相变散热功率模组及具有其的变流器的制作方法

本技术涉及变流器散热，特别是涉及一种相变散热功率模组及具有其的变流器。

背景技术：

1、近年来风力发电的技术迭代不断加快，风力发电机的单机功率越来越大。风电变流器作为风力发电机的核心电能转换设备，直接影响着并网发电的可靠性和效率。

2、目前，变流器的核心发热器件为功率模块，已有对功率模块的散热方式多采用的是风冷形式，风冷散热随着成本低，维护简便，但随着功率越来越大，风冷已无法满足变流器的散热需求；也有采用相变方式对功率模块进行散热的结构，简单来说，功率模块将热量传导至蒸发器，蒸发器内的液态介质气化后流入冷凝器，再利用吹过的冷风对冷凝器散热，使冷凝器内的气态介质液化后流入蒸发器，如此循环，实际应用中发现，该方式对散热效果的提升有限。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种相变散热功率模组，该相变散热功率模组可提高功率模组的功率模块的散热效率，从而提高功率模组的带载能力，有利于降低整机成本。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种相变散热功率模组，包括功率模块、散热器和导风腔体；所述散热器包括蒸发部和冷凝部，两者的内腔连通且填充有相变介质；所述蒸发部用于与功率模块热交换；所述蒸发部位于所述导风腔体外部，所述导风腔体具有进风口和出风口，所述导风腔体用于冷却所述冷凝部。

3、该相变散热功率模组在应用时，功率模块产生的热量传导至蒸发部，蒸发部内部的相变介质吸收热量后蒸发，由液相转变为气相，流入冷凝部，通过进风口流入导风腔体内的冷空气对冷凝部进行冷却，冷凝部内的气相介质在冷却风的作用下放热冷凝，再转变为液相，流入蒸发部，与冷凝部换热后的冷却风可经出风口排出，如此循环，可不断带走功率模块产生的热量；该相变散热功率设置有对冷凝部进行冷却的导风腔体，将冷却风吹入该导风腔体内对冷凝部进行散热，能够有效地提高冷凝部的冷凝效果，从而提高对功率模块的散热效果，进而提高功率模组的带载能力；另外，该结构设计也方便已有相变散热功率模组的改装，只需增加一个导风腔体以引导冷却风对冷凝器散热，改装成本低，且改装后的功率模组的体积基本不变，不影响其整机组装。

4、如上所述的相变散热功率模组，所述蒸发部和所述冷凝部均竖直放置，且所述冷凝部位于所述蒸发部的上方。

5、如上所述的相变散热功率模组，所述冷凝部包括两个以上的冷凝模块。

6、如上所述的相变散热功率模组，各所述冷凝模块平行排布。

7、如上所述的相变散热功率模组，所述导风腔体设有两个以上，每个导风腔体对应设有至少一个所述冷凝部，每个所述冷凝部设有至少一个冷凝模块。

8、如上所述的相变散热功率模组，所述蒸发部具体两个相对的外侧面，两个所述外侧面中至少一者上固定有所述功率模块，且所述功率模块与所述蒸发部面接触。

9、如上所述的相变散热功率模组，所述散热器还包括蒸发管和回流管；所述蒸发管连通所述蒸发部和所述冷凝部，所述蒸发管用于将所述蒸发部内蒸发后的相变介质送至所述冷凝部，所述回流管连通所述冷凝部和所述蒸发部，所述回流管用于将所述冷凝部内冷凝的相变介质送至所述蒸发部。

10、如上所述的相变散热功率模组，还包括箱体，所述散热器与所述箱体相对固定，所述箱体具有容纳所述蒸发部的腔部。

11、如上所述的相变散热功率模组，所述导风腔体为所述箱体的一部分，或者，所述导风腔体与所述箱体分体设置。

12、如上所述的相变散热功率模组，所述冷凝部与所述导风腔体为一体结构，所述冷凝部形成所述导风腔体的一个壁部；或者，所述冷凝部与所述导风腔体为分体结构，所述冷凝部位于所述导风腔体内部。

13、如上所述的相变散热功率模组，所述导风腔体具有连通所述进风口和所述出风口的风道，所述冷凝部位于所述风道；所述进风口设于所述导风腔体的一侧壁，所述出风口设于所述导风腔体的顶壁；或者，所述进风口设于所述导风腔体的顶壁，所述出风口设于所述导风腔体的一侧壁。

14、如上所述的相变散热功率模组，还包括与所述功率模块电连接的母排和下转连接排，所述下转连接排和所述母排分设于所述相变散热模组相对的两侧。

15、本实用新型还提供一种变流器，包括功率单元，所述功率单元包括上述任一项所述的相变散热功率模组。

16、由于上述相变散热功率模组具有上述技术效果，所以设有该相变散热功率模组的变流器也具有相同的技术效果，此处不再重复论述。

技术特征：

1.相变散热功率模组，其特征在于，包括功率模块、散热器和导风腔体；所述散热器包括蒸发部和冷凝部，两者的内腔连通且填充有相变介质；所述蒸发部用于与功率模块热交换；所述蒸发部位于所述导风腔体外部，所述导风腔体具有进风口和出风口，所述导风腔体用于冷却所述冷凝部。

2.根据权利要求1所述的相变散热功率模组，其特征在于，所述蒸发部和所述冷凝部均竖直放置，且所述冷凝部位于所述蒸发部的上方。

3.根据权利要求1所述的相变散热功率模组，其特征在于，所述冷凝部包括两个以上的冷凝模块。

4.根据权利要求3所述的相变散热功率模组，其特征在于，各所述冷凝模块平行排布。

5.根据权利要求1所述的相变散热功率模组，其特征在于，所述导风腔体设有两个以上，每个导风腔体对应设有至少一个所述冷凝部，每个所述冷凝部设有至少一个冷凝模块。

6.根据权利要求1所述的相变散热功率模组，其特征在于，所述蒸发部具有两个相对的外侧面，两个所述外侧面中至少一者上固定有所述功率模块，且所述功率模块与所述蒸发部面接触。

7.根据权利要求1所述的相变散热功率模组，其特征在于，所述散热器还包括蒸发管和回流管；所述蒸发管连通所述蒸发部和所述冷凝部，所述蒸发管用于将所述蒸发部内蒸发后的相变介质送至所述冷凝部，所述回流管连通所述冷凝部和所述蒸发部，所述回流管用于将所述冷凝部内冷凝的相变介质送至所述蒸发部。

8.根据权利要求1所述的相变散热功率模组，其特征在于，还包括箱体，所述散热器与所述箱体相对固定，所述箱体具有容纳所述蒸发部的腔部。

9.根据权利要求8所述的相变散热功率模组，其特征在于，所述导风腔体为所述箱体的一部分，或者，所述导风腔体与所述箱体分体设置。

10.根据权利要求1所述的相变散热功率模组，其特征在于，所述冷凝部与所述导风腔体为一体结构，所述冷凝部形成所述导风腔体的一个壁部；或者，所述冷凝部与所述导风腔体为分体结构，所述冷凝部位于所述导风腔体内部。

11.根据权利要求2-10任一项所述的相变散热功率模组，其特征在于，所述导风腔体具有连通所述进风口和所述出风口的风道，所述冷凝部位于所述风道；所述进风口设于所述导风腔体的一侧壁，所述出风口设于所述导风腔体的顶壁；或者，所述进风口设于所述导风腔体的顶壁，所述出风口设于所述导风腔体的一侧壁。

12.根据权利要求1-10任一项所述的相变散热功率模组，其特征在于，还包括与所述功率模块电连接的母排和下转连接排，所述下转连接排和所述母排分设于所述相变散热功率模组相对的两侧。

13.变流器，包括功率单元，其特征在于，所述功率单元包括权利要求1-12任一项所述的相变散热功率模组。

技术总结
本技术公开了一种相变散热功率模组及具有其的变流器，该相变散热功率模组包括功率模块、散热器和导风腔体；所述散热器包括蒸发部和冷凝部，两者的内腔连通且填充有相变介质；所述蒸发部用于与功率模块热交换；所述蒸发部位于所述导风腔体外部，所述导风腔体具有进风口和出风口，所述导风腔体用于冷却所述冷凝部。该相变散热功率模组可提高功率模组的功率模块的散热效率，从而提高功率模组的带载能力，有利于降低整机成本。

技术研发人员：李振升,金传山,陈小刚
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：20221008
技术公布日：2024/1/12