[发明专利]电力机车中功率模块的散热器的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子元器件仿真技术，尤其涉及一种电力机车中功率模块的散热器的设计方法。

背景技术

随着电力电子器件的快速发展，电力电子器件已经普遍用于很多大功率器件中，但随之带来了耗散功率过大、并导致其温度升高的问题，因此要使其温度控制在电力电子器件允许的范围之内，散热器就显得尤为重要。例如，电力机车中辅助变流器已成为轨道交通装备电传动系统主要的技术和产品构成，而功率模块作为辅助变流器的一个重要部件，其可靠性和稳定性直接决定着辅助变流器性能的优劣，而对于功率模块来说，散热器又起着至关重要的作用，其直接影响着功率模块的运行是否稳定。但是，由于受到电力机车驾驶室空间的限制，辅助变流器占用的空间要控制在一定的范围之内，因此辅助变流器中多个功率模块的散热器需共用同一风道，使之占用空间更小。

而传统的散热器单从外表看来非常简单，无非就是基板和几个肋片组成，但是，现有技术中仅针对单个功率模块设计对应的散热器，而在同一风道内有多个功率模块的场景下，还没有一套设计该多个功率模块共同的散热器的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力机车中功率模块的散热器的设计方法，从而实现对同一风道内的多个功率模块共同的散热器进行设计。

本发明提供了一种电力机车中功率模块的散热器的设计方法，包括：

确定在同一风道内设置的至少两个功率模块的耗散功率；

确定所述至少两个功率模块的工作外界条件；

根据所述至少两个功率模块的耗散功率和所述至少两个功率模块工作外界条件，确定分别对应于至少两个功率模块的散热器肋片的尺寸，并获取所述分别对应于至少两个功率模块的散热器肋片的表面温度；

根据所述分别对应于至少两个功率模块的散热器肋片的表面温度分别计算所述至少两个功率模块的内部温度；

若存在功率模块的内部温度超过所述功率模块所能承受的温度阈值，则调整对应于所述功率模块的散热器肋片的尺寸大小，以使基于调整后的散热器肋片的尺寸大小获得的所述至少两个功率模块的内部温度均不超过对应的温度阈值。

采用上述本发明技术方案的有益效果是：本发明的技术方案可以根据同一风道内至少两个功率模块各自的耗散功率和工作外界条件，确定分别对应于至少两个功率模块的散热器肋片的尺寸，并获取分别对应于至少两个功率模块的散热器肋片的表面温度，从而分别计算至少两个功率模块的内部温度，进而根据至少两个功率模块的内部温度与阈值的比较结果而调整对应于功率模块的散热器肋片的尺寸大小，以使基于至少两个功率模块的内部温度均不超过对应的温度阈值而获得调整后的对应于至少两个功率模块的散热器肋片的尺寸大小，实现对同一风道内的多个功率模块共同的散热器的设计。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种电力机车中功率模块的散热器的设计方法的流程图。

具体实施方式

图1为本发明实施例一提供的一种电力机车中功率模块的散热器的设计方法的流程图，如图1所示，所述方法可以包括如下步骤：

步骤101，确定在同一风道内设置的至少两个功率模块的耗散功率；

步骤102，确定所述至少两个功率模块的工作外界条件；

步骤103，根据所述至少两个功率模块的耗散功率和所述至少两个功率模块的工作外界条件，确定分别对应于至少两个功率模块的散热器肋片的尺寸，并获取所述分别对应于至少两个功率模块的散热器肋片的表面温度；

步骤104，根据所述分别对应于至少两个功率模块的散热器肋片的表面温度分别计算所述至少两个功率模块的内部温度；

步骤105，若存在功率模块的内部温度超过所述功率模块所能承受的温度阈值，则调整对应于所述功率模块的散热器肋片的尺寸大小，以使基于调整后的散热器肋片的尺寸大小获得的所述至少两个功率模块的内部温度均不超过对应的温度阈值。