一种并联型igbt的散热结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种并联型IGBT的散热结构，包括散热器本体和本体其中一面上所设的位于进风口与出风口之间的散热叶片，散热器本体的另一面用于在对应于进风口和出风口之间顺次安装两个并联的IGBT元件，进风口侧对应于第一个IGBT安装位置的散热叶片的高度低于出风口侧对应于第二个IGBT安装位置的散热叶片的高度。本实用新型的并联型IGBT散热结构及其功率模块采用进风口侧对应于第一个IGBT元件安装位置的散热叶片高度低于出风口侧对应于第二个IGBT元件安装位置的散热叶片高度的结构，使进风口部分散热能力低，出风口部分散热能力强，可有效降低前一个IGBT对后一个IGBT的热影响，使两个IGBT达到同等的散热条件，有效地使两并联IGBT达到热平衡。
【专利说明】一种并联型IGBT的散热结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种散热结构，具体涉及一种并联型IGBT的散热结构。
【背景技术】
[0002]随着市场对兆瓦级大功率变流器的需求与日俱增，IGBT并联方案目前已成为一种趋势。由于IGBT (绝缘栅双极型晶体管)综合了 GTR和MOSFET既具有大电流、低饱和压降，又具有高输入阻抗、驱动简单和开关频率高等优点，特别适合于应用于中高频、中大功率的情况。IGBT作为一种大功率大电流高耐压的半导体器件，在电子电路中它就像一个开关器件，当单个主开关器件的容量不能满足功率要求时，通常用两种方法来提高功率等级:一是直接选用更大功率等级的器件；二是采用功率等级较小、市场货源充足、驱动功率低且线路简单的IGBT模块，通过串、并联来满足耐压、耐流等级的要求。
[0003]由于单纯采用高功率等级IGBT模块将大大提高产品成本和驱动电路的复杂性，因此采用多管并联的方式提高电流定额以满足工业要求。这主要源于IGBT并联能够提供更高电流密度、均匀热分布、灵活布局以及较高性价比等优势。但是由于并联的IGBT自身参数的不一致及电路布局的不对称，势必会引起器件电流分配不均衡，严重时会使器件失效甚至损坏主电路；并联IGBT之间的功耗及冷却差异会引起工作结温不同，进而也会影响IGBT的动态和静态特性，使电流出现不平衡。因此大功率电力电子器件并联运行时，要求对称的散热条件，以达到结温饱和压降平衡。
[0004]如何保证大功率器件的热平衡分布成为产品可靠性的重要问题。目前普通铝型材散热器在并联放置大功率器件时，安装结构如图1和图2所示，第一个IGBT元件I和第二个IGBT元件2顺次并行放置于进风口与出风口之间的散热器本体I上，冷却风对第一个IGBT冷却后再顺次对第二个IGBT进行冷却，这样会出现第二个IGBT的冷却风比第一个IGBT的冷却风温度高的问题，导致第二个IGBT的冷却效果次于第一个IGBT的冷却效果，引起2个IGBT的热分布不均匀，进而使电流出现不平衡，其热分布图如图3所示，第二个IGBT的热量明显高于第一个IGBT的热量，影响了 IGBT功率模块的并联特性。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种并联型IGBT的散热结构，以解决现有散热结构热分布不均匀的问题。
[0006]为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是:一种并联型IGBT的散热结构，包括散热器本体和本体其中一面上所设的位于进风口与出风口之间的散热叶片，所述散热器本体的另一面用于在对应于进风口和出风口之间顺次安装两个并联的IGBT元件，所述进风口侧对应于第一个IGBT安装位置的散热叶片的高度低于出风口侧对应于第二个IGBT安装位置的散热叶片的高度。
[0007]所述进风口侧对应于第一个IGBT安装位置的散热叶片的高度为出风口侧对应于第二个IGBT安装位置的散热叶片的高度的75%。[0008]本实用新型的并联型IGBT散热结构及其功率模块采用进风口侧对应于第一个IGBT元件安装位置的散热叶片高度低于出风口侧对应于第二个IGBT元件安装位置的散热叶片高度的结构，使进风口部分散热能力低，出风口部分散热能力强，可有效降低前一个IGBT对后一个IGBT的热影响，使两个IGBT达到同等的散热条件，有效地使两并联IGBT达到热平衡。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为原散热结构的俯视图；
[0010]图2为图1的左视图；
[0011]图3为采用原散热结构的并联型IGBT功率模块的温度分布示意图；
[0012]图4为本实用新型散热结构的俯视图；
[0013]图5为图4的左视图；
[0014]图6为图4的正视图；
[0015]图7为本实用新型并联型IGBT功率模块的温度分布示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。
[0017]本实用新型散热结构的俯视结构如图4所示，与原散热结构的俯视结构(图1)相同；本实施的散热结构包括散热器本体I和本体其中一面上所设的位于进风口与出风口之间的散热叶片，散热器本体的另一面用于在对应于进风口和出风口之间顺次安装两个并联的IGBT元件。
[0018]如图5和图6所示为本实施例散热结构的结构图，由图可知，进风口侧对应于第一个IGBT元件2安装位置的散热叶片5的高度低于出风口侧对应于第二个IGBT元件3安装位置的散热叶片4的高度。
[0019]本实用新型还提供了一种并联型IGBT功率模块，该功率模块包括两个并联的IGBT元件和对其进行冷却的散热结构，其散热结构包括散热器本体和本体其中一面上所设的位于进风口与出风口之间的散热叶片，两个并联的IGBT元件顺次安装于对应于进风口和出风口之间的散热器本体另一面上，且进风口侧对应于第一个IGBT安装位置的散热叶片的高度低于出风口侧对应于第二个IGBT安装位置的散热叶片的高度。
[0020]本实施例进风口侧对应于第一个IGBT安装位置的散热叶片的高度为出风口侧对应于第二个IGBT安装位置的散热叶片的高度的75%。
[0021]本实用新型散热结构进风口部分散热能力低，出风口部分散热能力强，可有效降低前一个IGBT对后一个IGBT的热影响，使两个IGBT达到同等的散热条件，有效地使两并联IGBT达到热平衡。
[0022]如图7所示为本实用新型并联型IGBT功率模块的温度分布示意图，由图可知，两IGBT的热分布较为均匀，两只IGBT的散热基本达到一致。
【权利要求】
1.一种并联型IGBT的散热结构，包括散热器本体和本体其中一面上所设的位于进风口与出风口之间的散热叶片，所述散热器本体的另一面用于在对应于进风口和出风口之间顺次安装两个并联的IGBT元件，其特征在于:所述进风口侧对应于第一个IGBT安装位置的散热叶片的高度低于出风口侧对应于第二个IGBT安装位置的散热叶片的高度。
2.根据权利要求1所述的并联型IGBT的散热结构，其特征在于:所述进风口侧对应于第一个IGBT安装位置的散热叶片的高度为出风口侧对应于第二个IGBT安装位置的散热叶片的高度的75%。
【文档编号】H01L23/467GK203607391SQ201320338576
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2013年6月13日
【发明者】刘刚, 孙健, 徐明明, 翟超, 夏克鹏, 汪海涛, 王青龙 申请人:许继电气股份有限公司