CN2696126Y - Igbt迷宫式水冷散热器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开的是一种大功率绝缘栅双极晶体管IGBT密封迷宫式水冷散热器，其特征是将IGBT模块用螺钉固定在密封迷宫式水冷散热器的表面上，中间涂以导热硅脂。密封迷宫式结构的要点是按照热交换的原理设计散热器模块内部的水流路线，冷却水流经过分流、回流等处理后，达到模块内部多个支路水流均匀，强度梯度均匀，热交换充分的效果。在迷宫结构散热器体上有特殊的多棱形密封凹槽，和封闭盖板上对应的多棱形密封凸缘互相吻合，凸缘和凹槽通过使用高强度密封胶和周边钎焊后，具有足够的密封效果和机械强度。适合于在体积和重量要求比较苛刻的铁路机车变流器和其他移动设备变流器中运用。

Description

IGBT迷宫式水冷散热器
技术领域
本实用新型涉及大功率绝缘栅双极晶体管IGBT元件的一种密封迷宫式水冷散热器装置，适用于使用IGBT元件的电力电子变流器。尤其是适合于在体积和重量要求比较苛刻的铁路机车变流器和其他移动设备变流器中运用。
背景技术
目前，大功率变流器上开始普遍使用绝缘栅双极晶体管IGBT元件。象其他诸如可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR等电力电子器件一样，由于开关损耗和通态损耗的不可避免，IGBT在使用过程中同样会产生大量的热量，如果不及时有效地把这些热量散出去，IGBT元件的温度升高就会影响功率的发挥，超温甚至可以直接导致IGBT的彻底损坏。
对电力电子器件传统的散热方法一般有风冷、油冷和水冷等多种措施。目前，铁路机车变流器和其他移动设备变流器的散热结构仍然普遍采用风冷和油冷方式。这些方式存在散热效率低、散热器体积大、重量大等缺点，其中油冷方式还存在泄漏污染等问题。
目前也有极少数使用水冷散热器方式，但是一般都采用水箱式结构。水箱式结构虽然工艺简单，但是体积和重量仍然较大，变流器的生产和检修仍然不方便。
发明内容
为了克服铁路机车变流器和其他移动设备变流器现有的风冷、油冷方式散热器以及水箱式水冷散热器存在的不足，提高散热器的效率，尽可能地减小散热器的体积和重量，方便变流器的生产和检修，本实用新型开发了一种密封迷宫式的水冷散热器结构。本实用新型将散热器进行模块化设计，分割为较小的模块化单元，对模块化单元的散热器内部结构进行密封迷宫式设计，尽可能提高散热效率，从而进一步减小散热器***的体积和重量。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种IGBT密封迷宫式水冷散热器，包括一个IGBT模块和一个密封迷宫式水冷散热器，其特征在于将IGBT模块用螺钉固定在密封迷宫式水冷散热器的表面，中间涂以导热硅脂。
所述的密封迷宫式水冷散热器由迷宫结构散热器件体和封闭盖板组成，在迷宫结构散热器体的周边和隔断处都有特殊的多棱形密封凹槽，而在封闭盖板上的相应部位也有对应的凸缘，对应的凹槽和凸缘可以互相吻合。为了确保密封性能，在凹槽和凸缘之间涂有高强度密封胶，装配后采用钎焊方法将其焊成一体。在迷宫结构散热器体的一侧还焊有供进出水用的管接头。
所述的用于密封的凹槽与凸缘配合处涂有高强度密封胶，其周边采用钎焊进行封焊。在所述的迷宫结构散热器体的一侧还分别焊有进水口与出水口管接头。
密封迷宫式结构的要点是按照热交换的原理设计散热器模块内部的水流路线，冷却水流经过分流、回流等处理后，达到模块内部各个支路水流均匀、温度梯度均匀、热交换充分的效果。采用密封迷宫式方式设计水流路线，较水箱式散热器结构而言，具有更好的热传导效率，所以在满足同样的散热指标的前提下，可以较大地缩减散热器的体积，同时也就降低了散热器的重量。
本实用新型的有益效果是，提高了变流器散热器的效率，尽可能地减小散热器的体积和重量，并方便进行模块化设计散热器支路，便于变流器的生产和检修。
附图说明
本实新型提供了四幅附图，其中：
图1是本实用新型的冷却***原理图。
图2是水冷散热器单元模块的总成图。
图3是水冷散热器单元模块的构造图。
图4是图3中迷宫结构部分的仰视图。
图5是密封迷宫式结构中水流示意图。
图2是本实用新型的说明书附图。
图中：1、IGBT模块  2、去离子装置  3、冷却水箱  4、水泵5、导热硅脂  6、封闭盖板  7、进水口  8、散热器单元  9、出水口10、迷宫结构散热器体
具体实施方式
如图所示，为一个水冷散热器单元模块的总成实例，几个IGBT模块1用紧固件如螺钉等安装在散热器单元8的安装面上，IGBT模块和散热器单元安装面之间使用导热硅脂5以增强热传递效率。图中7为进水口，9为出水口。进水口、出水口和散热器之间以及散热器的两大组件之间采用特殊的钎焊工艺进行密封焊接，并具有能够充分抗击循环水压的机械强度。10为本密封迷宫式水冷散热器的核心构成部分——迷宫结构散热器体，在其周边和迷宫隔断等处都有特殊的多棱形密封凹槽(如图中放大部分A所示)。6为封闭盖板，在封闭盖板上对应迷宫结构散热器体部分的周边和迷宫隔断等处都有特殊的多棱形密封凸缘(如图中放大部分A所示)。封闭盖板上的凸缘和迷宫结构散热器体部分上相应位置的凹槽通过使用高强度密封胶和周边钎焊后，具有充分的密封效果和机械强度。
在图4所示迷宫结构部分中，冷却水流经过分流、迷宫回流等处理后，可以达到模块内部各个支路水流均匀、温度梯度均匀、热交换充分的效果。图中小岛部分为预埋的螺套，是为了安装IGBT而预埋的，这样做可以不对密封结构产生影响。
密封迷宫式结构的要点是按照热交换的原理设计散热器模块内部的水流路线，冷却水流经过分流、回流等处理后，达到模块内部各个支路水流均匀、温度梯度均匀、热交换充分的效果。采用密封迷宫式方式设计水流路线，较水箱式散热器结构而言，具有更好的热传导效率，所以在满足同样的散热指标的前提下，可以较大地缩减散热器的体积，同时也就降低了散热器的重量。
本实用新型的有益效果是，提高了变流器散热器的效率，尽可能地减小散热器的体积和重量，并方便进行模块化设计散热器支路，便于变流器的生产和检修。

Claims (5)

1、一种IGBT密封迷宫式水冷散热器，包括一个IGBT模块和一个密封迷宫式水冷散热器，其特征在于将IGBT模块(1)用螺钉固定在迷宫式水冷散热器(8)的表面上，中间涂以导热硅脂(5)。
2、根据权利要求1所述的IGBT密封迷宫式水冷散热器，其特征在于所述的密封迷宫式水冷散热器由迷宫结构散热器体(10)和封闭盖板(6)组成。
3、根据权利要求2所述的IGBT密封迷宫式水冷散热器，其特征还在于所述的迷宫结构散热器体的周边和迷宫隔断处都有特殊的多棱形密封凹槽，且与封闭盖板上相应位置的对应凸缘相吻合。
4、根据权利要求2所述的IGBT密封迷宫式水冷散热器，其特征还在于所述用于密封的凹槽与凸缘配合处涂有高强度密封胶，周边采用钎焊进行焊接。
5、根据权利要求1所述的IGBT密封迷宫式水冷散热器，其特征在于位于所述的迷宫结构散热器件的一侧分别焊有进水口与出水口连接头。
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