CN209298102U - 一种igbt芯片用水冷循环型散热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于水冷散热设备技术领域，公开了一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置，包括底板、散热鳍片，还包括散热嵌体、蓄水管和水泵，底板上表面插接有多个散热鳍片，形成散热架，底板下表面设有与IGBT芯片相适配的安装凹槽，散热嵌体与散热架纵向嵌合，散热嵌体包括散热顶板和多个导热隔板，蓄水管的一端连接出水管道，出水管道贯穿散热顶板的侧壁与位于下方的两个导热隔板内的水冷管道一端连通，蓄水管的另一端连接进水管道，进水管道贯穿散热顶板的侧壁与位于下方的两个导热隔板内的水冷管道的另一端连通。散热结构紧凑，冷却覆盖所有散热鳍片和导热隔板的表面，水冷方式结合风冷散热，进一步保证散热效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及水冷散热设备技术领域，尤其涉及一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置。
背景技术
IGBT，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
IGBT芯片的应用范围广泛，特别是应用于电池炉、发电机等大功率电路，特别容易发热烧坏，就目前电路对大多数IGBT芯片的散热方式均采用散热片进行风冷的方式，虽然风冷散热造价和结构组成成本低，但是由于电路的密封环境导致散热效果不容乐观，因此相比起水冷散热方式，风冷散热存在着散热效率低下的问题；但目前少部分采用的水冷散热方式是采用冷却水流直接流过电子元件表面，虽然能够达到冷却效果，但是极易发生漏电或者对电子元件造成氧化腐蚀，工艺复杂并且维护成本高，同时影响电路安全和散热装置的寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置，用以解决上述背景技术提出的问题。
一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置，包括底板、散热鳍片，其特征在于，所述散热装置还包括散热嵌体、蓄水管和水泵，所述底板上表面插接有多个所述散热鳍片，形成散热架，所述底板下表面设有与IGBT芯片相适配的安装凹槽，所述散热嵌体与所述散热架纵向嵌合，所述散热嵌体包括散热顶板和多个导热隔板，所述导热隔板为内部中空结构，且固接于所述散热顶板的下表面，所述导热隔板内部设有盘曲的水冷管道，所述散热顶板上设有多个散热通孔，所述散热通孔上方设有所述蓄水管，所述蓄水管的一端连接进水管道，所述进水管道贯穿所述散热顶板的侧壁与位于下方的两个所述导热隔板内的所述水冷管道一端连通，所述蓄水管的另一端连接出水管道，所述出水管道贯穿所述散热顶板的侧壁与位于下方的两个所述导热隔板内的所述水冷管道的另一端连通。
优选地，所述导热隔板之间的间隔距离大于所述散热鳍片的厚度，所述散热鳍片之间的间隔距离大于所述导热隔板的厚度。
优选地，所述导热隔板的数量为6个，厚度为5mm-8mm；所述散热鳍片的数量为5个，厚度为1mm-3mm。
优选地，所述导热隔板和散热鳍片均采用铝合金材料制成。
优选地，所述底板和散热顶板的两侧边相应位置处均设有螺栓孔，所述螺栓孔由螺栓由上至下贯通紧固。
优选地，所述蓄水管的数量为3个，所述蓄水管一侧连接有所述水泵。
优选地，所述水泵为单相水泵，且水泵外设有可翻转检修门。
优选地，所述散热顶板内部中心位置设有散热风机，所述散热风机通过导线与设于所述散热顶板一侧的插座端子电性连接。
由于采取上述的技术方案，本实用新型的有益效果是：IGBT芯片紧贴底板的安装凹槽，热量传递充分迅速，通过散热嵌体与散热架的纵向嵌合结构，散热结构紧凑，冷却传递效率高，IGBT芯片工作产生热量经由散热鳍片和导热隔板传递，热量传递表面积增大，再由导热隔板内盘曲的水冷管道的循环水流冷却热量，冷却覆盖所有散热鳍片和导热隔板的表面，散热效率可靠性和稳定性高，水冷管道内的水流温度通过散热顶板内的散热风机经散热通孔冷却，水冷方式结合风冷散热，进一步保证散热效果，适于工业批量化生产，具有非常高的应用价值与市场前景。
附图说明
图1为本实用新型散热架的结构示意图；
图2为本实用新型散热嵌体的结构示意图；
图3为本实用新型嵌合后散热装置的结构示意图；
图4为本实用新型紧固螺栓后散热装置的结构示意图；
图5为本实用新型散热顶板的内部结构示意图；
图6为本实用新型导热隔板内部水冷管道的布置结构示意图；
图7为本实用新型蓄水管的内部俯视结构示意图。
附图标记说明：1-底板，2-散热鳍片，3-散热嵌体，4-蓄水管，5-水泵，6-散热架，7-安装凹槽，8-散热顶板，9-导热隔板，10-水冷管道，11-散热通孔，12-进水管道，13-出水管道，14-螺栓孔，15-螺栓，16-检修门，17-散热风机，18-插座端子。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1-7所示的一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置，包括底板1、散热鳍片2，散热装置还包括散热嵌体3、蓄水管4和水泵5，底板1上表面插接有多个散热鳍片2，形成散热架6，底板1下表面设有与IGBT芯片相适配的安装凹槽7，散热嵌体3与散热架6纵向嵌合，散热嵌体3包括散热顶板8和多个导热隔板9，导热隔板9为内部中空结构，且固接于散热顶板8的下表面，导热隔板9内部设有盘曲的水冷管道10，散热顶板8上设有多个散热通孔11，散热通孔11上方设有蓄水管4，蓄水管4的一端连接进水管道12，进水管道12贯穿散热顶板8的侧壁与位于下方的两个导热隔板9内的水冷管道10一端连通，蓄水管4的另一端连接出水管道13，出水管道13贯穿散热顶板8的侧壁与位于下方的两个导热隔板9内的水冷管道10的另一端连通。
在本实用新型中，散热嵌体3为核心部件，是散热装置实现水冷高效散热的重要部件，通过与散热架6形成纵向嵌合结构，其中导热隔板9之间的间隔距离大于散热鳍片2的厚度，散热鳍片2之间的间隔距离大于导热隔板9的厚度，特别优选采用的导热隔板9的数量为6个，厚度为5mm-8mm；散热鳍片2的数量为5个，厚度为1mm-3mm，当然本实施例中优选的导热隔板9和散热鳍片2的数量和厚度将以实际工业使用过程而定，并不局限于此。
实际应用中，导热隔板9恰好贴合散热鳍片2，导热隔板9和散热鳍片2采用较薄的厚度，有利于提高热量传递的速率，紧凑的散热结构，冷却传递效率更高，IGBT芯片紧贴底板1的安装凹槽7，运行工作时产生热量经由散热鳍片2和导热隔板9传递，热量传递表面积增大，再由导热隔板9内盘曲的水冷管道10的水流冷却热量，冷却覆盖所有散热鳍片2和导热隔板9的表面，散热效率可靠性和稳定性高。
导热隔板9和散热鳍片2均采用铝合金材料制成，采用铝合金材料的热传导系数较高，质量较铜等材料小，安装工艺便捷，选取性价比更高。
底板1和散热顶板8的两侧边相应位置处均设有螺栓孔14，螺栓孔14由螺栓15由上至下贯通紧固，增加电路板安装稳固性。优选采用的蓄水管4的数量为3个，蓄水管4一侧连接有水泵5。在实际应用中，每个蓄水管4的一端连接进水管道12，进水管道12贯穿散热顶板8的侧壁与位于下方的两个导热隔板9内的水冷管道10一端连通，蓄水管4的另一端连接出水管道13，出水管道13贯穿散热顶板8的侧壁与位于下方的两个导热隔板9内的水冷管道10的另一端连通。特别的是，水泵5为单相水泵，将冷却水流从进水管道12进入至出水管道13出来，并且水泵5外设有可翻转检修门16，可方便对水泵的拆卸、安装和检修。
散热顶板8内部中心位置设有散热风机17，散热风机17通过导线与设于散热顶板8一侧的插座端子18电性连接。本实施例中，插座端子18通过外部接电供给散热风机17电能来源，水冷管道10内的水流温度通过散热顶板8内的散热风机17经散热通孔11冷却，水冷方式结合风冷散热，进一步保证散热效果。
以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置，包括底板、散热鳍片，其特征在于，所述散热装置还包括散热嵌体、蓄水管和水泵，所述底板上表面插接有多个所述散热鳍片，形成散热架，所述底板下表面设有与IGBT芯片相适配的安装凹槽，所述散热嵌体与所述散热架纵向嵌合，所述散热嵌体包括散热顶板和多个导热隔板，所述导热隔板为内部中空结构，且固接于所述散热顶板的下表面，所述导热隔板内部设有盘曲的水冷管道，所述散热顶板上设有多个散热通孔，所述散热通孔上方设有所述蓄水管，所述蓄水管的一端连接进水管道，所述进水管道贯穿所述散热顶板的侧壁与位于下方的两个所述导热隔板内的所述水冷管道一端连通，所述蓄水管的另一端连接出水管道，所述出水管道贯穿所述散热顶板的侧壁与位于下方的两个所述导热隔板内的所述水冷管道的另一端连通。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置，其特征在于，所述导热隔板之间的间隔距离大于所述散热鳍片的厚度，所述散热鳍片之间的间隔距离大于所述导热隔板的厚度。
3.根据权利要求2所述的一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置，其特征在于，所述导热隔板的数量为6个，厚度为5mm-8mm；所述散热鳍片的数量为5个，厚度为1mm-3mm。
4.根据权利要求1所述的一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置，其特征在于，所述导热隔板和散热鳍片均采用铝合金材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置，其特征在于，所述底板和散热顶板的两侧边相应位置处均设有螺栓孔，所述螺栓孔由螺栓由上至下贯通紧固。
6.根据权利要求1所述的一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置，其特征在于，所述蓄水管的数量为3个，所述蓄水管一侧连接有所述水泵。
7.根据权利要求6所述的一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置，其特征在于，所述水泵为单相水泵，且水泵外设有可翻转检修门。
8.根据权利要求1所述的一种IGBT芯片用水冷循环型散热装置，其特征在于，所述散热顶板内部中心位置设有散热风机，所述散热风机通过导线与设于所述散热顶板一侧的插座端子电性连接。
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| CN201920250449.1U CN209298102U (zh) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 一种igbt芯片用水冷循环型散热装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112188796A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-05 | 杭州电子科技大学 | 内置仿小肠绒毛式微针环的大功率芯片散热系统与方法 |
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2019
- 2019-02-28 CN CN201920250449.1U patent/CN209298102U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112188796A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-05 | 杭州电子科技大学 | 内置仿小肠绒毛式微针环的大功率芯片散热系统与方法 |
| CN112188796B (zh) * | 2020-09-07 | 2022-01-25 | 杭州电子科技大学 | 内置仿小肠绒毛式微针环的大功率芯片散热系统与方法 |
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