專利名稱：功率器件熱源模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱源裝置，尤其是指一種功率器件熱源模擬裝置。
背景技術(shù)：
在對(duì)用于諸如IGBT模塊、IGCT模塊、整流橋模塊等功率器件的散熱系統(tǒng)(例如鋁制散熱器)進(jìn)行散熱能力評(píng)估測(cè)試時(shí)，常常不希望使用實(shí)際的功率器件作為發(fā)熱源，其原因有三一者，采用功率器件作為發(fā)熱源，其所需的測(cè)試電路較為復(fù)雜；二者，價(jià)格昂貴的功率器件在超載工況下容易發(fā)生損壞；三者，功率器件的真實(shí)發(fā)熱量難以確定。鑒于上述因素，目前實(shí)驗(yàn)室普遍采用電阻式加熱器作為功率器件的發(fā)熱模擬裝置，其具有發(fā)熱功率易計(jì)算、供電電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。一種常見(jiàn)的電阻式加熱器為加熱片，使用時(shí)，直接將加熱片貼附于待測(cè)試的散熱器上，通電而使加熱片模擬功率器件發(fā)熱，以進(jìn)行散熱器的散熱能力評(píng)測(cè)。加熱片具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且使用方便的優(yōu)點(diǎn)，但其加熱功率較低，且在功率較大的情況下絕緣層容易老化。另一種常見(jiàn)的電阻式加熱器是以金屬為載體，于其內(nèi)嵌設(shè)加熱電阻而構(gòu)成，此種加熱器的加熱功率較大，且借助金屬載體的高導(dǎo)熱性，保證了加熱器的使用壽命，但其為立體熱源，與呈扁平型的功率器件結(jié)構(gòu)差別比較大，難以更為真實(shí)地模擬出功率器件的發(fā)熱狀況，此外，該類加熱器是使用的過(guò)程中，除了與散熱器接觸的那一表面之外，其他側(cè)表面的熱散失也不容忽視，而對(duì)于其他側(cè)表面的熱散失作出精確的計(jì)算是一項(xiàng)困難的工作，這導(dǎo)致難以評(píng)估出由加熱器傳導(dǎo)至散熱器的確切熱量，從而加大了散熱器散熱性能評(píng)測(cè)結(jié)果的不準(zhǔn)確性風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題為提供一種功率器件熱源模擬裝置，其在保證熱源模擬裝置的使用壽命和加熱功率的基礎(chǔ)上，可更為準(zhǔn)確地模擬出功率器件的發(fā)熱情況。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案一種功率器件熱源模擬裝置，其包括有一導(dǎo)熱薄片及至少一固定于所述導(dǎo)熱薄片上的發(fā)熱體，所述發(fā)熱體包括有一導(dǎo)熱基片、一設(shè)置于所述導(dǎo)熱基片上的電阻元件及一罩蓋所述導(dǎo)熱基片和電阻元件的隔熱外殼，所述隔熱外殼上設(shè)置有二接線柱，二接線柱通過(guò)二導(dǎo)線而分別電氣連接于所述電阻元件的兩端，所述導(dǎo)熱基片貼合于所述導(dǎo)熱薄片。上述功率器件熱源模擬裝置中，所述電阻元件為涂覆在所述導(dǎo)熱基片上的電阻涂層。上述功率器件熱源模擬裝置中，所述導(dǎo)熱薄片的厚度為3 8mm。上述功率器件熱源模擬裝置中，所述導(dǎo)熱基片與導(dǎo)熱薄片的裝配面之間設(shè)有導(dǎo)熱娃月旨。上述功率器件熱源模擬裝置中，所述發(fā)熱體的隔熱外殼的兩側(cè)處各形成有一螺釘孔，所述導(dǎo)熱薄片上對(duì)應(yīng)于所述螺釘孔處形成有穿孔，分別使用螺釘自所述導(dǎo)熱薄片的下
3表面處穿過(guò)相應(yīng)的穿孔而螺合于相應(yīng)的螺釘孔，從而實(shí)現(xiàn)所述發(fā)熱體固定于所述導(dǎo)熱薄片之上。上述功率器件熱源模擬裝置中，所述螺釘?shù)穆葆旑^頂點(diǎn)不超過(guò)所述導(dǎo)熱薄片的下表面。上述功率器件熱源模擬裝置中，所述螺釘為沉頭螺釘。上述功率器件熱源模擬裝置中，所述導(dǎo)熱薄片為銅制或鋁制的導(dǎo)熱薄片。上述功率器件熱源模擬裝置中，使用一壓條壓迫于所述發(fā)熱體之上，所述壓條兩端分別穿接于二設(shè)置于所述導(dǎo)熱薄片上的螺栓上，并分別使用螺母加以緊固，從而實(shí)現(xiàn)所述發(fā)熱體固定于所述導(dǎo)熱薄片之上。上述功率器件熱源模擬裝置中，使用一卡扣條壓迫于所述發(fā)熱體之上，所述卡扣條的兩端分別扣緊于所述導(dǎo)熱薄片的兩側(cè)緣，從而實(shí)現(xiàn)所述發(fā)熱體固定于所述導(dǎo)熱薄片之上。本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于由于熱源模擬裝置的外形、傳熱路徑均與扁平型功率器件相似，可以精確地模擬出扁平型功率器件的發(fā)熱情形，且，導(dǎo)熱薄片采用片狀結(jié)構(gòu)， 可大幅度減少熱量自其側(cè)表面處散失，而該發(fā)熱體則設(shè)有用于罩蓋電阻元件的隔熱外殼， 有效地防止了電阻元件所產(chǎn)生的熱量的散失，使得所產(chǎn)生的熱量可以有效地傳導(dǎo)至待測(cè)試的散熱器處，保證了散熱器散熱性能評(píng)測(cè)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性；此外，該功率器件熱源模擬裝置的造價(jià)成本較低，可真實(shí)地模擬功率器件的發(fā)熱情形而供于散熱器測(cè)試之用，相對(duì)于使用功率器件測(cè)試，具有測(cè)試工藝簡(jiǎn)單、測(cè)試成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的發(fā)熱體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1所示實(shí)施例的另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更加清楚地理解本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。本發(fā)明所公開的熱源模擬裝置主要應(yīng)用于散熱器的散熱能力評(píng)估測(cè)試中，以作為主要發(fā)熱面為一面的扁平型功率器件的模擬熱源，例如IGBT模塊、IGCT模塊、整流橋模塊等。如圖1和圖2所示，其包括有一導(dǎo)熱薄片10及二固定于該導(dǎo)熱薄片10上的發(fā)熱體20， 其中，二發(fā)熱體20并排設(shè)于該導(dǎo)熱薄片10的上表面處，并使用螺釘30自該導(dǎo)熱薄片10的下表面處穿過(guò)該導(dǎo)熱薄片10而分別螺合于發(fā)熱體20，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)熱體20的固定設(shè)置(結(jié)合參閱圖3)。請(qǐng)參閱圖2，該發(fā)熱體20包括有一導(dǎo)熱基片200、一設(shè)置于該導(dǎo)熱基片200上的電阻元件201及一罩蓋該導(dǎo)熱基片200和電阻元件201的隔熱外殼202，于該隔熱外殼202之上設(shè)置有二接線柱203，二接線柱203通過(guò)二導(dǎo)線204而分別電氣連接于該電阻元件201的兩端。藉由該隔熱外殼202的設(shè)置，有效地防止了電阻元件201通電所產(chǎn)生的熱量的散失， 使得熱量盡可能地經(jīng)由導(dǎo)熱基片200傳導(dǎo)至與之貼合的導(dǎo)熱薄片10上。優(yōu)選地，該電阻元件201為涂覆在導(dǎo)熱基片200上的一層電阻涂層，其與真實(shí)的功率器件的發(fā)熱形式極為相似，可以更為真實(shí)地模擬功率器件的發(fā)熱情形，且，此種電阻元件的熱量轉(zhuǎn)化程度可以近似地認(rèn)為是100%，易于確定發(fā)熱量。導(dǎo)熱薄片10采用長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，其可參照真實(shí)功率器件的尺寸大小設(shè)計(jì)，可采用諸如銅、鋁等熱傳導(dǎo)系數(shù)較高的金屬材料制備，優(yōu)選地，該導(dǎo)熱薄片10的厚度保持在3 8mm 之間，這樣，可大幅度地減少熱量由該導(dǎo)熱薄片10的側(cè)表面處散失，確保熱量有效地傳導(dǎo)到被測(cè)試的散熱器。優(yōu)選地，該導(dǎo)熱薄片10于其上設(shè)有至少一安裝孔100，以供于使用諸如螺絲之類的緊固件將本發(fā)明固定于待測(cè)試散熱器之上。使用時(shí)，將熱源模擬裝置貼附于待測(cè)試的散熱器上(導(dǎo)熱薄片10貼合于散熱器) 并加以固定，發(fā)熱體20通電而使其發(fā)熱，所產(chǎn)生的熱量經(jīng)由導(dǎo)熱基片200、導(dǎo)熱薄片10而傳導(dǎo)至待測(cè)試散熱器上，且在使用的過(guò)程中可通過(guò)調(diào)整發(fā)熱體20的輸入電壓或電流，使所有發(fā)熱體20的焦耳熱之和與被模擬功率器件的熱損耗相等，從而模擬出功率器件的發(fā)熱情況，以用于測(cè)試散熱器的散熱性能。由于該熱源模擬裝置的外形、傳熱路徑均與扁平型功率器件相似，可以精確地模擬出扁平型功率器件的發(fā)熱情形，且，其發(fā)熱體20和導(dǎo)熱薄片10 均可有效地減少熱量的散失，使得所產(chǎn)生的熱量可以有效地傳導(dǎo)至待測(cè)試的散熱器處，保證了散熱器散熱性能評(píng)測(cè)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性。此外，如上所述，該熱源模擬裝置可通過(guò)調(diào)整發(fā)熱體20的輸入電壓或電流來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)熱功率，使得其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。優(yōu)選地，導(dǎo)熱基片200與導(dǎo)熱薄片10的裝配面之間設(shè)有導(dǎo)熱硅脂(圖中沒(méi)有示出)，以用于填充裝配面之間的空氣間隙，減少熱量自導(dǎo)熱基片200向?qū)岜∑?0傳導(dǎo)的熱阻，使得熱量的傳導(dǎo)更加順暢迅速。在上述附圖所示出的實(shí)施例中，于該導(dǎo)熱薄片10上設(shè)置有二發(fā)熱體20，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解地，發(fā)熱體20所設(shè)置的數(shù)目并不限定于二個(gè)，其可通過(guò)調(diào)整導(dǎo)熱薄片10的尺寸，于其上固定數(shù)目更多或者更少的發(fā)熱體20，從而模擬成不同功率和不同尺寸的功率器件。在圖1至圖3所示的實(shí)施例中，通過(guò)使用螺釘緊固的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)熱體20固定設(shè)置于導(dǎo)熱薄片10之上。該發(fā)熱體20的隔熱外殼202的兩側(cè)處各形成有一螺釘孔205，該導(dǎo)熱薄片10上對(duì)應(yīng)于螺釘孔205處形成有穿孔102，分別使用螺釘30自該導(dǎo)熱薄片10的下表面處穿過(guò)相應(yīng)的穿孔102而螺合于相應(yīng)的螺釘孔205，而將發(fā)熱體20固定設(shè)置于導(dǎo)熱薄片10上。采用螺釘緊固的聯(lián)接方式，通過(guò)螺釘30的鎖緊，可使發(fā)熱體20緊貼于導(dǎo)熱薄片 10，確保兩者的緊密接觸，且，當(dāng)其中的某一發(fā)熱體20發(fā)生損壞時(shí)，只需更換損壞的發(fā)熱體 20即可，而無(wú)需報(bào)廢整個(gè)熱源模擬裝置。優(yōu)選地，該螺釘30選用沉頭螺釘，且其螺釘頭的頂點(diǎn)不超過(guò)該導(dǎo)熱薄片10的下表面，以使熱源模擬裝置可緊密貼合于待測(cè)試的散熱器上，保證熱量有效地傳導(dǎo)至散熱器。圖4所示為本發(fā)明的第二實(shí)施例，在此實(shí)施例中，發(fā)熱體20采用焊接的方式而固定于導(dǎo)熱薄片10之上。類似地，發(fā)熱體20也可采用粘接的方式而固定于導(dǎo)熱薄片10上。 相比于采用螺釘緊固的方式，采用焊接或粘接的方式所存在的問(wèn)題為當(dāng)其中的某一發(fā)熱體20損壞時(shí)，則很難進(jìn)行更換，時(shí)常為將整個(gè)熱源模擬裝置報(bào)廢，造成較大的浪費(fèi)。圖5所示為本發(fā)明的第三實(shí)施例，在此實(shí)施例中，發(fā)熱體20經(jīng)由壓條40的壓迫而固定于導(dǎo)熱薄片10上。該壓條40壓迫于發(fā)熱體20之上，其兩端分別穿接于二設(shè)置于該導(dǎo)熱薄片10上的螺栓50上，并分別使用螺母60緊固而使壓條40壓緊于發(fā)熱體20，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)熱體20的固定。而圖6所示則為本發(fā)明的第四實(shí)施例，在此實(shí)施例中，發(fā)熱體20藉由卡扣條70的壓迫而固定于導(dǎo)熱薄片10上。該卡扣條70壓迫于發(fā)熱體20之上，其兩端分別扣緊于導(dǎo)熱薄片10的兩側(cè)緣，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)熱體20的卡扣固定。采用壓條40或者卡扣條70壓迫的方式以將發(fā)熱體20固定于導(dǎo)熱薄片10上，其所存在的缺陷為未能保證發(fā)熱體20和導(dǎo)熱薄片10之間的緊密接觸，兩者之間的接觸稍差， 而可能影響熱量的有效傳導(dǎo)。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上施以各種等同的更改和改進(jìn)，凡在權(quán)利要求范圍內(nèi)所做的等同變化或修飾，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種功率器件熱源模擬裝置，其特征在于所述功率器件熱源模擬裝置包括有一導(dǎo)熱薄片(10)及至少一固定于所述導(dǎo)熱薄片(10)上的發(fā)熱體(20)，所述發(fā)熱體00)包括有一導(dǎo)熱基片(200)、一設(shè)置于所述導(dǎo)熱基片(200)上的電阻元件O01)及一罩蓋所述導(dǎo)熱基片(200)和電阻元件O01)的隔熱外殼002)，所述隔熱外殼(202)上設(shè)置有二接線柱 003)，二接線柱(203)通過(guò)二導(dǎo)線(204)而分別電氣連接于所述電阻元件O01)的兩端， 所述導(dǎo)熱基片(200)貼合于所述導(dǎo)熱薄片(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的功率器件熱源模擬裝置，其特征在于所述電阻元件O01)為涂覆在所述導(dǎo)熱基片(200)上的電阻涂層。
3.如權(quán)利要求1所述的功率器件熱源模擬裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱薄片(10)的厚度為3 8mmο
4.如權(quán)利要求1所述的功率器件熱源模擬裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱基片(200)與導(dǎo)熱薄片(10)的裝配面之間設(shè)有導(dǎo)熱硅脂。
5.如權(quán)利要求1所述的功率器件熱源模擬裝置，其特征在于所述發(fā)熱體00)的隔熱外殼Q02)的兩側(cè)處各形成有一螺釘孔005)，所述導(dǎo)熱薄片(10)上對(duì)應(yīng)于所述螺釘孔 (205)處形成有穿孔(102)，分別使用螺釘(30)自所述導(dǎo)熱薄片(10)的下表面處穿過(guò)相應(yīng)的穿孔(102)而螺合于相應(yīng)的螺釘孔005)，從而實(shí)現(xiàn)所述發(fā)熱體00)固定于所述導(dǎo)熱薄片(10)之上。
6.如權(quán)利要求5所述的功率器件熱源模擬裝置，其特征在于所述螺釘(30)的螺釘頭頂點(diǎn)不超過(guò)所述導(dǎo)熱薄片(10)的下表面。
7.如權(quán)利要求6所述的功率器件熱源模擬裝置，其特征在于所述螺釘(30)為沉頭螺釘。
8.如權(quán)利要求1所述的功率器件熱源模擬裝置，其特征在于所述導(dǎo)熱薄片(10)為銅制或鋁制的導(dǎo)熱薄片。
9.如權(quán)利要求1所述的功率器件熱源模擬裝置，其特征在于使用一壓條GO)壓迫于所述發(fā)熱體00)之上，所述壓條GO)兩端分別穿接于二設(shè)置于所述導(dǎo)熱薄片(10)上的螺栓(50)上，并分別使用螺母(60)加以緊固，從而實(shí)現(xiàn)所述發(fā)熱體O0)固定于所述導(dǎo)熱薄片(10)之上。
10.如權(quán)利要求1所述的功率器件熱源模擬裝置，其特征在于使用一卡扣條(70)壓迫于所述發(fā)熱體O0)之上，所述卡扣條(70)的兩端分別扣緊于所述導(dǎo)熱薄片(10)的兩側(cè)緣，從而實(shí)現(xiàn)所述發(fā)熱體O0)固定于所述導(dǎo)熱薄片(10)之上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種功率器件熱源模擬裝置，其包括有一導(dǎo)熱薄片及至少一固定于所述導(dǎo)熱薄片上的發(fā)熱體，所述發(fā)熱體包括有一導(dǎo)熱基片、一設(shè)置于所述導(dǎo)熱基片上的電阻元件及一罩蓋所述導(dǎo)熱基片和電阻元件的隔熱外殼，所述隔熱外殼上設(shè)置有二接線柱，二接線柱通過(guò)二導(dǎo)線而分別電氣連接于所述電阻元件的兩端，所述導(dǎo)熱基片貼合于所述導(dǎo)熱薄片。該功率器件熱源模擬裝置可以準(zhǔn)確地模擬出功率器件的發(fā)熱情況。
文檔編號(hào)G01M99/00GK102564781SQ201110376379
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者畢金成 申請(qǐng)人:深圳市英威騰電氣股份有限公司