一种散热装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种散热装置，适于对大功率高压变频器功率单元进行散热，包括：一散热基板，具有一第一表面、一第二表面以及位于上述两表面间的内层；以及一热管，具有一蒸发段和一冷凝段，其蒸发段埋设于散热基板的内层中，其冷凝段用于将来自蒸发段的热量释放至空气中，其中，大功率高压变频器功率单元中的功率器件分别放置于第一表面和第二表面。采用本发明专利技术的散热装置，将热管的蒸发段埋设于散热基板的内层中，并且在该散热基板两侧的表面上分别放置功率器件，可利用热管良好的导热性显著降低功率器件的工作温度，还可有效地缩小功率器件所需的布设空间，进而减小散热基板自身的体积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子领域的大功率高压变频器，尤其涉及适用于该大功率高压变频器功率单元的散热装置。
技术介绍
随着现代电力电子技术和微电子技术的快速发展，高压大功率变频调速装置的应用领域和范围也越来越广泛，如石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力能源等行业的各种风机、水泵、压缩机、轧钢机等。大功率高压变频器的种类繁多，其分类方法也多种多样。例如，按照中间环节有无直流部分，分为交-交变频器和交-直-交变频器；按照直流部分的性质，分为电流型变频器和电压型变频器；按照有无中间低压回路，分为高-高变频器和高-低-高变频器；按照变频器输出的电平数量，分为双电平、三电平、五电平及多电平变频器。无论按上述何种分类方式，功能相对独立的功率模块均是高压变频器的重要组成部分，也是实现高压变频调速的关键部分，当它们在正常工作时，模块中的功率器件温度会不断增加，因而在综合考虑各方面的设计规格时，散热设计是必不可少的一个环节。当前，大功率高压变频器在散热设计上，绝大多数采用铝挤型散热器，将所有的功率器件放置在散热器上，该结构使得其散热要求很高，在采用大型散热器的情形下，往往造成功率模块间距离较大，布局松散，进而造成这些功率器件与电解电容组之间的电气连接配合不便。此外，铝挤型散热器体积大、重量大且成本较高，不利于节省系统的安装成本。有鉴于此，如何设计一种散热装置，使其适用于大功率高压变频器的功率单元，从而在有效散热的同时，还可使变频器的整体结构更加紧凑，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
技术实现思路
针对现有技术中大功率高压变频器功率单元的散热装置在使用时所存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种新型的散热装置。依据本专利技术的一个方面，提供了一种散热装置，适于对大功率高压变频器功率单元进行散热，其中，该散热装置包括—散热基板，具有一第一表面、一第二表面以及位于所述第一表面和第二表面间的内层；以及一热管，具有一蒸发段和一冷凝段，其中，所述热管的蒸发段埋设于所述散热基板的内层中，以及所述热管的冷凝段用于将来自所述蒸发段的热量释放至空气中，其中，大功率高压变频器功率单元中的一部分功率器件放置于所述散热基板的第一表面，以及大功率高压变频器功率单元中的另一部分功率器件放置于所述散热基板的第二表面。 优选地，大功率高压变频器包括逆变电路、整流电路和旁路电路，其中，逆变电路放置于散热基板的第一表面，以及整流电路和旁路电路放置于散热基板的第二表面。在一实施例中，所述逆变电路为一 H型逆变桥，并且每一桥臂具有多个IGBT，优选地，每一桥臂的上臂和下臂中的IGBT均采用并联连接方式。在另一实施例中，所述整流电路为一整流桥，并且每一桥臂具有至少一个整流二极管。在又一实施例中，所述旁路电路包括多个桥臂以及与所述多个桥臂中的每一桥臂并联连接的一开关支路，其中，所述每一桥臂均具有串联连接、并联连接或串并联混合连接的多个二极管，所述开关支路具有一晶闸管。优选地，散热装置还包括多个散热片，设置为垂直于所述热管，并且所述多个散热片与所述热管的冷凝段固定连接，以便将所述冷凝段释放的热量传递至空气中。优选地，散热基板由铜、铝或铝合金制成。在一具体实施例中，热管的冷凝段根据所述功率器件的发热量以及散热要求设置为不同的长度。在另一具体实施例中，热管的蒸发段根据所述功率器件的散热要求设置为不同的管径。优选地，该热管的蒸发段为一圆形管状结构或矩形管状结构。优选地，该热管为一重力式热管、一沟槽式热管、一烧结式热管或一丝网式热管。采用本专利技术的散热装置，将热管的蒸发段埋设于散热基板的内层中，并且在该散热基板两侧的表面上分别放置大功率高压变频器功率单元中的一部分功率器件和另一部分功率器件，从而可利用热管良好的导热性显著降低功率器件的工作温度。此外，将变频器的功率器件分别放置于散热基板的两侧表面，可有效地缩小功率器件所需的布设空间，进而减小散热基板自身的体积。附图说明读者在参照附图阅读了本专利技术的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本专利技术的各个方面。其中，图1示出依据本专利技术的一个方面的用于大功率高压变频器功率单元散热装置的结构示意图；以及图2示出图1中的散热装置所适用的大功率高压变频器功率单元的电路示意图。具体实施例方式为了使本申请所揭示的
技术实现思路
更加详尽与完备，可参照附图以及本专利技术的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本专利技术所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。下面参照附图，对本专利技术各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。图1示出依据本专利技术的一个方面的用于大功率高压变频器功率单元散热装置的结构示意图。参照图1，该散热装置包括一热管10和一散热基板20。更具体地，热管10具有一蒸发段101和一冷凝段103，该蒸发段101埋设于散热基板20的内层，以及该冷凝段103用于将来自蒸发段101的热量传导给其上的散热片并散发至空气中。散热基板20具有一第一表面(如散热基板20的左侧表面)、一第二表面(如散热基板20的右侧表面)以及位于该第一表面和第二表面间的内层，其中，所述大功率高压变频器功率单元中的一部分功率器件401放置于散热基板20的第一表面，以及该大功率高压变频器功率单元中的另一部分功率器件403放置于散热基板20的第二表面。由图1可知，功率器件分别放置于散热基板20的两侧，利用散热基板20的内层所埋设的热管10良好的导热性，这些功率器件在正常运行时的工作温度可保持相对较低的温度。本领域的技术人员应当理解，图1中的散热基板20两侧分别只放置了功率器件401和403，但这仅仅是示意性的，并且本专利技术并不只局限于此。例如，当大功率高压变频器或其他功率设备中所包含的功率器件较多时，还可将两个或两个以上的功率器件401放置于散热基板20的左侧表面，以及将两个或两个以上的其他功率器件403放置于散热基板20的右侧表面，这些可替换的实施方式同样包含于本专利技术的精神范围内。在一具体实施例中，热管10为一垂直设置的热管。结合图1，该垂直设置的热管的冷凝段103置于蒸发段101的上方，并且蒸发段101埋设于散热基板20的内层中。例如，该热管的蒸发段可设置为矩形管状结构，以增大热管与所述功率器件的接触面积，进而减小导热热阻。当功率器件401和403运行时，温度升高，因而蒸发段101中的液体吸收热能，发生相的变化即由液体变为蒸汽，携带大量热能的蒸汽沿热管10的内部腔体向上运动而达到冷凝段103，在冷凝段103内蒸汽释放出携带的热量并通过热管管壁传导给其上的散热片再散发到空气中，蒸汽冷凝重新变回液态冷凝液，冷凝液体依靠重力或重力和毛细力的作用从热管10的上端(即冷凝段103)沿热管壁面和/或毛细结构内部流回下端(即蒸发段101)，进行下一次的吸热蒸发/冷凝放热的导热循环。在其他实施例中，该热管可以是内部壁面没有毛细结构的重力式热管，或是内部设有金属丝网毛细结构的丝网式热管，或是内壁面设有沟槽毛细结构的沟槽式热管，或是内部壁面设有烧结金属粉末毛细烧结结构的烧结式热管。其中，毛细结构不仅提供毛细力作为工作液体回流的推动力，同时也强化蒸发吸热过程和冷凝放热过程，从而提升热管的传热速度，减小热管的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散热装置，适于对大功率高压变频器功率单元进行散热，其特征在于，所述散热装置包括：一散热基板，具有一第一表面、一第二表面以及位于所述第一表面和第二表面间的内层；以及一热管，具有一蒸发段和一冷凝段，其中，所述热管的蒸发段埋设于所述散热基板的内层中，以及所述热管的冷凝段用于将来自所述蒸发段的热量释放至空气中，其中，所述大功率高压变频器功率单元中的一部分功率器件放置于所述散热基板的第一表面，以及所述大功率高压变频器功率单元中的另一部分功率器件放置于所述散热基板的第二表面。

【技术特征摘要】
1.一种散热装置，适于对大功率高压变频器功率单元进行散热，其特征在于，所述散热装置包括: 一散热基板，具有一第一表面、一第二表面以及位于所述第一表面和第二表面间的内层；以及 一热管，具有一蒸发段和一冷凝段，其中，所述热管的蒸发段埋设于所述散热基板的内层中，以及所述热管的冷凝段用于将来自所述蒸发段的热量释放至空气中， 其中，所述大功率高压变频器功率单元中的一部分功率器件放置于所述散热基板的第一表面，以及所述大功率高压变频器功率单元中的另一部分功率器件放置于所述散热基板的第二表面。2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述大功率高压变频器包括一逆变电路、一整流电路和一旁路电路，其中，所述逆变电路放置于所述散热基板的第一表面，以及所述整流电路和所述旁路电路放置于所述散热基板的第二表面。3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述逆变电路为一H型逆变桥，并且每一桥臂具有多个IGBT。4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述每一桥臂的上臂和下臂中的IGBT均采用并联连接方式。5.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述整流...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝爱星，张育铭，甘鸿坚，马少才，应建平，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：