一种IGBT模块散热装置，进风口位置风温度低、出风口位置风温度高，所述IGBT模块散热装置包括一板翅式散热器，包括若干个翅片，在板翅式散热器的翅片通道内设有若干凸起，凸起的数量自板翅式散热器进风口位置向板翅式散热器出风口位置依次增多，由此通过在板翅式散热器通道内设置不同密度的凸起来调节风流动方向的热阻，使得散热装置的热阻随风流动方向减小，保证IGBT模块散热装置温度的均匀性，提高IGBT模块的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子封装领域，尤其涉及一种IGBT模块散热装置。
技术介绍
IGBT 模块(Insulated Gate Bipolar Transistor，中文译为绝缘棚.双极型晶体管)，将IGBT芯片、驱动电路、控制电路及保护电路封装到一个模块内部，形成一个功能完整、具有一定通用性的电力电子集成模块，具有控制方便、开关速度快、工作频率高、安全工作区大等优点，已经广泛的应用于消费电子、医疗设备、智能电网及轨道交通等领域，在节能、提高能效等方面发挥重要作用。随着IGBT模块应用范围的增大及应用要求的提高，其必将朝着体积更小、集成度更高、性能及可靠性更强的方向发展，如果单从电力电子技术的角度来说，集成度还有很大的提升空间。然而集成度的不断提高必然使得发热量提高，温度超过其工作允许的范围后，很可能导致模块失效甚至损坏，造成严重经济损失。因此，IGBT模块的散热问题成为制约IGBT模块朝更高集成度发展的障碍。在众多电力电子设备散热方式中，强制风冷散热方式由于具有结构简单、成本低及可靠性高等优点，是目前IGBT模块的主要散热方式。目前IGBT模块风冷散热器通常采用板翅式散热器及针柱式散热器。板翅式散热器，其平行排列的翅片使得通过散热器的气流变的很均匀，即使来流是紊流，也可能在通过散热器时变为层流。然而从强化换热的角度来看，这种规则的结构对增强流体与固体壁面的换热是不利的；针柱式散热器增强了流体的扰动，增大了流动过程中局部分离损失和漩涡损失，但散热器的流动阻力远大于板翅式散热器，同时加工方法较为困难。目前还有一种风冷散热器，如中国专利文献CN2583935，如图1所示，提出一种复合型的散热装置，其在翅片式散热器的每一翅片之间的通道内排列多个针柱，气体在散热器内的流动阻力约比在矩形翅片式散热器内高10%，但比在相应尺寸的针柱散热器内的流动阻力要低得多，由此降低散热器的热阻。然而，该专利存在的缺点是，当气流均匀的流过散热器，进风口温度较低，出风口温度较高，整个散热器在工作过程中温度分布不均匀，IGBT模块底板各位置热应力不同，长期工作可靠性受到严重影响，图2?图3是采用有限元分析软件ANSYS对该板翅散热器的底板温度及芯片温度分布进行的仿真图，其最高温度Tmax = 65.05371°C，温度均匀性差。而在现有技术中，并没有针对温度均匀性的结构设计。因此，我们亟需研究出一种可以提高IGBT模块温度均匀性的散热装置，以提高IGBT模块的可靠性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出在板翅式散热器气流通道内设置不同密度的凸起，凸起的数量自板翅式散热器进风口位置向板翅式散热器出风口位置依次增多，由此来增强气体流出部分的气体扰动，提高散热器温度均匀性，保证IGBT模块安全稳定工作。根据本专利技术的目的提出的一种IGBT模块散热装置，包括一板翅式散热器，所述板翅式散热器包括若干个翅片，在板翅式散热器的翅片通道内设有若干凸起，所述凸起的数量自板翅式散热器进风口位置向板翅式散热器出风口位置依次增多。优选的，所述凸起位于所述翅片通道的两个翅片壁面处，相邻凸起间呈等距离交叉排列。优选的，所述凸起呈圆柱形、半圆柱型、方柱形或多角柱形。优选的，所述凸起采用嵌入的方式安插到所述翅片通道内。优选的，所述凸起与翅片通道一体成型。优选的，所述IGBT模块散热装置在工作时，所述凸起的长度与所述翅片的高度相同。优选的，所述翅片的纵截面设计为波浪型、锯齿形或波纹型。优选的，所述IGBT模块散热装置为铝材质。优选的，在所述IGBT模块散热装置的基板底部嵌入铜板。优选的，在所述IGBT模块散热装置的基板底部嵌入不同图形高热导率材料。与现有技术相比，本专利技术具有如下的技术优势:在板翅式散热器翅片通道内设置不同密度的凸起，可以增强气体流出部分的气体扰动，提高出风口位置的风速，解决风冷散热器进风口温度低、出风口温度高的问题，提高散热器温度均匀性，保证IGBT模块可以安全稳定地工作。散热效果好，不但保留了板翅式散热器面积大的优点，而且翅片通道内凸起的作用在于扰流，其排列松散，流动阻力较针柱式散热器小很多。流动限制在翅片之间的通道内，使得模块内部热量可有效散出，IGBT模块可靠性高。相邻凸起间呈等距离交叉排列，凸起的排列不会过于密集，使得气流在翅片间的弯曲通道内流动，增大了换热面积。凸起位于翅片通道的两个翅片壁面处，并可与翅片一体成型，制程工艺简单，且换热面积大，湍流强化。翅片的纵截面设计为波浪型、锯齿形或波纹型，增大了换热面积并强化了湍流。在IGBT模块散热装置的基板底部嵌入铜板，由此增强了翅片基底的导热能力，并可在基板内嵌入不同图形高导热率材料，用以调整底板不同位置的热阻，保证温度的均匀性。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术中IGBT模块复合型散热装置的结构示意图图2?图3是传统板翅散热器的底板温度及芯片温度仿真图图4是本专利技术优选实施例中IGBT模块散热装置的结构示意图图5?图6是本专利技术优选实施例中IGBT模块散热装置的底板温度及芯片温度仿真图附图中涉及的附图标记和组成部分说明:1.1GBT模块散热装置；2.翅片通道；3.凸起。【具体实施方式】正如
技术介绍
中所述，现有IGBT模块散热装置，当气流均匀的流过散热装置，进风口温度较低，出风口温度较高，因此整个散热器在工作过程中温度分布不均匀，IGBT模块底板各位置热应力不同，长期工作，可靠性受到严重影响。 下面，将对本专利技术的具体技术方案做详细介绍。—种IGBT模块散热装置I，所述散热装置I需强制冷却，在散热装置I的一侧设有风扇，风冷散热器的热阻和流动阻力是衡量散热器性能的主要参数，在散热装置体积和散热条件相同的情况下，热阻小、流动阻力低的散热装置是首选。请参见图4，本专利技术中的IGBT模块散热装置I包括一传统的板翅式散热器，板翅式散热器包括若干个翅片，在翅片通道2内设有若干凸起3，设置凸起3当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种IGBT模块散热装置，包括一板翅式散热器，所述板翅式散热器包括若干个翅片，在板翅式散热器的翅片通道内设有若干凸起，其特征在于：所述凸起的数量自板翅式散热器进风口位置向板翅式散热器出风口位置依次增多。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹琳，
申请(专利权)人：西安永电电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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