[发明专利]一种模拟IGBT模块发热的测试模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率电力电子器件模块的冷却测试方法，特别是一种运用于IGBT模块冷却测试方法。

背景技术

大功率电力电子器件在其工作运行过程中产生了大量的热。目前主要有风冷、水冷和热管等几种比较成熟的冷却方式。风冷主要用于热流密度较小的电力电子器件模块的换热；水冷是目前高压大功率电力电子装置冷却方式中优势最为明显、应用前景最好的一种，已经在世界各国被广泛地采用；热管主要用于功率较小的高压大功率电力电子装置。大功率电力电子器件安装在冷板上，再接入相关的冷却系统。由于大功率电力电子器件昂贵，一般研究冷板换热部件机构无法获得，即使拥有也难以调节到正常的工况。绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的发热部件由多个IGBT和功率二极管组成，IGBT和功率二极管发热的热流密度不同，使得二者表面温度不一。因此，整个发热体并不是平均发热的单一整块，而是由各个发热模块组成，采用的普通的加热方式无法满足模拟IGBT模块的发热实验要求。为了更好的研究水冷板的散热状况，同时达到其运行的最优效果，采用较实际的IGBT模块便宜的模拟发热模块。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种模拟IGBT模块发热的测试模块，采用此测试模块测试大功率电力电子器件水冷系统的装置，既能确保其能够模拟出IGBT工作情况，而且结构紧凑，价格便宜。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种模拟IGBT模块发热的测试模块，包括一个底座平板、多个凸台、多个加热元件及一个隔热层，在底座平板设置有多个凸台，凸台上放置加热元件，一个加热元件对应至少一个凸台，然后在所有加热元件上铺上一个隔热层，每个加热元件上分别设有与外置电源连接的正负极，通过控制电源电压的方式控制加热元件的发热量，从而获得与IGBT和二极管等效的发热方式。所述凸台是根据实际IGBT模块中的IGBT和二极管的大小及形状建立的。

为了更好的实现本发明，所述一个加热元件对应一排凸台，多个加热元件并行排列。

为了更好的实现本发明，所述底座平板及凸台材质为铝或铜。

为了更好的实现本发明，所述底座平板及凸台材质为铜。

为了更好的实现本发明，所述底座平板内埋有热电偶或设有可置入热电偶的孔道。

为了更好的实现本发明，所述热电偶为K型热电偶。

为了更好的实现本发明，所述加热元件为陶瓷加热元件。

为了更好的实现本发明，所述凸台与加热元件接触处涂有导热系数在1～50w/(m×K)的胶体状物质。

为了更好的实现本发明，胶体状物质为银浆或硅脂。

为了更好的实现本发明，所述隔热层上设置有盖板，盖板通过螺栓与底座平板固定，选择合适的力使得模块能够紧紧压在IGBT的底座平板上，使得在加热元件的热量大部分传输给底座平板。

本发明的有益效果是：本发明根据实际IGBT模块中的IGBT和二极管的大小及形状建立相应的凸块，并通过控制电源电压的方式控制加热元件的发热量，从而获得与IGBT和二极管等效的发热方式，一方面保证其具备IGBT模块发热的相关性能，另一方面提供了热源，为实现IGBT模块测试以及冷却系统优化提供更高性价比的实验装置。

附图说明

图1是本发明一个实施例所述的模拟IGBT模块发热的测试模块正面示意图；

图2是本发明一个实施例所述的模拟IGBT模块发热的测试模块纵截面A-A示意图；

图3是本发明一个实施例所述的模拟IGBT模块发热的测试模块横截面B-B示意图；

图4是本发明一个实施例所述的模拟IGBT模块发热的测试模块凸块分布示意图；

图5是本发明一个实施例所述的模拟IGBT模块发热的测试模块凸块上放置加热元件分布示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的一个实施方式作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1、图2及图3所示，一种模拟IGBT模块发热的测试模块，包括一个底座平板1、多个凸台2、多个加热元件3及一个隔热层4，在底座平板1设置有多个凸台2(如图4所示)，凸台2上放置加热元件3，一个加热元件3对应至少一个凸台2，然后在所有加热元件3上铺上一个隔热层4，每个加热元件3上分别设有与外置电源连接的正负极，通过控制电源电压的方式控制加热元件3的发热量，从而获得与IGBT和二极管等效的发热方式。所述凸台2是根据实际IGBT模块中的IGBT和二极管的大小及形状建立的。