CN221553731U - 一种功率模块散热提升结构及变流器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种功率模块散热提升结构及变流器，散热提升结构包括N个IGBT模块、M个功率模块导电排、液冷散热器、散热铝块件；N个IGBT模块对称分布在所述液冷散热器的上下表面；各个IGBT模块包括两个连接端，靠近液冷散热下端部的每两个相临IGBT模块的一个连接端中的一个端口通过功率模块导电排的一端连接在一起，散热铝块件安装于所述液冷散热器的一端上，所有的功率模块导电排的另一端形成“┗┛”状包裹在散热铝块件外部或者被夹紧于散热铝块件的部件中；该功率模块散热提升结构提高了功率模块中IGBT模块端子及搭接导电排的散热效率，能快速将IGBT模块端子的热量传递至液冷散热器，提升了功率模块的功率密度。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率器件技术领域，尤其涉及一种功率模块散热提升结构及变流器。
背景技术
随着工业技术的快速发展，大型电力电子设备在各行业的应用越来越广泛；设备所使用的电气设备的功率等级及功率密度也越来越高，同时要求其内部的功率单元具有结构紧凑、维护方便，功率密度高等特点；因此，功率模块内部的散热结构尤为重要，IGBT模块的散热效率及液冷换热器的散热效率成为功率模块升功率的重要瓶颈。
功率模块内部的液冷散热器作为功率模块的主要散热零件；
如图1所示，现有技术的功率器件的液冷散热器进处水嘴位于一侧，内部仅中间一条主水道从上之下，水道呈迂回形式进行分布。IGBT模块对称分布在液冷散热器的上下两面，液冷散热器对模块内部IGBT模块、导电排及其他器件进行相应散热处理；
由于功率模块内部发热量很多集中在IGBT模块端子，导致了功率模块内部IGBT模块端子及搭接导电排的散热效率不足，散热只集中的液冷散热器的上下两面，导致最大的发热量的IGBT模块端子部位无法将热量有效传递至液冷散热器进行散热，导致功率器件中的IGBT模块的安装数量受限。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种功率模块散热提升结构，该功率模块散热提升结构提高了功率模块中IGBT模块端子及搭接导电排的散热效率，能快速将IGBT模块端子的热量传递至液冷散热器，提升了功率模块的功率密度。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种功率模块散热提升结构，包括N个IGBT模块、M个功率模块导电排、液冷散热器、散热铝块件；N个所述IGBT模块对称分布在所述液冷散热器的上下表面；各个所述IGBT模块包括两个连接端，靠近所述液冷散热器下端部的每两个相临IGBT模块的一个连接端中的一个端口通过功率模块导电排的一端连接在一起，所述散热铝块件安装于所述液冷散热器的一端上，所有的功率模块导电排的另一端形成“┗┛”状包裹在所述散热铝块件外部或者被夹紧于散热铝块件的部件中；所述散热铝块件与功率模块导电排间设置有导热绝缘垫。
优选地，所述散热铝块件设置于所述液冷散热器的一端的顶壁上并往顶壁平面前后延伸，所述散热铝块件与所述液冷散热器组成T字型，所述导热绝缘垫包裹在所述散热铝块件的外部。
优选地，所述散热铝块件设置于所述液冷散热器的一端的上下壁上，所述散热铝块件包括多个平行设置于所述液冷散热器的一端的上下壁上的散热铝块，所述导热绝缘垫包裹在所述散热铝块件的外部。
优选地，所述散热铝块件设置于所述液冷散热器的一端的顶壁上，所述散热铝块件包括上部散热铝块、中间散热铝块及下部散热铝块，所述上部散热铝块、中间散热铝块及下部散热铝块装配在一起，所述上部散热铝块设置有第一水路，所述下部散热铝块设置有第二水路，所述中间散热铝块设置有铝块散热进水口、铝块散热出水口、中间铝块上部进水口、中间铝块上部出水口、中间铝块下部进水口、中间铝块下部出水口，所述铝块散热进水口通过两个第一分支水道与中间铝块上部出水口及中间铝块下部出水口连通，所述铝块散热出水口通过两个第二分支水道与中间铝块上部进水口及中间铝块下部进水口连通，所述铝块散热进水口通过两个第三分支水道与铝块散热出水口连通；所述上部散热铝块设置有上部铝块进水口及上部铝块出水口，所述下部散热铝块设置有下部铝块进水口及下部铝块出水口，所述上部铝块进水口与所述中间铝块上部出水口连通，所述上部铝块出水口与所述中间铝块上部进水口连通，所述下部铝块进水口与所述中间铝块下部出水口连通，所述下部铝块出水口与所述中间铝块下部进水口连通。
优选地，所述液冷散热器一侧壁的上部设置有液冷散热器进水口，所述液冷散热器一侧壁的下部设置有液冷散热器出水口，液冷散热器内部设置有若干从上往下排布的散热主水道，所述散热主水道与所述液冷散热器进水口及液冷散热器出水口连通，所述液冷散热器的一端的顶壁上设置有分支水管进水口及分支水管出水口，所述散热主水道通过分支水管与分支水管出水口连通，所述分支水管进水口通过分支水管及散热主水道与所述液冷散热器出水口连通，所述分支水管出水口与所述铝块散热进水口连通，所述分支水管进水口与所述铝块散热出水口连通；所述液冷散热器进水口及液冷散热器出水口与水冷机连接。
优选地，所述液冷散热器上表面的所有功率模块导电排的另一端被夹紧于上部散热铝块与中间散热铝块之间，或者所述液冷散热器下表面的所有功率模块导电排的另一端被夹紧于下部散热铝块与中间散热铝块之间。
优选地，所述上部铝块进水口与所述中间铝块上部出水口之间设置有防水构件，所述上部铝块出水口与所述中间铝块上部进水口之间设置有防水构件，所述下部铝块进水口与所述中间铝块下部出水口之间设置有防水构件，所述下部铝块出水口与所述中间铝块下部进水口之间设置有防水构件。
为解决上述技术问题，本实用新型还公开了一种变流器，包括上述所述的功率模块散热提升结构。
采用上述结构之后，功率模块散热提升结构包括N个IGBT模块、M个功率模块导电排、液冷散热器、散热铝块件；N个所述IGBT模块对称分布在所述液冷散热器的上下表面；各个所述IGBT模块包括两个连接端，靠近所述液冷散热器下端部的每两个相临IGBT模块的一个连接端中的一个端口通过功率模块导电排的一端连接在一起，所述散热铝块件安装于所述液冷散热器的一端上，所有的功率模块导电排的另一端形成“┗┛”状包裹在所述散热铝块件外部或者被夹紧于散热铝块件的部件中；所述散热铝块件与功率模块导电排间设置有导热绝缘垫；该功率模块散热提升结构提高了功率模块中IGBT模块端子及搭接导电排的散热效率，能快速将IGBT模块端子的热量传递至液冷散热器，提升了功率模块的功率密度。
附图说明
图1为现有技术的功率器件散热结构图；
图2为本实用新型功率模块散热提升结构的液冷散热器与散热铝块的装配结构图一；
图3为本实用新型功率模块散热提升结构的整体结构图一；
图4为本实用新型功率模块散热提升结构的液冷散热器与散热铝块件的装配结构图二；
图5为本实用新型功率模块散热提升结构的整体结构图二；
图6为本实用新型实施例三的功率模块散热提升结构的整体结构图；
图7为本实用新型实施例三的功率模块散热提升结构的液冷散热器的结构图；
图8为本实用新型实施例三的功率模块散热提升结构的散热铝块的结构图一；
图9为本实用新型实施例三的功率模块散热提升结构的散热铝块的结构图二。
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用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例一
请参阅图3及图5，图3为本实用新型功率模块散热提升结构的整体结构图一，图5为本实用新型功率模块散热提升结构的整体结构图二；
本实施例公开了一种功率模块散热提升结构，包括N个IGBT模块30、M个功率模块导电排50、液冷散热器10、散热铝块件20；N个IGBT模块30对称分布在液冷散热器10的上下表面；各个IGBT模块30包括两个连接端，靠近所述液冷散热器下端部的每两个相临IGBT模块的一个连接端中的一个端口通过功率模块导电排50的一端连接在一起，散热铝块件20安装于液冷散热器10的一端上，所有的功率模块导电排50的另一端形成“┗┛”状包裹在所述散热铝块件20外部或者被夹紧于散热铝块件20的部件中；所述散热铝块件20与功率模块导电排50间设置有导热绝缘垫40。
实施例二
请参阅图2，图2为本实用新型功率模块散热提升结构的液冷散热器与散热铝块的装配结构图一；
本实施例以实施例一为基础，在本实施例中，散热铝块件20设置于液冷散热器10的一端的顶壁上并往顶壁平面前后延伸，散热铝块件20与液冷散热器10组成T字型，所述导热绝缘垫包裹在所述散热铝块件20的外部。
请参阅图4，
散热铝块件20设置于液冷散热器10的一端的上下壁上，散热铝块件20包括多个平行设置于所述液冷散热器的一端的上下壁上的散热铝块，导热绝缘垫40包裹在散热铝块件20的外部。
实施例三
请参阅图6、图8及图9；
本实施例以实施例一为基础，在本实施例中，散热铝块件20设置于液冷散热器10的一端的顶壁上，散热铝块件20包括上部散热铝块21、中间散热铝块22及下部散热铝块23，上部散热铝块21、中间散热铝块22及下部散热铝块23装配在一起，上部散热铝块21设置有第一水路212，下部散热铝块23设置有第二水路233，中间散热铝块22设置有铝块散热进水口228、铝块散热出水口225、中间铝块上部进水口221、中间铝块上部出水口231、中间铝块下部进水口222、中间铝块下部出水口232，铝块散热进水口228通过两个第一分支水道230、229与中间铝块上部出水口231及中间铝块下部出水口232连通，铝块散热出水口225通过两个第二分支水道223、224与中间铝块上部进水口221及中间铝块下部进水口222连通，铝块散热进水口228通过两个第三分支水道226、227与铝块散热出水口225连通；上部散热铝块21设置有上部铝块进水口213及上部铝块出水口211，下部散热铝块23设置有下部铝块进水口235及下部铝块出水口234，上部铝块进水口213与中间铝块上部出水口231连通，上部铝块出水口211与中间铝块上部进水口221连通，下部铝块进水口235与所述中间铝块下部出水口232连通，下部铝块出水口234与所述中间铝块下部进水口222连通。
实施例四
本实施例以实施例三为基础，在本实施例中；
液冷散热器10一侧壁的上部设置有液冷散热器进水口11，液冷散热器10一侧壁的下部设置有液冷散热器出水口12，液冷散热器10内部设置有若干从上往下排布的散热主水道17，散热主水道17与液冷散热器进水口11及液冷散热器出水口12连通，液冷散热器10的一端的顶壁上设置有分支水管进水口15及分支水管出水口16，散热主水道17通过分支水管13与分支水管出水口16连通，分支水管进水口15通过分支水管14及散热主水道17与所述液冷散热器出水口12连通，分支水管出水口16与铝块散热进水口228连通，分支水管进水口15与铝块散热出水口225连通；液冷散热器进水口11及液冷散热器出水口12与水冷机连接。
液冷散热器10上表面的所有功率模块导电排50的另一端被夹紧于上部散热铝块21与中间散热铝块22之间，或者液冷散热器10下表面的所有功率模块导电排50的另一端被夹紧于下部散热铝块23与中间散热铝块22之间。
上部铝块进水口213与中间铝块上部出水口231之间设置有防水构件，上部铝块出水口211与中间铝块上部进水口221之间设置有防水构件，下部铝块进水口235与中间铝块下部出水口232之间设置有防水构件，下部铝块出水口234与中间铝块下部进水口222之间设置有防水构件。
实施例五
本实施例公开了一种变流器，包括实施例一至四任一所述的功率模块散热提升结构。
该功率模块散热提升结构提高了功率模块中IGBT模块端子及搭接导电排的散热效率，能快速将IGBT模块端子的热量传递至液冷散热器，同时通过散热铝块件的散热水道结构使得IGBT模块端子及搭接导电排散热效率进一步提升，也提升了功率模块的功率密度。
以上参照附图说明了本申请的优选实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。
Claims (8)
1.一种功率模块散热提升结构，其特征在于，包括N个IGBT模块、M个功率模块导电排、液冷散热器、散热铝块件；N个所述IGBT模块对称分布在所述液冷散热器的上下表面；各个所述IGBT模块包括两个连接端，靠近所述液冷散热器下端部的每两个相临IGBT模块的一个连接端中的一个端口通过功率模块导电排的一端连接在一起，所述散热铝块件安装于所述液冷散热器的一端上，所有的功率模块导电排的另一端形成“┗┛”状包裹在所述散热铝块件外部或者被夹紧于散热铝块件的部件中；所述散热铝块件与功率模块导电排间设置有导热绝缘垫。
2.根据权利要求1所述的功率模块散热提升结构，其特征在于，所述散热铝块件设置于所述液冷散热器的一端的顶壁上并往顶壁平面前后延伸，所述散热铝块件与所述液冷散热器组成T字型，所述导热绝缘垫包裹在所述散热铝块件的外部。
3.根据权利要求1所述的功率模块散热提升结构，其特征在于，所述散热铝块件设置于所述液冷散热器的一端的上下壁上，所述散热铝块件包括多个平行设置于所述液冷散热器的一端的上下壁上的散热铝块，所述导热绝缘垫包裹在所述散热铝块件的外部。
4.根据权利要求1所述的功率模块散热提升结构，其特征在于，所述散热铝块件设置于所述液冷散热器的一端的顶壁上，所述散热铝块件包括上部散热铝块、中间散热铝块及下部散热铝块，所述上部散热铝块、中间散热铝块及下部散热铝块装配在一起，所述上部散热铝块设置有第一水路，所述下部散热铝块设置有第二水路，所述中间散热铝块设置有铝块散热进水口、铝块散热出水口、中间铝块上部进水口、中间铝块上部出水口、中间铝块下部进水口、中间铝块下部出水口，所述铝块散热进水口通过两个第一分支水道与中间铝块上部出水口及中间铝块下部出水口连通，所述铝块散热出水口通过两个第二分支水道与中间铝块上部进水口及中间铝块下部进水口连通，所述铝块散热进水口通过两个第三分支水道与铝块散热出水口连通；所述上部散热铝块设置有上部铝块进水口及上部铝块出水口，所述下部散热铝块设置有下部铝块进水口及下部铝块出水口，所述上部铝块进水口与所述中间铝块上部出水口连通，所述上部铝块出水口与所述中间铝块上部进水口连通，所述下部铝块进水口与所述中间铝块下部出水口连通，所述下部铝块出水口与所述中间铝块下部进水口连通。
5.根据权利要求4所述的功率模块散热提升结构，其特征在于，所述液冷散热器一侧壁的上部设置有液冷散热器进水口，所述液冷散热器一侧壁的下部设置有液冷散热器出水口，液冷散热器内部设置有若干从上往下排布的散热主水道，所述散热主水道与所述液冷散热器进水口及液冷散热器出水口连通，所述液冷散热器的一端的顶壁上设置有分支水管进水口及分支水管出水口，所述散热主水道通过分支水管与分支水管出水口连通，所述分支水管进水口通过分支水管及散热主水道与所述液冷散热器出水口连通，所述分支水管出水口与所述铝块散热进水口连通，所述分支水管进水口与所述铝块散热出水口连通；所述液冷散热器进水口及液冷散热器出水口与水冷机连接。
6.根据权利要求4所述的功率模块散热提升结构，其特征在于，所述液冷散热器上表面的所有功率模块导电排的另一端被夹紧于上部散热铝块与中间散热铝块之间，或者所述液冷散热器下表面的所有功率模块导电排的另一端被夹紧于下部散热铝块与中间散热铝块之间。
7.根据权利要求4所述的功率模块散热提升结构，其特征在于，所述上部铝块进水口与所述中间铝块上部出水口之间设置有防水构件，所述上部铝块出水口与所述中间铝块上部进水口之间设置有防水构件，所述下部铝块进水口与所述中间铝块下部出水口之间设置有防水构件，所述下部铝块出水口与所述中间铝块下部进水口之间设置有防水构件。
8.一种变流器，其特征在于，包括权利要求1至7任一所述的功率模块散热提升结构。
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