本發(fā)明屬于散熱技術(shù),具體是涉及電路元器件散熱部件。
背景技術(shù):
自大功率半導(dǎo)體igbt、mosfet模塊在電子工程廣泛應(yīng)用以來(lái),使用時(shí)即面臨對(duì)熱源表面采取冷卻方式來(lái)解決散熱問(wèn)題,目前市面上以下幾種傳統(tǒng)的散熱方式:
1、采用插片式風(fēng)冷散熱器貼合在功率模塊上散熱,散熱器自身從熱源傳熱經(jīng)鋁板再到插片,因插片與鋁板之間連接工藝導(dǎo)致熱阻過(guò)大,傳輸路徑復(fù)雜,散熱效率不高,成本也高。
2、鋁板內(nèi)加工內(nèi)流道再貼合在功率模塊上散熱,此種水冷器面臨加工鋁板工件過(guò)大,必須上大型cnc加工設(shè)備,或采用大型深孔加工設(shè)備加工,導(dǎo)致加工難度達(dá),產(chǎn)品自身重量過(guò)重,不易搬運(yùn)。且在加工水道時(shí)不能一次成型成s型流道,導(dǎo)致加工過(guò)程穿透鋁水冷器,再堵入一端,造成不漏水的風(fēng)險(xiǎn),且增大流阻,因?yàn)榇朔绞剿淦鞒杀疽策^(guò)高。
3、鋁板加工s槽,埋入預(yù)彎好的銅管,在鋁板與銅管間隙中填入導(dǎo)熱材料;此水冷器具有鋁工件過(guò)大,必須上大型cnc加工設(shè)備,具加工s槽與銅管之間配合工藝上難控制,具填入導(dǎo)熱材料具有固化工藝,造成由熱源傳導(dǎo)進(jìn)冷卻液的路徑中過(guò)多層次,具銅管面積過(guò)少,無(wú)法快速有效解決散熱。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題與不足,本發(fā)明的目的是提供一種散熱效率高的電路模塊水冷器。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種電路模塊水冷器,由面蓋和底座構(gòu)成,所述底座開(kāi)設(shè)有用于容納換熱流體的內(nèi)腔,內(nèi)腔由面蓋封裝;將面蓋與電路模塊連接,使電路模塊產(chǎn)生的熱能通過(guò)面蓋傳入內(nèi)腔里面的流體,流體將熱能帶走從而起到對(duì)電路模塊的散熱功能。
進(jìn)一步地,底座的內(nèi)腔中或/和面蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)置至少一塊換熱單元。
所述底座的內(nèi)腔設(shè)置至少一塊分流片,起導(dǎo)流作用及起支撐作用。
所述面蓋與底座的內(nèi)腔之間設(shè)置換熱單元,換熱單元與分流片的各種組合布局形成不同結(jié)構(gòu)形式的流道,以適應(yīng)不同散熱場(chǎng)合。
所述底座的內(nèi)腔開(kāi)設(shè)有管接口,在管接口處或在管接口軸線上設(shè)置分流片。
所述換熱單元由若干翅片構(gòu)成,翅片之間的間隙可依流體工況作調(diào)整;翅片分列兩組,兩列翅片之間形成中間流道,每列翅片的側(cè)邊與底座的內(nèi)腔的側(cè)壁之間形成側(cè)邊流道。
所述水冷器的面蓋的內(nèi)側(cè)面設(shè)置散熱單元,底座的管接口處設(shè)置導(dǎo)流塊;底座的內(nèi)腔設(shè)置c型分流墻,起分流作用,同時(shí),起支撐散熱單元和面蓋的作用,以增強(qiáng)水冷器整體強(qiáng)度;底座的內(nèi)腔的中部且位于型分流墻的中部具有一導(dǎo)流斜面;散熱單元與分流墻之間設(shè)置c型分流片,c型分流片中間開(kāi)設(shè)有槽口;電路模塊工作時(shí),水冷器的內(nèi)腔通入流體,經(jīng)過(guò)導(dǎo)流塊,沿著導(dǎo)流斜面進(jìn)入c型分流片的槽口處的散熱單元的中部,最后從分流墻處散熱單元的兩側(cè)流出。
所述各個(gè)水冷器通過(guò)連接管實(shí)現(xiàn)串聯(lián),以及通過(guò)連接管與總管的連接實(shí)現(xiàn)并聯(lián)組合。
所述各個(gè)水冷器布置于基板上,且各個(gè)獨(dú)立式水冷器通過(guò)連接管實(shí)現(xiàn)串聯(lián),以及通過(guò)連接管與總管的連接實(shí)現(xiàn)并聯(lián)組合。
本發(fā)明采用的另一技術(shù)方案是:一種igbt功率模塊,包括igbt功率模塊本體,其特征在于:所述igbt功率模塊本體與上述任一權(quán)利要求所述的電路模塊水冷器連接,igbt功率模塊本體的熱能傳至電路柜塊水冷器內(nèi)部的流體,從而起來(lái)散熱作用。
實(shí)施上述發(fā)明技術(shù)方案,由于內(nèi)腔可通入流體,使電路模塊產(chǎn)生的熱能通過(guò)面蓋傳入內(nèi)腔里面的流體,流體將熱能帶走從而起到對(duì)電路模塊的散熱功能;通過(guò)增加換熱單元,增大散熱效果;通過(guò)設(shè)置分流片,起導(dǎo)流作用以增大散熱效果;通過(guò)熱換單元與分流片的不同組合布局,形成多種結(jié)構(gòu)形式的流道,以適應(yīng)不同散熱場(chǎng)合。本發(fā)明電路模塊水冷器熱量傳導(dǎo)路徑短,接觸熱阻低,具有高效傳熱和散熱效果,廣泛應(yīng)用于大功率模塊散熱,尤其適合于大功率igbt電力電子器件上的水冷卻方式,如各種電焊機(jī)、戶外工控設(shè)備、高鐵電氣大功率igbt等。
附圖說(shuō)明
圖1是電路模塊水冷器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是電路模塊水冷器獨(dú)立應(yīng)用時(shí)的安裝示意圖。
圖3是第一實(shí)施例電路模塊水冷器的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是第一實(shí)施例電路模塊水冷器的工作原理圖。
圖5是第二實(shí)施例電路模塊水冷器的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是第二實(shí)施例電路模塊水冷器的面蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是第二實(shí)施例電路模塊水冷器的工作原理圖。
圖8是第三實(shí)施例電路模塊水冷器的面蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是第三實(shí)施例電路模塊水冷器的底座的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是第三實(shí)施例電路模塊水冷器的工作原理圖。
圖11是電路模塊水冷器串聯(lián)應(yīng)用時(shí)的示意圖。
圖12是電路模塊水冷器組合應(yīng)用時(shí)的示意圖。
圖13是電路模塊水冷器平鋪應(yīng)用時(shí)的示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1至4所示,電路模塊水冷器1由面蓋3和底座2構(gòu)成。底座2呈四方形體,底座2具有容納水的內(nèi)腔2.1,底座2的四角開(kāi)設(shè)有螺紋孔2.2,底座2的側(cè)面連接兩個(gè)管接口4,底座3的內(nèi)腔2.1被面蓋3封蓋。水冷器1的面蓋疊裝電路模塊6,通過(guò)螺栓8將電路模塊固定于水冷器1的面蓋3上,水冷器1的管接口4連通連接管7,連接管與散熱系統(tǒng)中的其它元件連接。水冷器1的底座2的內(nèi)腔2.1放置散熱單元4,底座2的內(nèi)腔2.1的管接口處設(shè)置分流片5。分流片的形狀為v型,分流片起定位散熱單元的作用以防止移動(dòng),同時(shí)起導(dǎo)流作用,還具有支撐面蓋的作用。導(dǎo)流片開(kāi)設(shè)有限流縫,起調(diào)節(jié)水流速度的作用。散熱單元采用折疊fin產(chǎn)品,其內(nèi)部具有過(guò)流槽。電路模塊6工作時(shí)產(chǎn)生的熱源經(jīng)水冷器1的面蓋傳熱給水冷器的內(nèi)腔內(nèi)流動(dòng)的流體,流體將熱能交換帶走從而起到散熱作用。電路模塊工作時(shí),水冷器的內(nèi)腔中通入流體,經(jīng)分流片導(dǎo)流進(jìn)入散熱單元內(nèi)進(jìn)行換熱,流體流經(jīng)方向可以雙向互換。
如圖5至7所示,水冷器1的面蓋3的內(nèi)側(cè)面設(shè)置散熱單元4,散熱單元4由若干片翅片4.1排列構(gòu)成,翅片之間的間隙可依流體工況作調(diào)整。翅片4.1分列兩組,兩列翅片之間形成中間流道4.3。每列翅片的側(cè)邊與底座2的內(nèi)腔2.1的側(cè)壁之間形成側(cè)邊流道4.2。水冷器1的底座2的內(nèi)腔2.1的側(cè)壁中部設(shè)置分流片2.3,內(nèi)腔2.1的管接口中心線處設(shè)置分流片9,分流片可讓水流依設(shè)計(jì)流道通行,同時(shí)還起支撐面蓋的作用,以增強(qiáng)水冷器整體強(qiáng)度。電路模塊工作時(shí),水冷器的內(nèi)腔通入流體,經(jīng)分流片導(dǎo)流進(jìn)入散熱單元內(nèi)進(jìn)行換熱,流體流經(jīng)方向可以雙向互換。
如圖8至10,水冷器1的面蓋3的內(nèi)側(cè)面設(shè)置散熱單元4和導(dǎo)流塊3.1,導(dǎo)流塊3.1位于散熱單元的兩端且與底座2的管接口處相對(duì)應(yīng)。底座的內(nèi)腔2.1設(shè)置c型分流墻10,起分流作用,同時(shí),起支撐散熱單元和面蓋的作用,以增強(qiáng)水冷器整體強(qiáng)度。底座2的內(nèi)腔2.1的中部且位于c型分流墻10的中部具有一導(dǎo)流斜面2.4。散熱單元4與分流墻10之間設(shè)置c型分流片12,c型分流片12中間開(kāi)設(shè)有槽口12.1,槽口大小可依實(shí)際工況調(diào)整。電路模塊工作時(shí),水冷器的內(nèi)腔通入流體,經(jīng)過(guò)導(dǎo)流塊,沿著導(dǎo)流斜面進(jìn)入c型分流片的槽口處的散熱單元4的中部,最后從分流墻處散熱單元4的兩側(cè)流出,流體流經(jīng)方向僅是單向不能互換。
如圖11所示,多個(gè)水冷頭采用串聯(lián)連接方式。電路模塊6裝配于水冷器1,水冷器1的管接口連通連接管7,將多個(gè)水冷器1串聯(lián)起來(lái),從而對(duì)多個(gè)電路模塊進(jìn)行散熱。
如圖12所示,多個(gè)水冷頭采用組合連接方式,即是串聯(lián)后再并聯(lián)。電路模塊6裝配于水冷器1,水冷器1的管接口連通連接管7,連接管7接入總管11。
如圖13所示,基板13的一側(cè)面安裝多個(gè)電路模塊6,基板13的另一側(cè)面相應(yīng)地安裝水冷器1,水冷器的管接口連通連接管7,連接管7接入總管11?;?3具有加強(qiáng)筋,以增強(qiáng)基板的強(qiáng)度。