一种单管功率器件的冷却装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种冷却技术领域，公开了一种单管功率器件的冷却装置，包括单管功率器件、至少一个散热器与硅油液体，所述单管功率器件设置在散热器上方，所述单管功率器件与散热器相接触的一面上设有热界面柔性材料，所述单管功率器件与散热器通过硅油液体进行散热。本发明专利技术提供的无绝缘垫片的冷却装置，除掉单管功率器件与散热器之间的陶瓷垫片，通过若干小型的散热器代替整体散热器，将不同电位的单管功率器件设置在不同的散热器上，防止短路现象的发生，且冷却装置整个壳体内部充满用来冷却的绝缘油，不同的散热器之间互不接触，互相绝缘，每个散热器上的多个单管器件表面直接接触散热器，既缩短了散热路径，又降低了导热热阻，提高了散热速率。了散热速率。了散热速率。

【技术实现步骤摘要】
一种单管功率器件的冷却装置


[0001]本专利技术涉及一种冷却
，特别涉及一种单管功率器件的冷却装置。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的发展，单管功率器件经常多个并联使用。单管功率器件在工作过程中产生的热量一般传递到散热器再通过液冷、空冷或其他冷却方式带走。
[0003]单管功率器件通常通过散热器进行散热，在单管功率器件与散热器之间设置一层绝缘垫片，散热器底侧设置流道，通过在流道内通入冷却液进行散热。单管功率器件和散热器的连接安装方式主要是通过螺栓连接，而散热器一般为金属材质，为保证实现不同的功能，使同一散热器上的单管功率器件之间绝缘并处在不同电位，通过在散热器和单管功率器件之间会增加绝缘垫片解决，然后通过螺栓将单管功率器件、绝缘垫片固定在一个整体的较大的散热器上。但由于绝缘垫片热导率较低，单管功率器件和绝缘垫片之间、绝缘垫片和散热器之间的接触热阻均较大，从而使系统整体热阻较大。为了降低单管功率器件和绝缘垫片之间、绝缘垫片和散热器之间的接触热阻，通常会在接触面上涂上薄薄的一层导热硅脂实现接触热阻的降低。
[0004]而基于上述结构完成散热的单管功率器件，首先，热量从单管功率器件须先传递到绝缘垫片，然后传递给散热器，最后才能传递给冷却液，其传热路径较长；其次，由于绝缘材料本身热导率较低，常用的绝缘材料如氧化铝陶瓷热导率在15～25W/m.k，硅胶垫片热导率在1
‑
4W/m.k，热导率都比较低，故其导热热阻较大；最后，由于绝缘垫片在制作工艺上必然会存在一定的表面粗糙度，安装过程必然会存在不同程度的气孔、气隙等问题，都会大幅增加系统的接触热阻，因此其接触热阻也较大。
[0005]同时在液冷散热中，单管功率器件到流体之间的热阻越大，越不利于热量的传递，而热量如果不能很好的传递并被冷却液带走，容易引发由温度过高从而引起的一系列的功率器件的可靠性问题。
[0006]因此，现有技术是将所有的单管器件安装在同一个散热器上，利用绝缘垫片或者DBC进行绝缘，通过接线来使单管器件处于不同的电位。并且是通过水冷却液冷板属于间接散热，由于单管器件下须安装绝缘垫片或者DBC绝缘，这两个装置热导率都很低并且有两个接触面，接触热阻也较大，因此整个系统的热阻较大。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中单管功率器件散热路径长、热阻大、散热效率低的问题，本专利技术提供了一种单管功率器件的冷却装置。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种单管功率器件的冷却装置，包括单管功率器件、至少一个散热器与硅油液体，所述单管功率器件设置在散热器上方，所述单管功率器件与散热器相接触的一面上设有热界面柔性材料，所述单管功率器件与散热器通过硅油液体进行散热。
[0010]进一步地，所述单管功率器件包括电位不相同的单管功率器件，相同电位的单管功率器件至少设置在同一个散热器上。
[0011]进一步地，所述散热器上至少包括一个的单管功率器件。
[0012]进一步地，所述热界面柔性材料包括导热硅脂、硅胶、导热胶、散热垫片、相变化材料或相变化金属片。
[0013]进一步地，不同所述散热器之间形成有通道，所述散热器下方设置有若干流道，所述硅油液体通过流道或通过流道及通道实现对单管功率器件的散热。
[0014]进一步地，所述单管功率器件上设置有螺栓，所述单管功率器件通过螺栓固定于散热器上。
[0015]进一步地，所述单管功率器件上设置有用于连接外部设备的引脚。
[0016]进一步地，所述单管功率器件还可设置在两个散热器之间，所述单管功率器件分别与两个散热器相接触的一面上涂抹有热界面柔性材料。
[0017]进一步地，两个所述散热器分别设置在单管功率器件的上、下方，所述散热器上的流道远离单管功率器件一侧设置。
[0018]进一步地，所述硅油液体通过覆盖单管功率器件的上、下方的散热器实现单管功率器件的散热。
[0019]本专利技术的有益效果至少包括：与现有技术相比，本专利技术提供的无绝缘垫片的冷却装置，除掉单管功率器件与散热器之间的陶瓷垫片，通过若干小型的散热器代替整体散热器，将不同电位的单管功率器件设置在不同的散热器上，防止短路现象的发生，且冷却装置整个壳体内部充满用来冷却的绝缘油，不同的散热器之间互不接触，互相绝缘，每个散热器上的多个单管器件表面直接接触散热器，既缩短了散热路径，又降低了导热热阻，提高了散热速率。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提供的单管功率器件的冷却装置的单个散热器结构示意图。
[0021]图2为本专利技术提供的单管功率器件的冷却装置的多个散热器结构示意图。
[0022]图3为本专利技术提供的单管功率器件上、下方设置散热器的结构示意图。
[0023]图4为本专利技术提供的单管功率器件上、下方设置散热器的剖面结构示意图。
[0024]其中：
[0025]1‑
单管功率器件；2
‑
散热器；3
‑
螺栓；4
‑
引脚；5
‑
流道。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]结合图1
‑
2所示，本专利技术提供了一种单管功率器件的冷却装置，包括单管功率器件1、至少一个散热器2与硅油液体，所述单管功率器件1设置在散热器2上方，所述单管功率器件1与散热器2相接触的一面上设有热界面柔性材料，所述单管功率器件1与散热器2通过硅
油液体进行散热。
[0028]进一步地，所述单管功率器件1包括电位不相同的单管功率器件1，相同电位的单管功率器件1至少设置在同一个散热器2上，将不同电位的单管功率器件1设置在不同的散热器2上，相同电位的单管功率器件1可以设置在一个或多个散热器2上。
[0029]进一步地，所述散热器2上至少包括一个的单管功率器件1，单管功率器件1包括IGBT和MOSFET等，也包括其他SIC、GaN、GaO等通过底板散热的功率器件。
[0030]进一步地，所述热界面柔性材料包括导热硅脂、硅胶、导热胶、散热垫片、相变化材料或相变化金属片，将热界面柔性材料涂抹至单管功率器件1与散热器2之间的接触面上，或在单管功率器件1与散热器2之间设置一层热界面柔性材料层。
[0031]进一步地，不同所述散热器3之间形成有通道，所述散热器3下方设置有若干流道5，所述硅油液体通过流道5或通过流道5及通道实现对单管功率器件1的散热。
[0032]进一步地，所述单管功率器件1上设置有螺栓3，所述单管功率器件1通过螺栓3固定于散热器2上。
[0033]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单管功率器件的冷却装置，其特征在于：包括单管功率器件、至少一个散热器与硅油液体，所述单管功率器件设置在散热器上方，所述单管功率器件与散热器相接触的一面上设有热界面柔性材料，所述单管功率器件与散热器通过硅油液体进行散热。2.根据权利要求1所述的单管功率器件的冷却装置，其特征在于：所述单管功率器件包括电位不相同的单管功率器件，相同电位的单管功率器件至少设置在同一个散热器上。3.根据权利要求2所述的单管功率器件的冷却装置，其特征在于：所述散热器上至少包括一个的单管功率器件。4.根据权利要求3所述的单管功率器件的冷却装置，其特征在于：所述热界面柔性材料包括导热硅脂、硅胶、导热胶、散热垫片、相变化材料或相变化金属片。5.根据权利要求4所述的单管功率器件的冷却装置，其特征在于：不同所述散热器之间形成有通道，所述散热器下方设置有若干流道，所述硅油液...

【专利技术属性】
技术研发人员：师帅，孟昭鹤，张亚昆，刘朝辉，邹广才，原诚寅，
申请(专利权)人：北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：