CN213692022U - Igbt单管散热及电气连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种IGBT单管散热及电气连接装置，包括：驱动顶板(1)、IGBT板(2)、绝缘板(3)、BUS连接板(5)、S型压片(9)；所述驱动顶板(1)设置于IGBT单管散热及电气连接装置的顶部；所述IGBT板(2)设置于驱动顶板(1)的下方；所述绝缘板(3)设置于IGBT板(2)的下方；所述S型压片(9)设置于绝缘板(3)的下方；所述BUS连接板(5)设置于IGBT单管散热及电气连接装置的后侧。本实用新型用以解决IGBT的散热及电气连接问题，与此同时，调整结构布局，减小模组的安装空间及整体重量，并合理布局尽可能的扩大散热片及风机的的散热效果，最终达到体积小、散热好、性能高的目的。

Description

IGBT单管散热及电气连接装置

技术领域

本实用新型涉及IGBT的应用技术领域，具体地，涉及一种IGBT单管散热及电气连接装置。

背景技术

IGBT作为广泛运用于各种电力电子设备上的一种复合全控型电压驱动式功率半导体元器件，随着IGBT的应用越来越广泛，人们对其要求也越来越高。IGBT承载更大电流的同时，它产生的热量也越来越大，因此散热对IGBT来说尤为重要；同时随着轻量化的大趋势下，IGBT模组的体积、重量的缩小也是大势所趋。

专利文献CN107078110A公开了一种IGBT模组及其制造方法，该IGBT模组包括散热基板，散热基板内嵌埋有第一陶瓷散热体，且散热基板的表面上设有第一线路层，IGBT芯片的第一侧贴装在第一线路层上；其中，IGBT芯片的第二侧设有导热金属板，且第一线路层的一侧设有带第一通孔的第一散热板，IGBT芯片及导热金属板位于第一通孔内，第一散热板远离IGBT芯片的一侧设有第二线路层，且第二线路层设置在导热金属板的一侧；第二线路层远离IGBT的一侧上设有第二陶瓷散热体以及带第二通孔的第二散热板，第二陶瓷散热体位于第二通孔内，第二散热板上还设有第三线路层；第一散热板与散热基板之间、第一散热板与第二散热板之间均填充有有机绝缘介质。该专利在结构和性能上仍然有待提高的空间。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种IGBT单管散热及电气连接装置。

根据本实用新型提供的一种IGBT单管散热及电气连接装置，包括：驱动顶板1、IGBT板2、绝缘板3、BUS连接板5、S型压片9；所述驱动顶板1设置于IGBT单管散热及电气连接装置的顶部；所述IGBT板2设置于驱动顶板1的下方；所述绝缘板3设置于IGBT板2的下方；所述S型压片9设置于绝缘板3的下方；所述BUS连接板5设置于IGBT单管散热及电气连接装置的后侧。

优选地，所述IGBT板2包括：IGBT管脚、IGBT弱电管脚、强电管脚：所述驱动顶板1直接焊接到IGBT板2的IGBT管脚；所述驱动顶板1与IGBT弱电管脚导通；同时对IGBT的信号进行放大，并作有源限位保护。

优选地，还包括：驱动中板；所述IGBT板位于驱动中板正下方；所述IGBT板直接与IGBT板2的IGBT管脚焊接固定；所述IGBT板与IGBT板2的IGBT强电管脚导通。

优选地，所述驱动顶板1、IGBT板2、绝缘板3、IGBT单管6、陶瓷垫片7、F型散热片4从上到下依次排列，组成IGBT模组。IGBT模组在加工生产时应该按由下至上的顺序生产加工。

根据IGBT实际损耗，依照热仿真技术，重新设计散热翅片、基板等参数，最终确定最优尺寸比列，使得散热片散热效果最佳。

优选地，所述IGBT板2部分区域通过陶瓷垫片7贴合于F型散热片4上；

所述S型压片9通过螺丝11固定于F型散热片4上；

优选地，所述陶瓷垫片7的正反面均设置一层导热膏；

F型散热片4及IGBT板2的发热面之间均通过导热膏贴合。

可以充分利用散热片的散热面积，可以有效的将IGBT的热能传导到散热片上；且IGBT通过S形弹片固定，具有一定的缓冲性，防止安装螺丝时扭力过大压碎陶瓷垫片。

优选地，所述IGBT板2与F型散热片4之间安装绝缘板3；

所述绝缘粒8设置于螺丝11。

同时电路板与散热片螺丝固定故处增加绝缘粒子，用于增强地机壳之间的绝缘性。

优选地，所述F型散热片4的底部安装有M3x5+6的铜螺柱12，使得模组拼装完成后与底部钣金间隔5mm的距离，便于底部空气流通，更好的进行风冷散热。

优选地，还包括：贴片螺母10；

所述贴片螺母10设置于IGBT板2上。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型提供一种IGBT单管散热及连接方法，用以解决IGBT的散热及电气连接问题，与此同时，调整结构布局，减小模组的安装空间及整体重量，并合理布局尽可能的扩大散热片及风机的的散热效果，最终达到体积小、散热好、性能高的目的；

2、本实用新型提供一种IGBT单管散热及连接方式的结构设计，可有效解决IGBT单管的散热问题及电气连接问题。该实用新结构方式简易清晰，连接方法简易，并且能有效实现IGBT单管散热；

3、本实用新型IGBT单管散热及连接方式具有结构工整，层次分明等特点。同时，IGBT模组的线性排列提高了其对空间的利用率，可有效节省电力电子设备的使用空间。此外，该连接方式充分利用了IGBT的散热面积，可有效地将IGBT产生的热量及时排除。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型中的IGBT单管模组轴侧示意图。

图2为本实用新型中的IGBT单管模组正视示意图。

图3为本实用新型中的IGBT单管模组组装图轴侧示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1-3，一种IGBT单管散热及连接方式的结构，可有效解决IGBT单管的散热问题及电气连接问题。该实用新结构方式简易清晰，连接方法简易，并且能有效实现IGBT单管散热。

本实用新型提供一种IGBT单管散热及电气连接方式，其相关零部件包括：驱动顶板1、IGBT板2、绝缘板3、F型散热片4、BUS连接板5、IGBT单管6、陶瓷垫片7、绝缘粒8、S型压片9、贴片螺母10、螺丝11、铜螺柱12

优选地，驱动顶板接收来自控制侧的电流，主要起到磁隔离、隔离电源、负压保护等作用。

优选地，驱动顶板直接焊接到IGBT管脚，与IGBT弱电管教导通；同时对IGBT的信号进行放大，并作有源限位保护。

优选地，IGBT板位于驱动中板正下方，与直接与IGBT管脚焊接固定，该板主要与IGBT强电管脚导通。

优选地，驱动顶板、IGBT板、绝缘板、IGBT单管、陶瓷垫片、F型散热片从上到下依次排列，组成IGBT模组。IGBT模组在加工生产时应该按由下至上的顺序生产加工。

优选地，根据IGBT实际损耗，依照热仿真技术，重新设计散热翅片、基板等参数，最终确定最优尺寸比列，使得散热片散热效果最佳。

优选地，IGBT发热处通过陶瓷垫片贴合于散热片上，后用S型固定弹片通过螺丝固定于散热片上，此处陶瓷垫片正反面均有一层导热膏，散热片及IGBT发热面之间均通过导热膏贴合，可以充分利用散热片的散热面积，可以有效的将IGBT的热能传导到散热片上；且IGBT通过S形弹片固定，具有一定的缓冲性，防止安装螺丝时扭力过大压碎陶瓷垫片。

优选地，IGBT板子与散热片之间安装绝缘板，同时电路板与散热片螺丝固定故处增加绝缘粒子，用于增强地机壳之间的绝缘性。

优选地，每个散热片底部安装M3x5+6铜螺柱，使得模组拼装完成后与底部钣金间隔5mm的距离，便于底部空气流通，更好的进行风冷散热。

综上所述，本实用新型IGBT单管散热及连接方式具有结构工整，层次分明等特点。同时，IGBT模组的线性排列提高了其对空间的利用率，可有效节省电力电子设备的使用空间。此外，该连接方式充分利用了IGBT的散热面积，可有效地将IGBT产生的热量及时排除。

本实用新型具有以下增益效果：

1.模组上下布置，层次分明，结构清晰，便于组装；

2.充分利用F形散热片的散热功效，增加导热膏，提高散热接触面积，更有效的进行模组散热；

3.电路板固定螺丝处均增加绝缘粒子，在增加定位效果的同时也增加了绝缘性能；

4.使用弹性S形固定件，在保证固定强度的同时，减少应力集中对单管的损害；

5.该模组形式结构紧凑，空间利用率高，整体尺寸小；

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种IGBT单管散热及电气连接装置，其特征在于，包括：驱动顶板(1)、IGBT板(2)、绝缘板(3)、BUS连接板(5)、S型压片(9)；

所述驱动顶板(1)设置于IGBT单管散热及电气连接装置的顶部；

所述IGBT板(2)设置于驱动顶板(1)的下方；

所述绝缘板(3)设置于IGBT板(2)的下方；

所述S型压片(9)设置于绝缘板(3)的下方；

所述BUS连接板(5)设置于IGBT单管散热及电气连接装置的后侧。

2.根据权利要求1所述的IGBT单管散热及电气连接装置，其特征在于，所述IGBT板(2)包括：IGBT管脚、IGBT弱电管脚、强电管脚：

所述驱动顶板(1)直接焊接到IGBT板(2)的IGBT管脚；

所述驱动顶板(1)与IGBT弱电管脚导通。

3.根据权利要求1所述的IGBT单管散热及电气连接装置，其特征在于，还包括：驱动中板；

所述IGBT板位于驱动中板正下方；

所述驱动中板直接与IGBT板(2)的IGBT管脚焊接固定；

所述驱动中板与IGBT板(2)的IGBT强电管脚导通。

4.根据权利要求1所述的IGBT单管散热及电气连接装置，其特征在于，还包括：IGBT单管(6)、陶瓷垫片(7)、F型散热片(4)；

所述驱动顶板(1)、IGBT板(2)、绝缘板(3)、IGBT单管(6)、陶瓷垫片(7)、F型散热片(4)从上到下依次排列，组成IGBT模组。

5.根据权利要求4所述的IGBT单管散热及电气连接装置，其特征在于，还包括：螺丝(11)；

所述IGBT板(2)部分区域通过陶瓷垫片(7)贴合于F型散热片(4)上；

所述S型压片(9)通过螺丝(11)固定于F型散热片(4)上。

6.根据权利要求5所述的IGBT单管散热及电气连接装置，其特征在于，所述陶瓷垫片(7)的正反面均设置一层导热膏；

F型散热片(4)及IGBT板(2)的发热面之间均通过导热膏贴合。

7.根据权利要求6所述的IGBT单管散热及电气连接装置，其特征在于，还包括：绝缘粒(8)；

所述IGBT板(2)与F型散热片(4)之间安装绝缘板(3)；

所述绝缘粒(8)设置于螺丝(11)。

8.根据权利要求7所述的IGBT单管散热及电气连接装置，其特征在于，所述F型散热片(4)的底部安装有M3x5+6的铜螺柱(12)。

9.根据权利要求1所述的IGBT单管散热及电气连接装置，其特征在于，还包括：贴片螺母(10)；

所述贴片螺母(10)设置于IGBT板(2)上。

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