一种igbt散热器的制造方法

文档序号:9305608
一种igbt散热器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力电子设备散热技术领域,更具体地,涉及一种IGBT散热器结构。
【背景技术】
[0002] 绝缘概双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor,IGBT)是一种全控 型的开关器件,在电力电子技术领域有广泛的应用,常见有直流调压、高频整流、H桥逆变等 多种应用方式,并由此衍生出大量基于IGBT技术的电源设备。
[0003] IGBT在使用中自身会产生热量,需要通过散热器辅助散热。传统的散热器为平板 形,一侧为光滑平面,用于安装IGBT;另一侧布满散热鳍片,用于与空气换热。在实际的使 用中,一般需要对散热器留以足够的换热空间,在使用风机强制散热的情况下还需要对风 路进行设计。当存在大量并联的IGBT时,使用这种平板形的散热器会占用较多的安装与散 热空间,同时需要多台大功率的风机保障足够的空气流量,在设计、安装与使用上都存在不 便。

【发明内容】

[0004] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种IGBT散热器结构,其目 的在于采用立体结构,实现IGBT的立体安装以及散热风道共用,增强了对IGBT换热的效 果,由此解决大量并联IGBT时的散热问题。
[0005] 为实现上述目的,本发明提供了一种IGBT散热器,包括散热器本体和至少一条散 热鳍片;散热器本体为金属正多边体结构,其侧面外壁为光滑面,作为IGBT模块安装区;
[0006] 散热器本体内分布有散热鳍片,沿与水平面垂直的方向设置;散热鳍片的至少一 个端面与散热器本体的侧面内壁抵接,散热鳍片之间以及散热鳍片与散热器本体侧面之间 的间隙构成散热通道;
[0007] 散热器本体的下底边作为风机安装区;风机运行时向散热器内侧散热鳍片送风, 实现强制换热;安装在散热器本体侧面外壁的IGBT模块通过连接导线与外部电路连接。
[0008] 优选的,散热器本体内设有一条主散热鳍片与至少一条次散热鳍片;其中,主散热 鳍片的两个端面与散热器本体侧面内壁抵接,且主散热鳍片与散热器本体的至少一个侧面 平行,次散热鳍片与主散热鳍片平行分布;其中,主鳍片是指散热面积最大,承担主要散热 功能的鳍片。
[0009] 优选的,散热器本体内设有一条主散热鳍片与至少一条次散热鳍片;其中,主散热 鳍片的两个端面与散热器本体的侧面内壁垂直抵接,次散热鳍片与主散热鳍片平行分布。
[0010] 进一步优选的,散热器本体内设有多道散热鳍片,每道散热鳍片的一个端面与一 个侧面内壁垂直抵接,另一个端面悬空;散热鳍片之间互不接触,散热鳍片长度在散热鳍片 互不接触的范围内可调。
[0011] 进一步优选的,散热器本体的每个侧面内壁均设有a道互相平行且均匀分布的散 热鳍片;各侧面上的散热鳍片的一端与该侧面内壁垂直抵接;另一端悬空;各散热鳍片的 悬空端之间互不接触,散热鳍片的长度在散热鳍片互不接触的范围内可调;其中,a不小于 Io
[0012] 进一步优选的,散热器本体为正六边体结构,散热器本体的每个侧面内壁上均设 有9道互相平行且均匀分布的散热鳍片;各侧面上的散热鳍片的一端与该侧面内壁垂直抵 接,另一端悬空。
[0013] 进一步优选的,上述设有a*N道散热鳍片的散热器,其散热鳍片长度根据如下公 式获取:
[0015] 其中,a为散热器本体一个侧面上的散热鳍片数量,N为散热器本体正多边体底边 的边数;L为散热鳍片与其所在的侧面的底边最近的端点之间的距离。
[0016] 总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有 益效果:
[0017] (1)本发明提供的IGBT散热器,侧面外壁用于安装IGBT模块,实现IGBT模块的立 体化安装;在需要大量IGBT模块并联使用的情况下,节省了安装空间,减小散热设备所占 的体积;
[0018] (2)本发明提供的IGBT散热器,其侧面外壁采用光滑面油于IGBT模块上安装散 热器的接触面也是光滑平面,因此,光滑的侧面外壁使得与之接触的IGBT上的热量能够充 分交换到散热器上,提高了散热效率;
[0019] (3)本发明提供的IGBT散热器的优选方案里,每道散热鳍片的一个端面与一个侧 面内壁垂直抵接,另一个端面悬空;使得在同样的散热器本体空间内,可设置的散热鳍片数 量达到最大,从而增多散热通道数量,增强散热效果;
[0020] (4)本发明提供的IGBT散热器的优选方案里,散热鳍片均匀分布,达到了对各附 着于其侧面外壁的IGBT模块均匀散热的目的,可最大程度上减小各IGBT模块之间的温度 差;
[0021] (5)本发明提供的IGBT散热器,多个IGBT模块可安装于同一个散热器本体上,因 此共用同一个风道散热,换热更为集中,能够通过改变风机风量灵活地控制换热量,实现更 好的换热效果;提高了设备的运行稳定性。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明实施例1的"前_右-上"二视图;
[0023] 图2是本发明实施例1的"前-右-下"二视图;
[0024] 图3是本发明实施例1的等效电路图;
[0025] 图4是本发明实施例1的散热鳍片的设置示意图;
[0026] 图5是本发明实施例2中散热鳍片与散热器本体之间的位置关系示意图;
[0027] 图6是本发明实施例3中散热鳍片与散热器本体之间的位置关系示意图;
[0028] 图7是本发明实施例4中散热鳍片与散热器本体之间的位置关系示意图;
[0029] 图8是本发明实施例5中散热鳍片与散热器本体之间的位置关系示意图;
[0030] 在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:21_散热器本 体、22-散热鳍片、23-IGBT模块、24-风机、25-连接导线、11-11号散热鳍片、12-12号散热 鳍片、13-13号散热鳍片、14-14号散热鳍片、15-15号散热鳍片、16-16号散热鳍片、17-17号 散热鳍片、18-18号散热鳍片、19-19号散热鳍片。
【具体实施方式】
[0031] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对 本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并 不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0032] 本发明提供的IGBT散热器包括散热器本体21和散热鳍片22,散热器本体的下底 面为风机安装区,侧面外壁为IGBT模块安装区,突起的散热鳍片22均匀分布在散热器本体 21的侧面内壁,端面与侧面内壁抵接。
[0033] 实施例1
[0034] 实施例1以散热器本体底边为正六边形的散热器为例,来具体阐述本发明提供的IGBT散热器;实施例1的整体结构如图1所示,散热器本体21的内壁均匀分布有散热鳍片 22 ;散热器本体21的侧面外壁为IGBT模块安装区,实施例1中,6个IGBT模块分别安装在 散热器本体21的6个侧面外壁,各个侧面之间的IGBT模块通过导线25连接,其等价电路 如图3所示,在电路上等价于六个IGBT模块并联。
[0035] 图2所示为实施例1的"前-右-下"三视图,示意了实施例1提供的散热器中散 热器本体21与风机24的安装位置关系;散热器本体21的侧壁具有一定厚度,风机24置于 散热器本体21的下底面,与散热器本体21的侧壁底边接触。
[0036] 实施例1中,散热器本体21采用铝制的中空筒状正多边体结构,散热鳍片的设置 如图4所示,以下具体阐述实施例1中散热鳍片的设置;
[0037] 实施例1中,散热器本体底边正六边形的边长为300mm,每个侧面设有9片互相平 行的散热鳍片,编号顺次为1-9,各散热鳍片的一个端面均与所在的侧面垂直抵接;互相平 行的散热鳍片之间的中心间距为30mm;各散热鳍片的长度根据以下公式获取:
[0039] 其中,N为正多边形的边数,在实施例1中取6 ;L体现散热鳍片在散热器本体的侧 面上所处的位置,以散热鳍片与其所在的侧面底边最近的端点之间的距离标识;在实施例 1中,
[0040] 对于1号和9号散热鳍片,L= 30mm;
[0041] 对于2号和8号散热鳍片,L= 60mm;
[0042] 对于3号和7号散热鳍片,L= 90mm;
[0043] 对于4号和6号散热鳍片,L= 120mm;
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