[发明专利]一种电力电子发热器件自然散热布局

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子设备技术领域，具体涉及一种电力电子发热器件自然散热布局。

背景技术

对于电气设备，一般都存在关键的发热元器件，特别是其核心模块发热量巨大，需设计单独散热器对其散热，将电气设备内部的热量尽快散出，保证设备的稳定可靠运行。现有技术中考虑其他一些因素有使用自然冷却方式进行散热的产品，如光伏逆变器，这种产品将他的主要发热元件——功率模块直接安装在散热器上散热，在安装过程中由于其他一些因素，如PCB尺寸大小，结构件螺丝孔位的影响，主要发热器件在散热器上的布局位置经常发生变化。这种布局位置的变动会导致自然散热散热器利用率的下降，导致发热元件温度上升，产品寿命受到影响。

因此，采用何种发热器件的布局方式，可以使自然散热情况下散热器的利用效率最高是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种电力电子发热器件自然散热布局，解决了功率模块在散热器上布局位置不合理导致温度上升的问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种电力电子发热器件自然散热布局，使用自然冷却方式散热，包括散热器2以及安装在散热器2流道背面上的主要发热源功率模块1；所述发热源功率模块1在散热器2上的布局位置满足以下要求：当散热器流道方向长度为X，宽度为Y，发热源功率模块1数目为N时，相邻发热源功率模块1与散热器2接触面几何中心间距为a＝Y/N，最边缘发热源功率模块1距散热器2宽度方向边缘距离b＝Y/2N；当发热源功率模块1数量为一个时，发热源功率模块1与散热器2接触面几何中心与散热器基板面几何中心重合。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明主要发热源功率模块布局示意图。

图3为当发热源功率模块布局满足本发明布局要求时，实施例各发热源功率模块的最高温度和温差示意图。

图4为实施例的发热源功率模块布局不满足本发明的设计要求时，第一种情况下各发热源功率模块的最高温度和温差示意图。

图5为实施例的发热源功率模块布局不满足本发明的设计要求时，第二种情况下各发热源功率模块的最高温度和温差示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明一种电力电子发热器件自然散热布局，使用自然冷却方式散热，包括散热器2以及安装在散热器2流道背面上的主要发热源功率模块1。

如图2所示，发热源功率模块1在散热器2上的布局位置满足以下要求：当散热器流道方向长度为X，宽度为Y，发热源功率模块1数目为N时，相邻发热源功率模块1与散热器2接触面几何中心间距为a＝Y/N，最边缘发热源功率模块1距散热器2宽度方向边缘距离b＝Y/2N；当发热源功率模块1数量为一个时，发热源功率模块1与散热器2接触面几何中心与散热器基板面几何中心重合。

实施例

三个发热源功率模块通过自然冷却散热器散热，散热器长宽高为40*520*110mm，发热源功率模块尺寸长宽高为66*32*10mm，热损耗为108W。

1、当发热源功率模块布局满足本发明布局要求时即a＝520/3，b＝520/6时：通过仿真软件得到热源温度等温线图如图3所示：发热源功率模块最高温度92摄氏度，且3个发热源功率模块温差为0.2摄氏度。

2、当发热源功率模块布局不满足本发明的设计要求时：

第一种情况：如a>520/3b<520/6时，通过仿真软件得到发热源功率模块温度等温度曲线图如图4所示：发热源功率模块最高温度93摄氏度，且三个发热源功率模块的温差为2.3摄氏度。

3、当发热源功率模块布局不满足本发明的设计要求时，

第二种情况：如a<520/3b>520/6时，通过仿真软件得到发热源功率模块温度等温曲线图如图5所示：模块最高温度93.9摄氏度，且三个发热源功率模块温差为2.2摄氏度。

从以上实际热仿真结果来看，本发明提供的发热源功率模块布局结构可有效降低各发热源功率模块的温度，使产品可靠性得到提升。