[发明专利]一种大功率IGBT液冷散热装置

说明书

本发明涉及一种大功率IGBT液冷散热装置，包括依次固定为一体的上盖板、上导流板、基板、下导流板和下盖板；上导流板和下导流板分别与基板形成第一螺旋式迷宫液流通道和第二螺旋式迷宫液流通道；基板的一侧设有液流入口和液流出口，另一侧设有导电排；基板内设有导流孔和集液槽，导流孔设置于液流出口的内侧，集液槽与液流出口相连通；第一螺旋式迷宫液流通道和第二螺旋式迷宫液流通道均与液流入口和液流出口相连通。通过设置多层螺旋式迷宫凹槽液流通道，有效增强散热面积及涡流效应，大幅降低IGBT温升，从而降低大功率IGBT器件的散热需求，提高IGBT的稳定性和可靠性；导电排与基板连体设计，能够降低导电排温度，提高整体装置的安全性。

技术领域

本发明涉及散热器技术领域，更具体地说，涉及一种适用于在大功率晶闸管、IGBT电力电子功率器件的液冷式散热装置。

背景技术

现代电力电子设备对可靠性要求、性能指标、功率密度等要求进一步提高，电力电子设备的热设计也越来越重要。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。IGBT器件是轨道交通、电力电子设备中的关键器件，其工作状态的好坏直接影响整机可靠性、安全性以及使用寿命，IGBT器件的散热方案除了能有效的散掉热量之外，可靠性也是至关重要的。

当前IGBT元器件在工作时会产生导通以及开关损耗，因此需要安装冷却设备进行散热，以降低功率器件的结温，确保IGBT元器件在允许温度下正常、可靠运行。目前IGBT器件的冷却方式主要有风冷、液冷和热管等，随着器件性能要求和功率密度的进一步提高，对散热要求也越来越严苛。从可靠性考虑，一般选用散热效率高的液冷散热器对功率器件进行冷却，由于小流量大功耗成为一种趋势，而常规的直槽道结构难以实现高功率密度冷却要求，需要采用强化散热技术。

传统的液冷散热器是通过在液冷基板上开直槽，再将液冷盖板与基板在中间夹一层钎料片通过真空钎焊焊接在一起，在盖板面安装电子器件，采用的盖板多为薄壁板结构以降低散热器传导热阻要求。可见现有液冷板流道简单，水在单层同一平面上冷却，散热性能低安全性风险高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种大功率IGBT液冷散热装置，克服现有技术的不足，提供了新一代的一种大功率IGBT液冷散热装置，解决了轨道交通、电力电子设备现有技术液冷系统无法适应现有电力电子设备中IGBT元件功率增加发热的问题。

本发明的技术解决方案是：本发明提供一种大功率IGBT液冷散热装置，包括依次固定为一体的上盖板、上导流板、基板、下导流板和下盖板；

所述上导流板和下导流板分别与所述基板形成第一螺旋式迷宫液流通道和第二螺旋式迷宫液流通道；

所述基板的一侧设有液流入口和液流出口，另一侧设有导电排；所述基板内设有导流孔和集液槽，所述导流孔设置于所述液流出口的内侧，所述集液槽与所述液流出口相连通；

所述第一螺旋式迷宫液流通道和第二螺旋式迷宫液流通道均与所述液流入口和所述液流出口相连通，冷却液自所述液流入口流入，经过所述导流孔，分别流经所述第一螺旋式迷宫液流通道和所述第二螺旋式迷宫液流通道，汇集至所述集液槽内，从所述液流出口流出。

进一步的，所述上盖板通过上导流板与所述基板焊接为一体，所述下盖板通过下导流板与所述基板焊接为一体。

进一步的，所述上导流板设有第一螺旋式迷宫凹槽，所述下导流板设有第二螺旋式迷宫凹槽，所述基板的上部和下部均设有第三螺旋式迷宫凹槽；所述第一螺旋式迷宫凹槽和所述第三螺旋式迷宫凹槽错位排布形成所述第一螺旋式迷宫液流通道，所述第二螺旋式迷宫凹槽和所述第三螺旋式迷宫凹槽错位排布形成所述第二螺旋式迷宫液流通道。