CN215266270U - 用于igbt模块的散热器及电磁感应加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于IGBT模块的散热器及电磁感应加热装置。散热器包括散热基板和与散热基板接触相连的水冷管路，水冷管路的一端设为进水口而另一端设为出水口，在所述散热基板上设有导热绝缘片，所述IGBT模块通过所述导热绝缘片与所述散热基板绝缘连接。利用导热绝缘片对IGBT模块进行散热及与散热基板之间实现绝缘隔离，有利于提高使用寿命，无需额外增加实现成本且散热器结构简单；而且IGBT模块一旦被击穿而成为导电体后，IGBT模块也不会漏电到水冷管路的水中，能够避免用户触电，有利于提高IGBT模块工作可靠性及使用安全性。

Description

用于IGBT模块的散热器及电磁感应加热装置

技术领域

本实用新型涉及电磁感应加热领域，尤其是涉及一种用于IGBT模块的散热器及电磁感应加热装置。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。 一般情况下流过IGBT模块的电流较大，开关频率较高，导致IGBT模块器件的损耗也比较大，使得器件的温度过高，而IGBT模块散热不好会造成损坏影响整机的工作运行。为此，需要给IGBT模块加装散热器，现有IGBT模块的散热器通过在散热器中设置水冷管路，让散热器的水冷管路与IGBT模块通过基板间接接触设置，从而给IGBT模块散热起到很好的散热效果。

然而，IGBT模块的集电极与发射极之间的电压高于最高工作电压就会击穿IGBT模块，使IGBT模块变成一个导电体，而散热器的基板一般采用导电材料制成，这将导致IGBT模块漏电时会将电流经散热器的基板间接传递至水冷管路中的水流，使得具有IGBT模块的电磁感应加热装置具有漏电风险，威胁到用户的使用安全。

实用新型内容

本实用新型提出一种用于IGBT模块的散热器及电磁感应加热装置，旨在解决现有技术中与IGBT模块搭配使用的散热器存在漏电风险的技术问题。

本实用新型提出一种所述散热器包括散热基板和与所述散热基板接触相连的水冷管路，所述水冷管路的一端设为进水口而另一端设为出水口，其特征在于，在所述散热基板上设有导热绝缘片，所述IGBT模块通过所述导热绝缘片与所述散热基板绝缘连接。

在一种优选实施例中，该IGBT模块上设有多个IGBT单元，所述导热绝缘片的数量与多个所述IGBT单元的数量一致。

在一种优选实施例中，所述导热绝缘片由导热绝缘塑料、导热绝缘硅脂或散热陶瓷制成。

在一种优选实施例中，所述IGBT模块与所述散热基板通过绝缘连接组件相连。

在一种优选实施例中，所述IGBT模块上设有安装孔；所述绝缘连接组件包括绝缘套和锁紧件；所述绝缘套装配在所述安装孔中，所述绝缘套上具有贯穿所述绝缘套设置的通孔；所述锁紧件穿过所述通孔与所述散热基板螺纹配合。

在一种优选实施例中，所述绝缘套包括绝缘帽和与所述绝缘帽连接的绝缘管，其中，所述通孔贯穿所述绝缘帽和所述绝缘管设置。

在一种优选实施例中，当所述绝缘套装配在所述安装孔中时，所述绝缘管的外侧面与所述安装孔的内侧面紧密接触，所述绝缘管的下末端的位置不高于与所述IGBT模块的下底面。

在一种优选实施例中，所述散热基板包括与所述导热绝缘片贴附的上基板和与所述上基板固定相连的下基板，所述水冷管路设置在所述上基板与所述下基板之间。

本实用新型还提出一种电磁感应加热装置，包括IGBT模块和具有冷水端及热水端的发热体，还包括如上所述的用于IGBT模块的散热器，其中，所述IGBT模块与所述发热体电性相连，所述水冷管路的进水口与外部水源相连通，所述水冷管路的出水口与所述发热体的冷水端相连通。

在一种优选实施例中，所述发热体包括金属内管、套设在所述金属内管外侧面的绝缘外管及缠绕在绝缘外管上的电磁线圈，所述电磁线圈与所述IGBT模块电性相连，所述金属内管与所述绝缘外管之间具有由间隙形成的加热腔，该加热腔的一端设为冷水端而相对端设为热水端。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的用于IGBT模块的散热器，IGBT模块与所述散热基板之间设有导热绝缘片且IGBT模块与散热基板绝缘连接，让散热器的水冷管路通过散热基板及导热绝缘片与IGBT模块接触，实现对IGBT模块进行散热，有利于提高使用寿命，无需额外增加实现成本且散热器结构简单；而且IGBT模块一旦被击穿而成为导电体后，IGBT模块也不会漏电到水冷管路的水中，能够避免用户触电，有利于提高IGBT模块工作可靠性及使用安全性。

本实用新型的电磁感应加热装置，通过让散热器尽可能的吸收IGBT模块产生的热量，热量被水冷管路的冷水所吸收起到预热作用，从而可以提高输入至发热体的冷水端的进水温度，达到降低发热体所需加热功率，最终起到提高电磁感应加热装置的整体热效率的目的，而且水冷管路不再具有漏电风险，能够避免用户触电，提高使用安全性。

附图说明

图1是IGBT模块的散热器的立体结构示意图。

图2是IGBT模块的散热器的分解结构示意图。

图3是电磁感应加热装置的结构示意图。

图中各个标号分别为：

1—IGBT模块、11—安装孔、10—IGBT单元、2—散热基板、21—上基板、22—下基板、23—水冷管路、23a—进水口、23b—出水口、3—导热绝缘片、31—预留孔、4—绝缘套、41—绝缘帽、42—绝缘管、43—通孔、5—发热体、51—金属内管、52—绝缘外管、53—电磁线圈、54—加热腔、55—冷水端、56—热水端。

具体实施方式

为更进一步阐述本申请为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

结合图1至图3所示，本实用新型提出一种用于IGBT模块的散热器，该IGBT模块1设置在散热器上，所述散热器包括散热基板2和与所述散热基板2接触相连的水冷管路23，所述水冷管路23的一端设为进水口23a而另一端设为出水口23b，以使散热器的水冷管路23通过散热基板2及导热绝缘片3与IGBT模块1接触，实现对IGBT模块1进行散热，有利于提高使用寿命，无需额外增加实现成本且散热器结构简单；而且IGBT模块1一旦被击穿而成为导电体后，由于IGBT模块与散热基板2之间设有导热绝缘片3（其中，所述导热绝缘片3由导热绝缘塑料、导热绝缘硅脂或散热陶瓷制成），所述IGBT模块与所述散热基板2绝缘连接，使得作为导电体的IGBT模块1不会漏电到水冷管路23的水中，能够避免用户触电，有利于提高IGBT模块1工作可靠性及使用安全性。

在一种实施例中，所述IGBT模块1与所述散热基板2通过绝缘连接组件相连。其中，所述绝缘连接组件包括绝缘套4和锁紧件，所述绝缘套4包括绝缘帽41和与所述绝缘帽41连接的绝缘管42；所述绝缘套4装配在所述安装孔11中，所述绝缘套4上具有贯穿所述绝缘帽41和所述绝缘管42设置的通孔43；所述IGBT模块1上设有安装孔11；所述导热绝缘片3上设有与所述安装孔11对应设置的预留孔31；所述锁紧件（一般为螺丝）穿过所述通孔43及所述预留孔31与所述散热基板2螺纹配合，以便将IGBT模块1和导热绝缘片3装配在所述散热基板2上。

其中，当所述绝缘套4装配在所述安装孔11中时，所述绝缘帽41的下表面与所述IGBT模块的位于安装孔11附近的上表面相抵，所述绝缘管42的外侧面与所述安装孔11的内侧面紧密接触，所述绝缘管42的下末端的位置不高于与所述IGBT模块的下底面，能够确保IGBT模块1不与散热基板2和锁紧件有任何直接接触，从而更好地防止漏电。

进一步地，所述锁紧件为金属材料制成的螺丝，利用金属材料制成的螺丝能够更好地与所述散热基板2连接固定，而且在所述螺丝拧紧时，所述螺丝与所述绝缘帽41的上表面相抵，且不与IGBT模块有直接接触，能够防止漏电。

进一步地，所述安装孔11的形状为多边形，所述绝缘管42的截面形状与所述安装孔11的形状对应设置，使得本实用新型即便在对锁紧件进行拧紧或拧松时，所述绝缘管42与所述安装孔11也不会发生打滑，从而便于对锁紧件进行拧紧或拧松操作。

在一种实施例中，所述散热基板2包括与所述导热绝缘片3贴附的上基板21和与所述上基板21固定相连的下基板22，所述水冷管路23设置在所述上基板21与所述下基板22之间。为了让水冷管路23更加牢固的固定且与上基板21之间具有较大的热接触面积，上基板21的上侧面与导热绝缘片3贴附设置，上基板21的下侧面设有若干管路限位槽，而水冷管路23设在管路限位槽之中。

进一步地，水冷管路23的一端设为进水口23a而另一端设为出水口23b。并且，为了提高水冷管路23的散热能力，水冷管路23在散热基板2中设置成圈状、螺旋状或M型以增强水冷管路23与散热基板2之间的接触面积，提高散热器对IGBT模块整体的散热效果。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，所述绝缘连接组件还可以为绝缘材料（一般为绝缘塑料）制成的螺丝，该螺丝穿过所述安装孔11及所述导热绝缘片3上的预留孔31后与所述散热基板2螺纹配合，从而实现将IGBT模块及所述导热绝缘片3装配到所述散热基板2上。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，该IGBT模块上设有多个IGBT单元10，所述导热绝缘片3的数量与多个所述IGBT单元10的数量一致，每个所述IGBT单元10上均设有独立的安装孔11，在每个所述IGBT单元与散热基板2之间设置一个独立的导热绝缘片3，与整块的导热绝缘片3相比，本实施例能够减少导热绝缘片3的面积，从而在不影响散热效果和绝缘效果的前提下减少成本。

本实用新型还提出一种电磁感应加热装置，包括IGBT模块和具有冷水端55及热水端56的发热体5，还包括如上所述的用于IGBT模块的散热器，其中，所述发热体5包括金属内管51（一般为不锈钢管或镍管）、套设在所述金属内管51外侧面的绝缘外管52（一般采用石英管、玻璃管或多晶硅管）及缠绕在绝缘外管52上的电磁线圈53，所述电磁线圈53与所述IGBT模块电性相连，所述金属内管51与所述绝缘外管52之间具有由间隙形成的加热腔54，该加热腔54的一端设为冷水端55而相对端设为热水端56，散热器的水冷管路23的进水口23a与外部水源相连通，散热器的水冷管路23的出水口23b与发热体5的冷水端55相连通，而发热体5的热水端56用于输出所需温度的热水甚至开水。

电磁感应加热装置的工作原理如下：IGBT模块外接交流电（一般为市电AC220V）时产生开关动作从而产生交变电流，交变电流提供给电磁线圈53，从而通过电磁线圈53产生交变磁场，金属内管51在交变磁场内感应出若干涡流从而发热；当外部水源的冷水从水冷管路23的进水口23a流入后，冷水与水冷管路23之间产生热交换，从而带走IGBT模块产生的大部分热量，使IGBT模块能够在工作过程中保持较低温度以维持稳定可靠的工作，同时因为水冷管路23带走了IGBT模块所产生的热量，使得在进入加热腔54的冷水端55前得到了预加热，预加热后的水从水冷管路23的出水口23b流到发热体5的冷水端55从而进入加热腔54内，在加热腔54内与金属内管51之间发生剧烈的热交换最终被加热至所需温度，热水甚至开水从发热体5的热水端56流出。

本实用新型公开的电磁感应加热装置可广泛应用于热水器、饮水机、工业管线机、壁挂炉等产品之中，具有如下有益技术效果：

1、本实用新型通过IGBT模块与所述散热基板之间设有导热绝缘片且IGBT模块与散热基板绝缘连接，让散热器的水冷管路通过散热基板及导热绝缘片与IGBT模块接触，实现对IGBT模块进行散热，有利于提高使用寿命，无需额外增加实现成本且散热器结构简单；而且IGBT模块一旦被击穿而成为导电体后，IGBT模块也不会漏电到水冷管路的水中，能够避免用户触电，有利于提高IGBT模块工作可靠性及使用安全性。

2、本实用新型通过让散热器尽可能的吸收IGBT模块产生的热量，热量被水冷管路的冷水所吸收起到预热作用，从而可以提高输入至发热体的冷水端的进水温度，达到降低发热体所需加热功率，最终起到提高电磁感应加热装置的整体热效率的目的，而且水冷管路不再具有漏电风险，能够避免用户触电，提高使用安全性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于IGBT模块的散热器，所述散热器包括散热基板和与所述散热基板接触相连的水冷管路，所述水冷管路的一端设为进水口而另一端设为出水口，其特征在于，在所述散热基板上设有导热绝缘片，所述IGBT模块通过所述导热绝缘片与所述散热基板绝缘连接。

2.根据权利要求1所述的用于IGBT模块的散热器，其特征在于，该IGBT模块上设有多个IGBT单元，所述导热绝缘片的数量与多个所述IGBT单元的数量一致。

3.根据权利要求1或2所述的用于IGBT模块的散热器，其特征在于，所述导热绝缘片由导热绝缘塑料、导热绝缘硅脂或散热陶瓷制成。

4.根据权利要求1所述的用于IGBT模块的散热器，其特征在于，所述IGBT模块与所述散热基板通过绝缘连接组件相连。

5.根据权利要求4所述的用于IGBT模块的散热器，其特征在于，所述IGBT模块上设有安装孔；所述绝缘连接组件包括绝缘套和锁紧件；所述绝缘套装配在所述安装孔中，所述绝缘套上具有贯穿所述绝缘套设置的通孔；所述锁紧件穿过所述通孔与所述散热基板螺纹配合。

6.根据权利要求5所述的用于IGBT模块的散热器，其特征在于，所述绝缘套包括绝缘帽和与所述绝缘帽连接的绝缘管，其中，所述通孔贯穿所述绝缘帽和所述绝缘管设置。

7.根据权利要求6所述的用于IGBT模块的散热器，其特征在于，当所述绝缘套装配在所述安装孔中时，所述绝缘管的外侧面与所述安装孔的内侧面紧密接触，所述绝缘管的下末端的位置不高于与所述IGBT模块的下底面。

8.根据权利要求1所述的用于IGBT模块的散热器，其特征在于，所述散热基板包括与所述导热绝缘片贴附的上基板和与所述上基板固定相连的下基板，所述水冷管路设置在所述上基板与所述下基板之间。

9.一种电磁感应加热装置，包括IGBT模块和具有冷水端及热水端的发热体，其特征在于，还包括如权利要求1-8任何一项所述的用于IGBT模块的散热器，其中，所述IGBT模块与所述发热体电性相连，所述水冷管路的进水口与外部水源相连通，所述水冷管路的出水口与所述发热体的冷水端相连通。

10.根据权利要求9所述电磁感应加热装置，其特征在于，所述发热体包括金属内管、套设在所述金属内管外侧面的绝缘外管及缠绕在绝缘外管上的电磁线圈，所述电磁线圈与所述IGBT模块电性相连，所述金属内管与所述绝缘外管之间具有由间隙形成的加热腔，该加热腔的一端设为冷水端而相对端设为热水端。

Images