CN217062074U

CN217062074U - 散热结构和变频器

Info

Publication number: CN217062074U
Application number: CN202220645121.1U
Authority: CN
Inventors: 王锁海; 李高显; 王能飞; 陶安发
Original assignee: Suzhou Huichuan Control Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Huichuan Control Technology Co Ltd
Priority date: 2022-03-23
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2032-03-23

Abstract

本实用新型涉及功率器件技术领域，具体公开了一种散热结构和变频器，其中，散热结构包括PCB板、散热器以及导热绝缘件，PCB板包括基板和I GBT单管，I GBT单管具有相对设置的连接面和散热面，I GBT单管的连接面与基板连接，散热面朝向背离基板一侧，I GBT单管的散热面通过导热绝缘件与散热器的表面连接。本申请提供的散热结构简化了散热结构的生产工艺，能够节省工时，降低成本，并且还可以提高PCB板的利用率。

Description

散热结构和变频器

技术领域

本实用新型涉及功率器件技术领域，特别涉及一种散热结构和变频器。

背景技术

目前，绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT或者IGBT单管)的散热结构均采用底部散热的方式，即相关技术中的IGBT单管的散热面为其用于连接固定的安装面。相关技术中散热结构主要有两种，其中一种是在基板和散热器中间增设铝板，将IGBT单管安装在铝板上，并设于铝板和基板之间以通过插针与基板电性连接，最后再用螺丝锁定基板、铝板以及散热器。另外一种则是将IGBT单管安装在基板背离散热器的一侧，在基板上设置导热孔，并在基板和散热器之间填充导热硅脂，最终再用螺丝锁定基板和散热器。上述两种组装加工工艺中由于IGBT单管的散热面背离散热器，故而存在散热效果差的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种散热结构和变频器，旨在提高IGBT单管的散热效果。

为实现上述目的，本实用新型提出的散热结构，该散热结构包括：

PCB板，所述PCB板包括基板和IGBT单管，所述IGBT单管具有相对设置的连接面和散热面，所述IGBT单管的连接面与所述基板连接，所述散热面朝向背离所述基板一侧；

散热器；以及

导热绝缘件，所述IGBT单管的散热面通过所述导热绝缘件与所述散热器的表面连接。

可选地，所述导热绝缘件的材质为半固态导热绝缘胶；

或者，所述导热绝缘件的材质为固态导热绝缘材料。

可选地，所述IGBT单管设有多个，多个所述IGBT单管间隔连接于所述散热器的同一侧面。

可选地，所述导热绝缘件设于所述散热器，并对应所述IGBT单管的位置设置。

可选地，所述散热器朝向所述导热绝缘件的表面凸设有连接柱，所述连接柱背离散热器的一端设有连接孔，所述连接柱穿过所述导热绝缘件以与所述基板朝向所述IGBT单管的表面抵接；

所述散热结构还包括连接件，所述连接件穿过所述基板以插接于所述连接孔内。

可选地，所述连接柱设有至少两个，所述连接件的数量对应所述连接柱的数量设置，一个所述连接件插接于一个所述连接柱形成的连接孔内。

可选地，所述散热器包括：

均热板，所述IGBT单管的散热面通过所述导热绝缘件连接于所述均热板的一板面；和

散热件，所述散热件与所述均热板连接，所述散热件与所述IGBT单管在所述均热板上的投影不重合。

可选地，所述散热件包括：

基座，所述基座与所述均热板连接；和

散热翅片，所述散热翅片与所述基座连接。

可选地，所述散热翅片设有多个，多个所述散热翅片间隔均匀排布。

和/或，所述散热翅片位于所述均热板背离所述IGBT单管一侧。

本实用新型还提出一种变频器，包括散热结构，该散热结构包括：

散热器；以及

本实用新型技术方案提供了一种散热结构，散热结构包括PCB板、散热器以及导热绝缘件，PCB板包括基板和IGBT单管。本申请提供的IGBT单管的散热面朝向背离基板一侧设置，即本申请提供的IGBT单管为顶部散热的结构。在安装时，散热结构通过将IGBT单管反贴在基板上，从而使IGBT单管的散热面能够通过导热绝缘件与散热器连接，进而通过散热器进行散热。本申请提供的散热结构通过采用顶部散热的IGBT单管，使得IGBT单管的散热面朝向散热器设置，提高了IGBT单管的散热效果。同时，本申请提供的散热结构还可以减少辅助散热器件(如铝板)的使用，简化了散热结构的生产工艺，能够节省工时，降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型散热结构一实施例的结构示意图；

图2为图1所示散热结构的分解结构示意图；

图3为本实用新型散热结构另一实施例的分解结构示意图；

图4为图3所示散热结构另一视角的分解结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	散热结构	33	散热件
10	PCB板	35	连接柱
				11	基板	35a	连接孔
11a	第一避让孔	331	基座
				13	IGBT单管	333	散热翅片
13a	散热面	50	导热绝缘件
				30	散热器	50a	第二避让孔
31	均热板	70	连接件

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种散热结构100，参照图1和图2。

在本实用新型实施例中，该散热结构100包括PCB板10、散热器30以及导热绝缘件50，PCB板10包括基板11和IGBT单管13，IGBT单管13具有相对设置的连接面和散热面13a，IGBT单管13的连接面与基板11连接，散热面13a朝向背离基板11一侧，IGBT单管13的散热面13a通过导热绝缘件50与散热器30的表面连接。

其中，IGBT单管13采用反贴的方式贴片于基板11上，IGBT单管13背离基板11的表面为散热面13a。在本实施例中，IGBT单管13的散热面13a能够通过导热绝缘件50直接连接于散热器30的表面，IGBT单管13与散热器30之间的介质少，电阻小，IGBT单管13的散热效率更高。并且，还能够简化散热器30的结构，使得散热结构100更加紧凑，进一步提高散热结构100的功率密度，提高PCB单板的利用率。

本实用新型技术方案提供了一种散热结构100，散热结构100包括PCB板10、散热器30以及导热绝缘件50，PCB板10包括基板11和IGBT单管13。本申请提供的IGBT单管13的散热面13a朝向背离基板11的一侧设置，即本申请提供的IGBT单管13为顶部散热的结构。在安装时，散热结构100通过将IGBT单管13反贴在基板11上，从而使IGBT单管13的散热面13a能够通过导热绝缘件50与散热器30连接，进而通过散热器进行散热。本申请提供的散热结构100通过采用顶部散热的IGBT单管13，使得IGBT单管的散热面13a朝向散热器30设置，提高了IGBT单管的散热效果。同时，本申请提供的散热结构还可以减少辅助散热器件的使用，简化了散热结构100的生产工艺，能够节省工时，降低成本。

在本申请的一例实施例中，导热绝缘件50的材质为半固态导热绝缘胶。

可以理解，半固态导热绝缘胶能够起到不仅能够将IGBT单管13粘接在散热器30上，导热绝缘胶还具有导热功能，能够提高IGBT单管13传递给散热器30的热传递效率。此外，导热绝缘胶还具有绝缘功能，能够杜绝IGBT单管13与散热器30之间进行电流传递，从而提高散热结构100的可靠性。相较于螺钉锁定需要增设绝缘层，本实施例提供的散热结构100更简洁，生产成本更低。

此外，半固态的导热绝缘胶在PCB板10与散热器30安装时，还能使得IGBT单管13与散热器30贴合更紧密，吸收两者之间的公差，减小两者的间隙。由于导热绝缘胶为半固态，其在安装时还能够对IGBT单管13起到缓冲作用，减少贴片IGBT单管13的应力，降低散热结构100损坏的可能性，提高散热结构100可靠性。此外，在组装散热结构100时，由于挤压，导热绝缘胶会溢出IGBT单管13的散热面13a，而包覆IGBT单管13周向上的至少部分表面，从而可以提高PCB板10和散热器30的连接强度，防止两者脱落而影响IGBT单管13的散热。

在组装散热结构100时，可以将半固态导热绝缘胶涂覆在IGBT单管13的散热面13a上；或者，为了方便操作，还可以将半固态导热绝缘胶大范围涂覆在散热器30与IGBT单管13散热面13a连接的表面上，参见图2。在本实施例中，半固态导热绝缘胶还可以对应IGBT单管13的位置进行涂覆，以减少导热绝缘胶耗材，并能够防止导热绝缘胶过多而溢出。

在本申请的一例实施例中，导热绝缘件50的材质为固态导热绝缘材料。

可以理解，固态的导热绝缘材料可以为导热绝缘双面胶，导热绝缘双面胶的两侧表面可以分别粘贴IGBT单管13的散热面13a、以及散热器30与IGBT单管13连接的表面。在组装散热结构100时，可以先将导热绝缘双面胶的一侧面贴附于IGBT单管13的散热面13a，或者贴附于散热器30和IGBT连接的表面，之后再将导热绝缘双面胶的另一侧面与散热器30和IGBT连接的表面贴附，或者贴附于IGBT单管13的散热面13a。

在另一实施例中，固态导热绝缘材料可以为固态导热绝缘胶，如，导热绝缘膜等。固态导热绝缘胶可以通过烘烤进行固定。在组装散热结构100时，可以将固态导热绝缘胶置放在IGBT单管13的散热面13a，以及散热器30与IGBR单管连接的表面之间，之后再对散热结构100进行烘烤加热，使固态导热绝缘胶融化粘接IGBT单管13和散热器30。

当然，于其他实施例中，固态导热绝缘材料也可以为其他具有导热绝缘性能的材料，在此不作进一步限制。

为了提高变频器性能，在本申请的一例实施例中，IGBT单管13设有多个，参见图2。多个IGBT单管13间隔连接于散热器30的同一侧面。

可以理解，多个IGBT单管13间隔连接于散热器30的同一表面意味着，多个IGBT单管13的散热面13a与散热器30的同一表面连接，如此可以提高散热结构100的集成性，进一步使得散热结构100更加紧凑，提高散热结构100的功率密度，提高PCB单板的利用率。将多个IGBT单管13间隔设置能够避免各个IGBT单管13之间相互影响，能够避免多个IGBT单管13之间进行热传递，从而挺高散热结构100的散热效果。

为了节省导热绝缘件50的材料耗费，降低散热结构100的制作成本。在本申请的一例实施例中，导热绝缘件50设于散热器30，并对应IGBT单管13的位置设置。可以理解，将导热绝缘件50设于散热器30方便IGBT单管13与散热器30组装，并能够提高IGBT单管13与导热绝缘件50连接位置的精准度。

在本申请中，PCB板10和散热器30可以通过导热绝缘件50连接，以减少在基板11上设置螺钉避位，提高PCB板10的利用率。或者，于其他实施例中，基板11和散热器30可以通过螺钉等器件辅助连接，以提高PCB板和散热器30连接的稳固性。或者，基板11和散热器30还可以在导热绝缘件50连接的基础上，通过螺钉等器件辅助连接，以进一步提高PCB板10和散热器30的连接强度。

参见图3和图4，在本申请的一例实施例中，散热器30朝向导热绝缘件50的表面凸设有连接柱35，连接柱35背离散热器30的一端设有连接孔35a，连接柱35穿过导热绝缘件50以与基板11朝向IGBT单管13的表面抵接；散热结构100还包括连接件70，连接件70与基板11连接，并部分结构穿过基板11以插接于连接孔35a内。

可以理解，设于散热器30的连接柱35用于与连接件70连接，导热绝缘件50设有供连接柱35穿过的第二避让孔50a，以使连接柱35可以穿过第二避让孔50a与基板11抵接。基板11形成有供连接件70穿过的第一避让孔11a，连接件70的部分结构抵接于基板11背离散热器30的一侧，部分结构穿过第一避让孔11a插接在连接孔35a内。连接孔35a的孔侧壁和连接件70的外表面可以设有适配的螺纹或者卡扣等卡接结构等，以提高连接件70和连接柱35连接的稳固性。连接件70插接在连接孔35a内以与连接柱35连接时，连接柱35与基板11抵接，此时，基板11和散热器30之间形成有间隙，该间隙用于容纳IGBT单管13。通过增设适配连接的连接柱35和连接件70可以提高散热器30和PCB板10连接固定的稳固性，从而可以避免IGBT单管13的散热面13a和散热器分离，而影响IGBT单管13的散热效果。当基板11通过连接件70与散热器30上的连接柱35连接时，导热绝缘件50可以具有粘性，也可以不具有粘性，在此不作进一步限制。

在本申请的一例实施例中，连接柱35设有至少两个，连接件70的数量对应连接柱35的数量设置，一个连接件70插接于一个连接柱35形成的连接孔35a内。可以理解，将一个插接连接件70和供连接件70插接的连接柱35作为一组，设置至少两组连接柱35和连接件70可以进一步提高PCB板10和散热器30连接固定的稳固性，并保证散热器30和PCB板10连接固定的平衡性，避免PCB板10与散热器30脱离。

参见图3或图4，在本申请的一实施例中，散热器30可以包括安装板和散热翅片，散热翅片设于安装板背离PCB板10一侧。其中，安装板用于与PCB板10连接固定，散热翅片用于提高散热效果。

为了更好的提高散热效果，在本申请的一例实施例中，散热器30也可以包括均热板31和散热件33，IGBT单管13的散热面13a通过导热绝缘件50连接于均热板31的一板面，散热件33与均热板31连接，散热件33与IGBT单管13在均热板31上的投影不重合。

可以理解，均热板31具有均匀导热的功能，能够将IGBT单管13的热量传递至散热件33。散热件33能够释放IGBT单管13的热量，以降低IGBT单管13的温度，保证PCB板10的可靠性。散热件33可以为散热风扇或者翅片散热结构等。将散热件33与IGBT单管13在均热板31上的投影不重合设置，可以在保证散热的同时，防止热量直接回传给IGBT单管13，影响IGBT单管13的散热效果和散热效率。为了方便制作加工，并提高散热器30的结构强度，提高热量传递效果，可以将均热板31和散热件33一体成型制作。

参见图1，在本申请的一例实施例中，散热件33包括基座331和散热翅片333，基座331与均热板31连接，散热翅片333与基座331连接。

可以理解，与均热板31连接的基座331可以接收并释放均热板31传递的热量，并能够于释放时将热量传递至散热翅片333进行进一步散热，散热翅片333的设置能够增大散热件33的散热面积，提高散热件33的散热效率。为了方便制作加工，并提高散热件33的结构强度，提高热量传递效果，提高散热效果，还可以将散热翅片333一体成型于基座331。

为了进一步增大散热件33的散热面积，提高散热效率，在本申请的一例实施例中，散热翅片333设有多个，参见图1或图2。为了进一步提高散热件33的散热效果，并防止各个散热翅片333之间进行热传递而影响散热效率，还可以将多个散热翅片333间隔均匀排布。

为了进一步避免散热件33释放的热能被IGBT单管13接受或吸收，在本申请的一例实施例中，可以将散热翅片333位于均热板31背离IGBT单管13一侧设置。如此，散热翅片333不会朝向IGBT单管13释放热量。

本实用新型还提出一种变频器，该变频器包括散热结构100，该散热结构100的具体结构参照上述实施例，由于本变频器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种散热结构，其特征在于，所述散热结构包括：

散热器；以及

2.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述导热绝缘件的材质为半固态导热绝缘胶；

或者，所述导热绝缘件的材质为固态导热绝缘材料。

3.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述IGBT单管设有多个，多个所述IGBT单管间隔连接于所述散热器的同一侧面。

4.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述导热绝缘件设于所述散热器，并对应所述IGBT单管的位置设置。

5.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热器朝向所述导热绝缘件的表面凸设有连接柱，所述连接柱背离散热器的一端设有连接孔，所述连接柱穿过所述导热绝缘件以与所述基板朝向所述IGBT单管的表面抵接；

所述散热结构还包括连接件，所述连接件与所述基板连接，并部分结构穿过所述基板以插接于所述连接孔内。

6.如权利要求5所述的散热结构，其特征在于，所述连接柱设有至少两个，所述连接件的数量对应所述连接柱的数量设置，一个所述连接件插接于一个所述连接柱形成的连接孔内。

7.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热器包括：

8.如权利要求7所述的散热结构，其特征在于，所述散热件包括：

基座，所述基座与所述均热板连接；和

散热翅片，所述散热翅片与所述基座连接。

9.如权利要求8所述的散热结构，其特征在于，所述散热翅片设有多个，多个所述散热翅片间隔均匀排布；

10.一种变频器，其特征在于，所述变频器包括如权利要求1至9中任意一项所述的散热结构。