节阀(53)、调频器和控制器，所述压缩泵浦激光器(51)、换热器(52)和调节阀(53)依次设置在介质回路(4)上；所述控制器通过调频器连接至压缩泵浦激光器(51)，所述换热器(52)和调节阀(53)的控制端连接至控制器，在所述控制器上还与结温检测器(2)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种大功率IGBT相变热管理系统，其特征在于，所述介质回路(4)包括介质管路、在管路内部填充的相变介质和电线管路。

3.根据权利要求2所述的一种大功率IGBT相变热管理系统，其特征在于，所述相变介质包括制冷剂。

4.根据权利要求1所述的一种大功率IGBT相变热管理系统，其特征在于，所述微通道液体蒸发器(3)包括微通道换热冷板，所述微通道换热冷板于IGBT基板相互贴合。