[实用新型]一种适用大功率电力电子器件的水冷散热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力电子设备，特别是关于一种适用大功率电力电子器件的水冷散热器。

背景技术

全控型大功率电力电子器件如绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)、集成门极换流晶闸管(Intergrated Gate Commutated Thyristors，IGCT)等广泛应用在变频器、电能质量控制器、大功率高频开关电源中。相对二极管和晶闸管(Semiconductor Controlled Rectifier，SCR)等不控和半控器件，全控型开关器件的全控性和较高开关频率特性导致相同功率电力电子器件的体积、重量有了显著的降低，功率密度得到了很大改善，但是，同时也对电力电子器件的散热提出了更高的要求。由于全控型开关器件存在导通损耗和开关损耗，随着电流和开关频率的大幅度提高，器件产生的热量也以数倍的比例增加，如果不能及时将这些热量散发出去，一旦器件结温超过最大允许值，就会导致其损坏，即使结温不超过其最大允许值，过高的结温也会导致器件和设备的寿命大大降低。因此电力电子器件的热分析和热设计成为每一位电力电子装置研发人员必须面临的挑战。

电力电子器件的冷却措施包括自然或者强制流动的空气、水和油(很少采用)，大功率电力电子器件的高热流密度的特点决定了只能采用强制风冷或水冷却方式。对于百kW至MW级的大功率电力电子器件而言，水冷却方式的散热器由于高冷却效率、高功率和高体积密度的特点获得了广泛应用。热管散热器是近年来发展比较快的一种冷却散热器，其本质是利用热管良好的导热性能，同时外配散热器将导出来的热量散发出去，其造价虽降低，但是体积和重量增加，在大容量高功率密度场合并不一定适用。

SCR水冷散热器已经有了相应的国家标准和行业标准，由于其开关频率相对较低，对于热流密度较小的电力电子器件而言，SCR水冷散热器容易设计并能够实现相对满意的冷却效果。全控型高频开关电力电子器件由于其高频、高功率密度和高热流密度等特点，设计和加工难度也大量增加。虽然有好多厂家声称可以制作全控型开关器件用水冷散热器，但多是在水冷SCR散热器设计的基础上进行改造，冷却效率低下，用户常常由于水冷散热器满足不了实际应用要求而牺牲开关频率和性能，从而导致了设备体积、重量和成本的增加。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种全密封、高电气性能并适应范围广的大功率电力电子器件的水冷散热器。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种适用大功率电力电子器件的水冷散热器，其特征在于：它包括一板状的散热本体，在所述散热本体的一个表面上开设有位于一蛇形水道内的若干并排排列的水槽，在所述蛇形水道的两端分别设置一水口，在所述散热本体开有蛇形水道的表面设置有一散热盖板，与所述散热本体开有蛇形水道相对的另一表面上开设有若干固定孔，在所述固定孔上安装被散热部件。

所述固定孔的位置与所述水槽位置错开排列。

所述蛇形水道内的各水槽的起始点和终点位置根据所述水槽的长度错开排列，以弥补所述各水槽弯曲设置形成的长度损失。

所述蛇形水道两端的水口穿过所述散热本体焊接在安装所述被散热部件的同一表面。

所述散热盖板通过焊接剂钎焊在所述散热本体上。

当安装在所述散热本体上的散热部件为一IGBT全桥逆变拓扑电路时，在所述散热本体的表面设置一条使安装后的附属电路各部件与IGBT模块高度一致的合金铝垫块，在所述垫块上设置有一温控开关。