一种基于水循环利用的IGBT芯片水冷散热系统的制作方法

文档序号:16032495发布日期:2018-11-23 20:52阅读:863来源:国知局

本实用新型涉及IGBT芯片的散热,特别是涉及一种基于水循环利用的IGBT芯片水冷散热系统。



背景技术:

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)是一种是由BJT(Bipolar Junction Transistor,双极型三极管)和MOS(Metal-Oxid-Semicon-ductor,绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,集合有MOSFE(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金氧半场效晶体管)的高输入阻抗和GTR(Giant Transistor,电力晶体管)的低导通压降等优点,具有驱动功率小而饱和压降低的特点,普遍适用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

高功率的IGBT模块的应用范围广泛,但是其容易发热,往往需要对其进行散热,才能持久无故障的工作,就目前而言,大多数IGBT模块的散热方式是风冷方式,现有的风冷型IGBT模块具有造价低,结构简单的优点,但是,相比于水冷散热方式,风冷散热还存在着散热效率不高的问题;并且,IGBT散热模块的热量会直接损失,无法进行回收利用,不利于节约能源。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于水循环利用的IGBT芯片水冷散热系统,通过水冷散热的方式对IGBT芯片进行散热,提高了散热效率,且能够对经过散热基座的水进行降温回收,以实现循环利用,有利于节约水资源,同时,由于散热基座中设置有储水的中空腔体,能够加大水冷散热面积,进一步提高散热效率。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种基于水循环利用的IGBT芯片水冷散热系统,包括散热基座、第一输水泵、第一冷水箱和换热器,

所述散热基座的上表面均匀安装有多个IGBT芯片;散热基座内部设置有储水的中空腔体,散热基座的侧壁上还设置有与中空腔体连通的进水口和出水口;

所述第一冷水箱的出水口与第一输水泵的进水端连通,第一输水泵的出水端通过冷却水管与散热基座的进水口连通,散热基座的出水口通过热水管与换热器的第一输入端连通,换热器的第一输出端通过回水管与第一冷水箱的回水口连通。

优选地,所述散热基座的上表面均匀开设有多个安装槽,所述IGBT芯片固定安装在所述安装槽内。

优选地,所述IGBT芯片与安装槽数目相同且一一对应。

优选地,所述IGBT芯片水冷散热系统还包括冷剂输入装置和热能回收装置;所述冷剂输入装置与换热器的第二输入端连通,所述热能回收装置与换热器的第二输出端连通。

优选地,所述冷剂输入装置包括第二冷水箱和第二输水泵,所述第二冷水箱的出水口与第二输水泵的进水端连通,第二输水泵的出水口通过冷剂输送管与换热器的第二输入端连通。

优选地,所述热能回收装置包括热水回收箱,所述热水回收箱的入水口通过热回收管与换热器的第二输出端连接。

本实用新型的有益效果是:(1)通过水冷散热的方式对IGBT芯片进行散热,提高了散热效率;(2)本实用新型能够对经过散热基座的水进行降温回收,以实现循环利用,有利于节约水资源;(3)由于散热基座中设置有储水的中空腔体,能够加大水冷散热面积,进一步提高散热效率;(4)通过换热器,本实用新型能够对IGBT模块散发的热量进行回收,并送入热回收水箱中进行储存,有利于环保节能。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理框图;

图2为散热基座的结构示意图;

图3为散热基座的主剖视图。

图中,1-散热基座,2-第一输水泵,3-第一冷水箱,4-换热器,5-IGBT芯片,6-中空腔体,7-进水口,8-出水口,9-冷却水管,10-热水管,11-回水管,12-第二冷水箱,13-第二输水泵,14-冷剂输送管,15-热回收管,16-热水回收箱。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案,但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1~3所示,一种基于水循环利用的IGBT芯片水冷散热系统,包括散热基座1、第一输水泵2、第一冷水箱3和换热器4,

所述散热基座1的上表面均匀安装有多个IGBT芯片5;散热基座1内部设置有储水的中空腔体6,散热基座1的侧壁上还设置有与中空腔体6连通的进水口7和出水口8;

所述第一冷水箱3的出水口与第一输水泵2的进水端连通,第一输水泵2的出水端通过冷却水管9与散热基座1的进水口7连通,散热基座1的出水口8通过热水管10与换热器4的第一输入端连通,换热器4的第一输出端通过回水管11与第一冷水箱3的回水口连通。

所述散热基座1的上表面均匀开设有多个安装槽,所述IGBT芯片5固定安装在所述安装槽内。

所述IGBT芯片5与安装槽数目相同且一一对应。

所述IGBT芯片水冷散热系统还包括冷剂输入装置和热能回收装置;所述冷剂输入装置与换热器4的第二输入端连通,所述热能回收装置与换热器4的第二输出端连通。

所述冷剂输入装置包括第二冷水箱12和第二输水泵13,所述第二冷水箱12的出水口与第二输水泵13的进水端连通,第二输水泵13的出水口通过冷剂输送管14与换热器4的第二输入端连通。

所述热能回收装置包括热水回收箱16,所述热水回收箱16的入水口通过热回收管15与换热器4的第二输出端连接。

本实用新型的工作原理如下:IGBT芯片5工作时,产生的热量传输给散热基座1,同时第一输水泵2将第一冷水箱3中的水通过冷却水管9输送到散热基座1的进水口7,并通过进水口7往散热基座1的中空腔体6注入水介质,中空腔体6中的水介质从散热基座1中吸收IGBT芯片5产生的热量,并通过出水口8排出热水,排出的热水经热水管10输送给换热器4的第一输入端,由换热器4的第一输出端排出换热后得到的冷水,并通过回水管道11送回第一冷水箱3中,由于本实用新型通过水冷散热的方式对IGBT芯片进行散热,提高了散热效率,并且实现了对经过散热基座1的水进行降温回收,以实现循环利用,有利于节约水资源;由于散热基座1中设置有储水的中空腔体6,能够加大水冷散热面积,进一步提高散热效率。需要说明的是,在本申请的实施例中,多个IGBT芯片5集成安装在散热基座1的上表面,在需要使用IGBT芯片时,只需要将外部的器件与散热基座1上的IGBT芯片连接,即可使得IGBT芯片开始工作,同时使用的IGBT芯片个数可根据具体需要而定。本实用新型中,通过换热器能够对IGBT模块散发的热量进行回收,并送入热回收水箱中进行储存,有利于环保节能。

最后应当说明的是,以上仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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