热线圈。
[0029] 加热器112的目的是使得热交换器可W经由冷却剂的加热而按需加热，W及特别 地假如，作为例外，一个或多个热交换器假定比环境空气的溫度低。另外，设置适当的溫度 传感器来检测运个例外情况。
[0030] 所述例外情况通常发生在电流转换器模块未处于运行状态(例如因为维护作业） W及同时环境空气由于外部太阳福射(例如在早晨）而升溫时。在运种情况中，在热交换器 103W及IGBT的散热器和IGBT自身上形成冷凝水，运可W导致电子部件的腐蚀甚至损坏。
[0031] 因此，如果所述例外情况被控制单元检测到，则控制单元将加热器112打开。现在 运致使热交换器103不会冷却，而是稍微加热，从而可W防止冷凝的形成。为了维持循环的 冷却剂(或者运里的溫暖介质），特别是在加热器相对于冷却回路(或运里的加热回路)位于 立管中时，累108是没必要的。
[0032] 图2示出按照图1使用的热交换器的简图。
[0033] 部件203、204和205对应于图1中的部件103、104和105。
[0034] IGBT的散热器被凸缘安装在热交换器203的后侧。
[0035] 两个分配器201和202被设置在热交换器203内，平行管道206连接在在其之间。由 于它们的平行连接，平行管道206使热交换器203的有效流动截面扩大并同时防止端流的形 成。优选地，只要足够的管道平行地连接在热交换器中，热交换器上的压力损失就不会超过 冷却回路的工作压力的10%。
[0036] 总之，热交换器103内管道的平行连接确保热交换器103不会对整个冷却回路构成 太大的流阻，从而使供给线路104与返回线路105之间的热交换器103上的溫差能够保持在 低水平。
[0037] 溫差优选地总是低于10K，尤其优选地低于5K。低溫差反过来确保受影响的IGBT被 均匀地冷却，运延长了使用寿命并降低了失效的可能性。
[0038] 遵守热交换器上的预定溫差是特别期望的。因此，有必要进行技术教授，运允许W 简单的方式且不需要费力测试地造出冷却装置，运样从一开始就遵守热交换器上的预定溫 差D
[0039] 根据本发明，如果能够假定拓扑学和冷却装置的边界条件，如图1描绘并描述的， 至少根据本发明运一技术教授是可能的。运意味着W下具体内容：
[0040] ?冷却装置被设置用于非常高的功率损失(每个热交换器大于1千瓦)的冷却。
[0041 ] ?热交换器被设置用于冷却功率部件(例如，IGBT)。
[0042] ?各分配管分别位于供给线路和返回线路中，分配管的流动截面大于进口和出口 冷却液通道的流动截面。
[0043] ?冷却器能够用产生的总功率损失使冷却介质冷却。
[0044] ?累能够在具有桥接的热交换器的冷却回路中维持预定容积流量￥(即，为此目 的分离热交换器）。
[0045] 追求的热交换器应用功率损失Pv来加热冷却液。因此，W下能量平衡应用于时间 间隔Δ t内冷却液的体积差Δ V:
[0046]
[0047] 其中，Pv-一功率损失
[004引 At--时间间隔
[0049]々一一冷却液的体积流量 [(K)加]P--冷却液的密度
[0051] C--冷却液的特定热容量
[00对 AT ――热交换器上的溫差。
[0053]本发明的知识在于W下事实，如果多个管道在热交换器中W适当方式平行连接， 则用上述边界条件W及板型热交换器，溫度差A T实际上是能够遵守的。因此，追求的热交 换器能够在非常有限次的测试中造出，其中多个管道在热交换器中平行连接，从而使热交 换器上的溫差没有超过根据上述公式的预定量A T :
[0化4]
[0055] W下给出数例(为了简化，作为冷却介质的水处于20°C):
[0化6] 冷却介质:水
[0化7] IGBT 数量：3
[0化引每个IGBT的功率损失：化胖
[0059] 容积流量，整体:0.151/s
[0060] 每个热交换器的容积流量:0.051/s
[0061] 20°C 水的密度:0.998kg/l
[0062] 20°C水的特定热容量:4182jAkg · K)
[0063] 每个热交换器的溫差:4.8Kelvin(开尔文）。
【主权项】
1. 一种用于电流转换器模块的冷却装置，包括： 冷却液通道，其引导液体冷却剂并连接到冷却回路， 热交换器，其连接在所述冷却回路中并以导热方式与功率部件联接，以及 冷却器，用于冷却液体冷却剂，所述冷却器连接在所述冷却回路中， 其中，在所述热交换器回路中设置加热器，由此使所述热交换器能够根据需要通过加 热冷却剂被加热。2. 根据权利要求1所述的冷却装置，其中一栗连接在所述冷却回路中以维持所述冷却 剂的循环。3. 根据权利要求1至2中任一项所述的冷却装置，其中所述功率部件是带有绝缘栅双极 晶体管(简称IGBT)的双极型晶体管。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的冷却装置，其中所述电流转换器模块连接在用于 电网供电的风能系统或太阳能系统中，并且具有多个功率部件，每个所述功率部件与一热 交换器和一冷却液通道联接。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的冷却装置，其中所述冷却剂是水/乙醇混合物。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的冷却装置，其中，沿所述液体冷却剂的流动方向 观察，细长分配管被连接在所述冷却回路中的所述冷却器之后以及所述热交换器之前，所 述分配管的流动截面大于所述冷却液通道的流动截面，且所述分配管基本上平行于重力矢 量安装。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的冷却装置，其中所述加热器由加热线圈组成，所 述加热线圈被引入所述冷却液通道。
【专利摘要】本发明涉及一种用于电流转换器模块的冷却装置。为了防止用于电流转换器模块的冷却装置中形成冷凝，该冷却装置包括：冷却液通道，引导液体冷却剂并连接到冷却回路；热交换器，连接在所述冷却回路中并以导热方式与功率部件联接；以及冷却器，用于冷却液体冷却剂，所述冷却器连接在所述冷却回路中，其中，在冷却回路中具有加热器，由此使所述热交换器能够根据需要通过加热冷却剂而被加热。
【IPC分类】H01L23/34, H01L23/473
【公开号】CN105493271
【申请号】CN201480045731
【发明人】C·迈耶
【申请人】温旭斯电气工程有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年6月18日
【公告号】DE102013010088A1, EP3036763A2, US20160181178, WO2014202218A2, WO2014202218A3