CN214507771U - 一种双模块用水冷板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双模块用水冷板，包括水冷基板、第一散热模块及第二散热模块，所述水冷基板上设置有用于安装散热模块的第一冷却腔与第二冷却腔，所述第一冷却腔和所述第二冷却腔均设置有进水道和出水道，所述第二冷却腔的进水道与出水道分别连通所述第一冷却腔的进水道与出水道，所述的水冷基板上设置有分别与任一所述冷却腔的出水道和进水道连通的出水口和进水口；所述第一散热模块与第二散热模块均由散热基板与位于散热基板上的若干散热齿片组成，所述散热齿片固定安装在其对应的冷却腔中并将该冷却腔分隔成多个相互独立的微通道，所述微通道的两端分别连通其对应冷却腔所在的进水道和出水道，实现了均匀散热，提高了散热效率。

Description

一种双模块用水冷板

技术领域

本实用新型涉及散热器领域，特别涉及水冷散热器领域。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。IGBT是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，作为国家战略性新兴产业，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车、新能源装备等领域应用极广。

随着电力电子行业领域的发展，使用的电力电子设备功率、集成度越来越高，体积小型化等，IGBT在运行中会产生大量的热量，使得散热问题更加突出，散热性能直接影响其工作性能及可靠性。为保证相关设备的正常工作所以对IGBT的散热冷却至关重要。

传统的散热器为风冷或水冷散热器，结构单一，体积较大，散热效果易受条件的限制，且在大功率IGBT并联应用中不再适用；现有的水冷板通常采用深孔钻的加工方式形成水道，水道结构单一，热交换面积有限，散热效果差。

而且，现有的水冷板还大多采用串联“M”字形水道或“弓”字形水道，如IGBT并联即会造成出水口端的IGBT温升过高的发热问题（串联方式即水冷板水道中的冷却液经过每个IGBT经与元器件产生的热量交换后，会吸热升温，逐渐升温后，到最后的IGBT极易因温升过高影响其工作），从而影响IGBT正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双模块用水冷板，以实现均匀散热，提高了散热效率。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种双模块用水冷板，包括水冷基板、第一散热模块以及第二散热模块，待冷却的IGBT功率模块分别固定安装在所述第一散热模块和第二散热模块上，所述的水冷基板上设置用于安装第一散热模块的第一冷却腔以及用于安装第二散热模块的第二冷却腔，所述第一冷却腔与所述第二冷却腔均设置有进水道和出水道，所述第二冷却腔的所述进水道连通所述第一冷却腔的所述进水道形成进水通道，所述第二冷却腔的所述出水道连通所述第一冷却腔的所述出水道形成出水通道，所述的水冷基板上设置有与所述出水通道连通的出水口、与所述进水通道连通的进水口。

所述的第一散热模块以及第二散热模块均由散热基板以及位于所述散热基板上的若干散热齿片组成，所述散热齿片固定安装在其对应的冷却腔中并将该冷却腔分隔成多个相互独立的微通道，所述微通道的两端分别连通其对应冷却腔所在的所述进水道和所述出水道。

通过采用上述技术方案，若干散热齿片的结构设计形成了若干水流微通道，使IGBT功率模块之间升降温相同，进而实现了均匀散热，微通道散热片的结构可获得较大的散热面积，进而提高了散热效率。

可选的，所述第一散热模块以及所述第二散热模块均由所述散热基板与若干所述散热齿片一体成型。

通过采用上述技术方案，使得所述散热基板与所述散热齿片之间无热阻，提高了散热效率。

可选的，所述散热齿片垂直于所述散热基板。

通过采用上述技术方案，在所述凹形腔体内部空间有限的情况下，充分利用了凹形腔体的内部空间、布置尽可能多的导热片，增大了散热面积，提高了散热效率。

可选的，所述散热齿片彼此互相平行且间隔均匀。

通过采用上述技术方案，使得各个并联的水流微通道流量一样，达到了单个IGBT功率模块内部的芯片与芯片之间升降温相同，进而起到了散热均匀的效果。

可选的，所述第一散热模块以及所述第二散热模块的尺寸均与待冷却的IGBT功率模块尺寸相同。

通过采用上述技术方案，充分地利用的所述水冷基板的尺寸，使得整个水冷装置的尺寸更小。

可选的，所述出水口与所述进水口均为螺纹孔。

通过采用上述技术方案，方便了连接接头、无滴漏管件等装置。

可选的，所述散热基板与所述散热齿片均采用焊接的方式与所述水冷基板固定连接。

通过采用上述技术方案，使得所述水冷基板与所述散热齿片形成了水冷装置所需的微密封腔体，且焊接的方式降低了加工成本、提高了生产制造的效率，进而提高了本实用新型的综合竞争力。

可选的，所述的第一散热模块以及所述第二散热模块均为铝合金散热模块

通过采用上述技术方案，铝合金的成本低但导热性能高，降低成本的同时提高了整体设备的散热效率；同时还减轻了整个装置的重量。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1）散热模块的多个散热齿片的结构设计与冷却腔形成了若干微通道，获得了更大的散热面积，进而提高了散热效率。

2）散热齿片与散热基板为整体结构，无热阻，进而提高了散热效率。

3）两个冷却腔与对应管道的设计形成了创新的并联水通道，使得各个IGBT功率模块散热均匀，且IGBT功率模块之间距离可以优化，降低了散热装置的尺寸并减少了生产制造的成本。

附图说明

图1为双模块水冷板冷却IGBT功率模块的正向拆分图；

图2为双模块水冷板冷却IGBT功率模块外观图；

图3为双模块水冷板冷却IGBT功率模块的反向拆分图；

图4为双模水冷模块内部冷却液流动方向示意图；

图中，1、水冷基板；11、第一冷却腔；12、第二冷却腔；13、出水口；14、进水口；2、第一散热模块；3、第二散热模块；21、散热基板；22、散热齿片；4、IGBT功率模块。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。

参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：

一种双模块用水冷板，包括水冷基板1、第一散热模块2以及第二散热模块3，待冷却的IGBT功率模块4分别固定安装在所述第一散热模块2和第二散热模块3上，所述的水冷基板1上设置用于安装第一散热模块2的第一冷却腔11以及用于安装第二散热模块3的第二冷却腔12，所述第一冷却腔11与所述第二冷却腔12均设置有进水道和出水道，所述第二冷却腔12的所述进水道连通所述第一冷却腔11的所述进水道形成进水通道，所述第二冷却腔12的所述出水道连通所述第一冷却腔11的所述出水道形成出水通道，所述的水冷基板1上设置有与所述出水通道连通的出水口13、与所述进水通道连通的进水口14。

所述的第一散热模块2以及所述第二散热模块3均由散热基板21以及位于所述散热基板21上的若干散热齿片22组成，所述第一散热模块2的散热齿片22固定安装在所述第一冷却腔11中，所述第二散热模块3的散热齿片22固定安装在所述第二冷却腔12中，所述散热齿片22均将所述第一冷却腔11与所述第二冷却腔12分隔成多个相互独立的微通道，所述微通道的两端分别连通其对应冷却腔所在的所述进水道和所述出水道。

进一步的，所述水冷基板1设有装配孔与IGBT芯片安装螺丝孔。

进一步的，所述第一散热模块2与所述第二散热模块3采用铲削工艺加工而成，使得所述散热基板21与所述散热齿片22一体成型。

进一步的，所述散热齿片22垂直于所述散热基板21。

进一步的，所述散热齿片22彼此互相平行且间隔均匀。

进一步的，所述第一散热模块2以及所述第二散热模块3的尺寸均与待冷却的IGBT功率模块4尺寸相同。

进一步的，所述出水口13与所述进水口14内壁均设有便于连接接头、无滴漏管件等装置的螺纹。

进一步的，所述散热基板21与所述散热齿片22均采用采用钎焊、摩擦焊等成熟工艺的方式与所述水冷基板1固定连接。

进一步的，所述的第一散热模块2以及第二散热模块3均为铝合金散热模块，结合本技术方案，采用添加任意比例的、任意一种或多种其他合金元素的铝合金均能达到本方案的技术效果。

进一步的，通过设计的水通道汇聚后经水冷板出水口回水至换热装置、冷却塔进行降温便于再次循环散热。

进一步的，本结合本方案还可以将双模块用水冷板设计成多模块用水冷板。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种双模块用水冷板，包括水冷基板（1）、第一散热模块（2）以及第二散热模块（3），待冷却的IGBT功率模块分别固定安装在所述第一散热模块（2）和第二散热模块（3）上，其特征在于：所述的水冷基板（1）上设置用于安装第一散热模块（2）的第一冷却腔（11）以及用于安装第二散热模块（3）的第二冷却腔（12），所述第一冷却腔（11）与所述第二冷却腔（12）均设置有进水道和出水道，所述第二冷却腔（12）的所述进水道连通所述第一冷却腔（11）的所述进水道形成进水通道，所述第二冷却腔（12）的所述出水道连通所述第一冷却腔（11）的所述出水道形成出水通道，所述的水冷基板（1）上设置有与所述出水通道连通的出水口（13）、与所述进水通道连通的进水口（14）；

所述的第一散热模块（2）以及第二散热模块（3）均由散热基板（21）以及位于所述散热基板（21）上的若干散热齿片（22）组成，所述散热齿片（22）固定安装在其对应的冷却腔中并将该冷却腔分隔成多个相互独立的微通道，所述微通道的两端分别连通其对应冷却腔所在的所述进水道和所述出水道。

2.根据权利要求1所述的双模块用水冷板，其特征在于：所述第一散热模块（2）以及所述第二散热模块（3）均由所述散热基板（21）与若干所述散热齿片（22）一体成型。

3.根据权利要求1所述的双模块用水冷板，其特征在于：所述散热齿片（22）垂直于所述散热基板（21）。

4.根据权利要求1所述的双模块用水冷板，其特征在于：所述散热齿片（22）彼此互相平行且间隔均匀。

5.根据权利要求1所述的双模块用水冷板，其特征在于：所述第一散热模块（2）以及所述第二散热模块（3）的尺寸均与待冷却的IGBT功率模块（4）尺寸相同。

6.根据权利要求1所述的双模块用水冷板，其特征在于：所述出水口（13）与所述进水口（14）均为螺纹孔。

7.根据权利要求1所述的双模块用水冷板，其特征在于：所述散热基板（21）与所述散热齿片（22）均采用焊接的方式与所述水冷基板（1）固定连接。

8.根据权利要求1所述的双模块用水冷板，其特征在于：所述的第一散热模块（2）以及所述第二散热模块（3）均为铝合金散热模块。

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