专利名称：一种igbt散热系统及使用该系统的igbt电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种散热系统，还涉及一种使用该散热系统的电源，更具体地说， 涉及一种IGBT散热系统及使用该系统的IGBT电源。
背景技术：
在工业领域使用的中高压变频器、风力发电领域使用的变流器等电源设备广泛使 用IGBT半导体功率器件，由于IGBT半导体功率器件发热量大，需要使用散热系统进行散热。 现有IGBT散热风道多采用水平的前后进出方式，不利于热空气上升，散热效果不佳。 传统的自下而上的直通式IGBT散热风道，该散热系统将进风口设置在电源设备 底部、出风口设置在电源设备的顶部，散热器与IGBT模块的散热表面连接，风机设置在顶 部出风口和散热器之间。该散热系统虽然利用了热空气上升的原理来布置散热系统，利于 加快电源内部空风流动，提高散热效果，但仍然存在如下缺陷 1、由于冷却风的风流在IGBT电源设备内流动分散，需要分别对应每个IGBT模块 设置一个风机，风机数量多，导致散热系统成本高； 2、散热系统出风口设置在IGBT电源设备顶部，使IGBT电源设备难于满足IP54防 护要求，不适合在需要顶部防水的恶劣环境中使用的。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题之一在于，提供一种IGBT散热系统，减少风机使用 量、降低散热系统生产成本。 本实用新型要解决的技术问题之二在于，提供一种IGBT电源，使用上述散热系 统，降低电源制造成本，并满足IGBT功率模块IP54的要求。 本实用新型解决其技术问题之一所采用的技术方案是构造一种IGBT散热系统， 包括风道、IGBT散热器和风机，所述风道穿越需要散热的布置IGBT模块的区域，该风道包 括进风口和出风口 ，该进风口进风面与所述需要散热的布置IGBT模块的区域在该进风口 进风面上的投影相适应，所述IGBT散热器的连接表面与IGBT模块散热表面连接，所述风机 设置在所述IGBT散热器之后，所述出风口为所述风机的排风口 ；其特征在于，所述风道还 包括设置在所述IGBT散热器与所述风机之间的风流收集箱，该风流收集箱包括环状周壁 围合的壳体、设置在该壳体一侧的收集箱进风口和设置在该壳体上的收集箱出风口，该收 集箱进风口与所述需要散热的布置IGBT模块的区域在该收集箱进风口进风面上的投影相 适应，该收集箱出风口连接所述风机的风机进风口 。在本实用新型的IGBT散热系统中，所述进风口设置在电源机柜的第一侧下方，所
述出风口对应设置在电源机柜第一侧相对的第二侧上方，所述风机为离心式风机。 在本实用新型的IGBT散热系统中，包括设置在所述进风口处覆盖所述进风口的第一百叶窗和设置在所述出风口处覆盖所述出风口的第二百叶窗。 在本实用新型的IGBT散热系统中，包括设置在所述第一百叶窗之后覆盖该第 一百叶窗的防尘网。 在本实用新型的IGBT散热系统中，所述风道包括设置在所述进风口与所述需要
散热的IGBT模块区域的前端之间的进风缓冲区，该进风缓冲区由设置所述散热系统的设
备的壳体内侧与所述进风口、所述需要散热的IGBT模块区域的前端合围而成。 在本实用新型的IGBT散热系统中，所述风道包括设置在所述进风口与所述需要
散热的IGBT模块区域的前端之间的进风缓冲区，该进风缓冲区由设置所述散热系统的设
备的壳体内侧与所述进风口、所述需要散热的IGBT模块区域的前端合围而成。 本实用新型解决其技术问题之二所采用的技术方案是构造一种IGBT电源，包括
机柜和设置在该机柜中的IGBT模块和散热系统，该散热系统包括风道、IGBT散热器和风
机，所述风道穿越需要散热的布置IGBT模块的区域，该风道包括进风口和出风口 ，该进风
口进风面与所述需要散热的布置IGBT模块的区域在该进风口进风面上的投影相适应，所
述IGBT散热器的连接表面与IGBT模块散热表面连接，所述风机设置在所述IGBT散热器之
后，所述出风口为所述风机的排风口 ；其特征在于，所述风道还包括设置在所述IGBT散热
器与所述风机之间的风流收集箱，该风流收集箱包括环状周壁围合的壳体、设置在该壳体
一侧的收集箱进风口和设置在该壳体上的收集箱出风口 ，该收集箱进风口与所述需要散热
的布置IGBT模块的区域在该收集箱进风口进风面上的投影相适应，该收集箱出风口连接
所述风机的风机进风口。 在本实用新型的IGBT电源中，所述进风口设置在所述机柜前侧的下方，所述出风
口对应设置在所述机柜前侧相对的后侧的上方，所述风机为离心式风机； 包括设置在所述进风口处覆盖所述进风口的第一百叶窗和设置在所述出风口处
覆盖所述出风口的第二百叶窗，设置在所述第一百叶窗之后覆盖该第一百叶窗的防尘网。 在本实用新型的IGBT电源中，所述风道包括设置在所述进风口与所述需要散热
的IGBT模块区域的前端之间的进风缓冲区，该进风缓冲区由设置所述散热系统的设备的
壳体内侧与所述进风口、所述需要散热的IGBT模块区域的前端合围而成。 实施本实用新型的IGBT散热系统及使用该系统的IGBT电源，与现有技术比较，其
有益效果是 1.通过设置散热风流收集箱，可以大大减少风机的用量，例如对于具有六个IGBT 模块的电源风机数量可以从原来的六个减少到两个，降低了散热系统的投资成本； 2.当采用出风口设置在机柜的侧面上部时，可以避免外界雨水进入机柜，满足 IP54防护要求，使采用本实用新型的IGBT散热系统的电源能够适合在需要顶部防水的恶 劣环境中使用。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中 图1是本实用新型IGBT散热系统一种实施例的结构组成示意图。 图2是本实用新型IGBT电源一种实施例的内部结构局部示意图。 图3是本实用新型IGBT散热系统中散热器的一种实施方式。[0026] 图4是本实用新型IGBT散热系统中散热器的百叶窗的立体图。 图5是本实用新型IGBT电源一种实施例的前侧立体外观图。 图6是本实用新型IGBT电源一种实施例的后侧立体外观图。
具体实施方式本实用新型IGBT散热系统包括风道、IGBT散热器和风机，风道是风机产生的散热 风流穿越需要散热的布置IGBT模块区域的通道。 如图1、图2所示，风道包括进风口、出风口、风流收集箱6和进风缓冲区3。进风 口的进风面与需要散热的布置IGBT模块4的区域在进风口进风面上的投影相适应(即能 够满足散热要求，进风口的进风面可等于、大于或小于需要散热的布置IGBT模块4的区域 在进风口进风面上的投影)。进风缓冲区3设置在进风口与需要散热的IGBT模块区域的前 端之间，由设置散热系统的设备的壳体内侧、进风口和需要散热的IGBT模块区域的前端合 围而成。 在其他实施例中，可以不设置进风缓冲区3(将进风口面积设计满足需要散热的 布置IGBT模块4的区域的进风要求即可)，不影响本实用新型对IGBT模块散热的基本发明 目的的实现。 风机7设置在IGBT散热器5之后，上述出风口为风机7的排风口 。风流收集箱6 设置在IGBT散热器5与风机7之间。 风流收集箱6包括环状周壁围合的壳体、设置在壳体下侧的收集箱进风口和设置 在壳体上侧的收集箱出风口，其中，收集箱进风口与需要散热的布置IGBT模块的区域在收 集箱进风口进风面上的投影相适应(即能够满足散热要求，进风口的进风面可等于、大于 或小于需要散热的布置IGBT模块4的区域在进风口进风面上的投影)，收集箱出风口连接 风机7的风机进风口。 通过设置风流收集箱6，可以扩大风机7的抽风面，从而达到减少分机用量的目
的。如本实施例中，六个IGBT散热器5采用两台风机7即可满足散热要求。 图3示出了 IGBT散热器的一种结构形式，该IGBT散热器包括基板53、设置在基板
53上的一组散热翅51，基板53的底面55为与IGBT模块4的散热表面连接的连接表面，基
板53左右两侧分别始终设置相互配合的凸起52和凹槽54，便于多个IGBT散热器相互连接
配合为一个整体与IGBT模块4连接。在其他实施方式中，IGBT散热器可以采用其他结构形式。 如图5、图6所示，在本实施例中，风道的进风口设置在电源机柜的前侧下方，出风 口对应设置在电源机柜前侧相对的后侧上方，风机采用离心式风机。在其他实施例中，进风 口和出风口的位置还可以根据IGBT模块在电源机柜中的布置位置和设计需要设置在电源 机柜的其他地方，如将进风口设置在机柜底部、出风口设置在机柜侧面等。 在本实施例中，为了保证采用本IGBT散热系统的用户的机柜内清洁防尘，在进风 口处设置覆盖进风口的百叶窗l，在百叶窗1之后设置覆盖百叶窗1的防尘网2，在出风口 处设置覆盖出风口的百叶窗8(百叶窗1、8采用常用结构，如图4所示)。在其他实施例中， 不设置百叶窗1、8和防尘网2，或仅设置百叶窗1、8，在空气清洁的环境中，不影响本实用新 型对IGBT模块散热的基本发明目的的实现。[0038] 如图2、图5、图6所示，本实用新型IGBT电源包括机柜100、设置在该机柜100中 的IGBT模块4和IGBT散热系统。IGBT散热系统的结构和变化如前述，不再赘述。
权利要求一种IGBT散热系统，包括风道、IGBT散热器和风机，所述风道穿越需要散热的布置IGBT模块的区域，该风道包括进风口和出风口，该进风口进风面与所述需要散热的布置IGBT模块的区域在该进风口进风面上的投影相适应，所述IGBT散热器的连接表面与IGBT模块散热表面连接，所述风机设置在所述IGBT散热器之后，所述出风口为所述风机的排风口；其特征在于，所述风道还包括设置在所述IGBT散热器与所述风机之间的风流收集箱，该风流收集箱包括环状周壁围合的壳体、设置在该壳体一侧的收集箱进风口和设置在该壳体上的收集箱出风口，该收集箱进风口与所述需要散热的布置IGBT模块的区域在该收集箱进风口进风面上的投影相适应，该收集箱出风口连接所述风机的风机进风口。
2. 如权利要求1所述的IGBT散热系统，其特征在于所述进风口设置在电源机柜的第 一侧下方，所述出风口对应设置在电源机柜第一侧相对的第二侧上方，所述风机为离心式 风机。
3. 如权利要求1或2所述的IGBT散热系统，其特征在于包括设置在所述进风口处覆 盖所述进风口的第一百叶窗和设置在所述出风口处覆盖所述出风口的第二百叶窗。
4. 如权利要求3所述的IGBT散热系统，其特征在于包括设置在所述第一百叶窗之后 覆盖该第一百叶窗的防尘网。
5. 如权利要求3所述的IGBT散热系统，其特征在于所述风道包括设置在所述进风口 与所述需要散热的IGBT模块区域的前端之间的进风缓冲区，该进风缓冲区由设置所述散 热系统的设备的壳体内侧与所述进风口、所述需要散热的IGBT模块区域的前端合围而成。
6. 如权利要求4所述的IGBT散热系统，其特征在于所述风道包括设置在所述进风口 与所述需要散热的IGBT模块区域的前端之间的进风缓冲区，该进风缓冲区由设置所述散 热系统的设备的壳体内侧与所述进风口、所述需要散热的IGBT模块区域的前端合围而成。
7. —种IGBT电源，包括机柜和设置在该机柜中的IGBT模块和散热系统，该散热系统包 括风道、IGBT散热器和风机，所述风道穿越需要散热的布置IGBT模块的区域，该风道包括 进风口和出风口，该进风口进风面与所述需要散热的布置IGBT模块的区域在该进风口进 风面上的投影相适应，所述IGBT散热器的连接表面与IGBT模块散热表面连接，所述风机设 置在所述IGBT散热器之后，所述出风口为所述风机的排风口 ；其特征在于，所述风道还包 括设置在所述IGBT散热器与所述风机之间的风流收集箱，该风流收集箱包括环状周壁围 合的壳体、设置在该壳体一侧的收集箱进风口和设置在该壳体上的收集箱出风口，该收集 箱进风口与所述需要散热的布置IGBT模块的区域在该收集箱进风口进风面上的投影相适 应，该收集箱出风口连接所述风机的风机进风口 。
8. 如权利要求7所述的IGBT电源，其特征在于所述进风口设置在所述机柜前侧的下 方，所述出风口对应设置在所述机柜前侧相对的后侧的上方，所述风机为离心式风机；包括设置在所述进风口处覆盖所述进风口的第一百叶窗和设置在所述出风口处覆盖 所述出风口的第二百叶窗，设置在所述第一百叶窗之后覆盖该第一百叶窗的防尘网。
9. 如权利要求8所述的IGBT电源，其特征在于所述风道包括设置在所述进风口与所 述需要散热的IGBT模块区域的前端之间的进风缓冲区，该进风缓冲区由设置所述散热系 统的设备的壳体内侧与所述进风口、所述需要散热的IGBT模块区域的前端合围而成。
专利摘要本实用新型涉及一种IGBT散热系统及使用该系统的IGBT电源，系统包括风道、IGBT散热器和风机，风道包括进风口、出风口和风流收集箱，进风口进风面与布置IGBT模块的区域相适应，散热器连接表面与IGBT模块散热表面连接，风机设置在散热器之后，出风口为风机排风口；风流收集箱设置在散热器与风机之间，包括壳体、设置在壳体一侧的收集箱进风口和设置在壳体上的收集箱出风口，收集箱进风口与布置IGBT模块的区域相适应，收集箱出风口连接风机进风口；电源包括机柜和设置在机柜中的IGBT模块和上述散热系统。本实用新型可以减少风机数量，降低散热系统成本，满足IP54防护要求，适合在恶劣环境中使用。
文档编号H01L23/467GK201440411SQ20092013250
公开日2010年4月21日 申请日期2009年6月2日 优先权日2009年6月2日
发明者夏泉波, 盛小军 申请人:深圳市禾望电气有限公司