CN212648231U - 功率模块的散热结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种功率模块的散热结构，包括散热板、功率模块安装板，散热板包括散热基板、导热盖板，散热基板的安装面上设有冷却凹腔，散热基板内设有进口通道、出口通道，进口通道、出口通道与冷却凹腔连通，冷却凹腔上盖设有导热盖板，散热基板的安装面与功率模块安装板的底面导热连接，功率模块安装板上安装有功率模块电路，冷却介质通过进口通道进入冷却凹腔，冷却凹腔内的冷却介质与功率模块电路进行热交换后从出口通道排出。本实用新型采用内设供流动冷却介质换热的腔室的散热板与功率模块安装板配合吸收功率模块电路散发的热量的方案，具有散热效率高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种散热结构，特别涉及一种功率模块的散热结构，属于功率模块散热领域。
背景技术
为了实现大电流输出，同类产品的设计由独立的IGBT或MOSFET功率组件并联形成，因此同时也提高了发热量。些热量必须被有效排出，否则具有大电流输出的功率组件将无法发挥效能。现有的普通散热结构已经无法满足这种大电流输出功率组件的散热要求，因此，如何为这种具有大电流输出的功率组件配置散热结构是个亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型功率模块的散热结构公开了新的方案，采用内设供流动冷却介质换热的腔室的散热板与功率模块安装板配合吸收功率模块电路散发的热量的方案，解决了现有同类方案散热效率不好的问题。
本实用新型功率模块的散热结构包括散热板、功率模块安装板，散热板包括散热基板、导热盖板，散热基板的安装面上设有冷却凹腔，散热基板内设有进口通道、出口通道，进口通道、出口通道与冷却凹腔连通，冷却凹腔上盖设有导热盖板，散热基板的安装面与功率模块安装板的底面导热连接，功率模块安装板上安装有功率模块电路，冷却介质通过进口通道进入冷却凹腔，冷却凹腔内的冷却介质与功率模块电路进行热交换后从出口通道排出。
进一步，本方案的冷却凹腔内的一侧上设有冷却介质入口、冷却介质出口，冷却介质入口与冷却介质出口间设有隔板，隔板将冷却凹腔的内部空间分隔成在隔板的延伸端连通的冷却入口通道、冷却出口通道，从冷却介质入口进入冷却入口通道、冷却出口通道的冷却介质经换热后从冷接介质出口排出。
进一步，本方案的冷却凹腔包括若干冷却单元，冷却单元包括间隔设置在散热基板的安装面上的左凹腔、右凹腔，左凹腔、右凹腔间的所述散热基板内设有进口通道，进口通道与两侧的左凹腔、右凹腔的入口连通，出口通道包括左凹腔出口通道、右凹腔出口通道，左凹腔的出口与左凹腔出口通道连通，右凹腔的出口与右凹腔出口通道连通，冷却介质通过进口通道进入左凹腔、右凹腔，左凹腔、右凹腔内的冷却介质与功率模块电路进行换热后从对应的左凹腔出口通道、右凹腔出口通道排出。
进一步，本方案的散热板的侧边上设有多个安装耳A，功率模块安装板的侧边上设有多个安装耳B，安装耳A与对应的安装耳B通过螺钉连接。
更进一步，本方案的散热板的前端的安装面的边沿上设有多个定位凸头，定位凸头与功率模块安装板的前端的对应的定位凹槽配合形成定位连接。
本实用新型功率模块的散热结构采用内设供流动冷却介质换热的腔室的散热板与功率模块安装板配合吸收功率模块电路散发的热量的方案，具有散热效率高的特点。
附图说明
图1是功率模块的散热结构的装配示意图。
图2是散热基板实例一的示意图。
图3是导热盖板的示意图。
图4是散热基板实例二的示意图。
图5是散热基板实例二的剖视示意图。
其中，100是散热板，110是散热基板，111是冷却凹腔，112是进口通道，113是出口通道，120是导热盖板，121是隔板，122是冷却入口通道，123是冷却出口通道，130是左凹腔，131是左凹腔出口通道，140是右凹腔，141是右凹腔出口通道，151是安装耳A，161是定位凸头，200是功率模块安装板，201是安装耳B。
具体实施方式
如图1、2、3所示，本实用新型功率模块的散热结构包括散热板、功率模块安装板，散热板包括散热基板、导热盖板，散热基板的安装面上设有冷却凹腔，散热基板内设有进口通道、出口通道，进口通道、出口通道与冷却凹腔连通，冷却凹腔上盖设有导热盖板，散热基板的安装面与功率模块安装板的底面导热连接，功率模块安装板上安装有功率模块电路，冷却介质通过进口通道进入冷却凹腔，冷却凹腔内的冷却介质与功率模块电路进行热交换后从出口通道排出。上述方案采用内设供流动冷却介质换热的腔室的散热板与功率模块安装板配合吸收功率模块电路散发的热量的方案，利用流动的冷却介质吸收大电流输出的功率组件的放热，及时散热，避免热量集聚导致高温，影响工作。
为了实现散热板的功能，本方案公开了以下实例。
实施例一
如图2所示，一种具有弯折的长流道冷却方案，即冷却凹腔内的一侧上设有冷却介质入口、冷却介质出口，冷却介质入口与冷却介质出口间设有隔板，隔板将冷却凹腔的内部空间分隔成在隔板的延伸端连通的冷却入口通道、冷却出口通道，从冷却介质入口进入冷却入口通道、冷却出口通道的冷却介质经换热后从冷接介质出口排出。冷却介质经由入口进入“U”型腔体内，由出口流出，散热介质在腔体中流动，形成了一个散热循环。
实施例二
采用实施例一的方案具有以下问题。如果要求功率更高，则需要将多个IGBT或MOSFET功率组件并联在一起，功率模块电路会很长，则对应的冷却腔体也必须有相同的长度。当冷却腔体过长，功率模块电路上的IGBT或MOSFET功率组件，依据与出入口距离的远近，功率组件所获得的散热效果有所不同。功率组件与入口的距离越短，则所获得散热的效果越好，功率组件与出口的距离越短，则所获得散热的效果越差，整体功率模块的散热效能受限。这是因为散热介质在腔内流动时，会渐次吸收功率模块上功率组件的热量。由于整体功率模块的散热效能受限，功率模块电路板上的功率组件会有温差，并联的功率组件越多，功率模块电路板的长度越长，则对应的腔体长度越长，功率模块电路板上的功率组件的温差越大。由于功率模块是并联功率组件，工作电流均相当，则温度较高的功率组件的输出电流较小，且输出功率较低，因此整体功率模块的功率输出，会受到温度较高组件的影响。
为了解决这个问题，如图4、5所示，本方案的冷却凹腔包括若干冷却单元，冷却单元包括间隔设置在散热基板的安装面上的左凹腔、右凹腔，左凹腔、右凹腔间的所述散热基板内设有进口通道，进口通道与两侧的左凹腔、右凹腔的入口连通，出口通道包括左凹腔出口通道、右凹腔出口通道，左凹腔的出口与左凹腔出口通道连通，右凹腔的出口与右凹腔出口通道连通，冷却介质通过进口通道进入左凹腔、右凹腔，左凹腔、右凹腔内的冷却介质与功率模块电路进行换热后从对应的左凹腔出口通道、右凹腔出口通道排出。
实施例二将”U”型腔体的设计，更改为两个独立的腔体。两个独立腔体的中间为入口，由两个水槽共享，两个独立的腔体各有一个出水口，冷却介质由入口进入腔体内，两个独立腔体各与一出口相连通。与各独立腔体形成传热连接的对应功率模块的所有功率组件，都可以同时并行散热，因此，功率组件间的温度较平均，功率组件的输出电流也较一致，每个功率组件的功率输出也都一致。功率模块的输出功率则可以提升，且功率组件几乎没有温度差异，因此提高了输出功率模块的总体输出功率。
相比实施例一，实施例二使得功率模块上的并联功率组件都可以获得均等的散热能力，功率组件间的温度较平均，功率组件的输出功率也较平均，整体功率模块散热能力不受限制，功率模块的输出功率提升。
为了实现稳定的安装，如图1所示，本方案的散热板的侧边上设有多个安装耳A，功率模块安装板的侧边上设有多个安装耳B，安装耳A与对应的安装耳B通过螺钉连接。基于以上方案，为了保证安装的准确性，避免错位，影响换热效率，本方案的散热板的前端的安装面的边沿上设有多个定位凸头，定位凸头与功率模块安装板的前端的对应的定位凹槽配合形成定位连接。
本方案公开的装置、部件及其元器件等除有特别说明外，均可以采用本领域公知的通用、惯用的方案实现。本方案功率模块的散热结构并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以基于本领域技术人员的理解而延伸，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。
Claims (5)
1.功率模块的散热结构，其特征是包括散热板、功率模块安装板，所述散热板包括散热基板、导热盖板，所述散热基板的安装面上设有冷却凹腔，所述散热基板内设有进口通道、出口通道，所述进口通道、出口通道与所述冷却凹腔连通，所述冷却凹腔上盖设有所述导热盖板，所述散热基板的安装面与所述功率模块安装板的底面导热连接，所述功率模块安装板上安装有功率模块电路，冷却介质通过所述进口通道进入所述冷却凹腔，所述冷却凹腔内的冷却介质与所述功率模块电路进行热交换后从所述出口通道排出。
2.根据权利要求1所述的功率模块的散热结构，其特征在于，所述冷却凹腔内的一侧上设有冷却介质入口、冷却介质出口，所述冷却介质入口与所述冷却介质出口间设有隔板，所述隔板将所述冷却凹腔的内部空间分隔成在所述隔板的延伸端连通的冷却入口通道、冷却出口通道，从所述冷却介质入口进入所述冷却入口通道、冷却出口通道的冷却介质经换热后从所述冷却介质出口排出。
3.根据权利要求1所述的功率模块的散热结构，其特征在于，所述冷却凹腔包括若干冷却单元，所述冷却单元包括间隔设置在所述散热基板的安装面上的左凹腔、右凹腔，所述左凹腔、右凹腔间的所述散热基板内设有所述进口通道，所述进口通道与两侧的左凹腔、右凹腔的入口连通，所述出口通道包括左凹腔出口通道、右凹腔出口通道，所述左凹腔的出口与所述左凹腔出口通道连通，所述右凹腔的出口与所述右凹腔出口通道连通，冷却介质通过所述进口通道进入所述左凹腔、右凹腔，所述左凹腔、右凹腔内的冷却介质与所述功率模块电路进行换热后从对应的所述左凹腔出口通道、右凹腔出口通道排出。
4.根据权利要求1所述的功率模块的散热结构，其特征在于，所述散热板的侧边上设有多个安装耳A，所述功率模块安装板的侧边上设有多个安装耳B，所述安装耳A与对应的所述安装耳B通过螺钉连接。
5.根据权利要求4所述的功率模块的散热结构，其特征在于，所述散热板的前端的安装面的边沿上设有多个定位凸头，所述定位凸头与所述功率模块安装板的前端的对应的定位凹槽配合形成定位连接。
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