[发明专利]一种紧凑型功率器件散热系统及工作方法

说明书

本发明公开了一种紧凑型功率器件散热系统及工作方法：包括风扇及依次相连并形成循环回路的压缩机、冷凝器、储液罐、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、气液分离器，循环回路内设有制冷工质；风扇用于驱动气流从冷凝器流向第二蒸发器；第一蒸发器连接热源功率相对较高处。随着散热负荷的增加，制冷工质在第一蒸发器蒸发的比例升高，在第二蒸发器内蒸发的比例降低。本发明直接采用制冷工质的蒸发来对功率器件进行散热，省去了常用水冷系统水箱、水泵、换热器等器件，能够减小散热系统的体积、重量。本发明通过设置第二蒸发器作为辅助蒸发器，使得第二蒸发器出口制冷工质干度保持在合理水平，从而满足第一蒸发器变功率散热的需求。

技术领域

本发明涉及散热系统技术领域，具体涉及一种紧凑型功率器件散热系统及工作方法。

背景技术

随着电力电子、激光技术的发展，功率器件的功耗越来越高，为保证功率器件的正常工作，必须对功率器件进行有效的热管理。

大功率功率器件的散热，具有热流密度高、功率大的特点。当前，功率器件的散热主要通过液冷的方式。传统的液冷系统中，通过冷水机采用蒸气压缩制冷对冷却水进行冷却，然后通过冷却水循环回路对激光器进行冷却。然而，大功率的冷水机组体积、重量极大，限制了其在可移动设备中的应用。

“空调和空调功率元器件冷却方法”（申请号CN 104089346 A）提出了一种空调和空调变频器冷却方法，在该设计中，设置有两个节流装置，制冷时，从室外机换热器（冷凝器）来的高压工质经第一节流装置后进入散热器为功率器件提供散热，再通过第二节流装置，进入室内机换热器（蒸发器）提供制冷，通过设置温度传感器和相应的控制逻辑，防止位于空调室外机处的散热器凝露或结霜。此系统能同时提供功率器件散热和室内制冷两种功能，但室外机换热器（冷凝器）与室内机换热器（蒸发器）分置，体积较大，不适合专门为功率器件提供制冷的散热系统。

因此，如若能直接利用制冷工质蒸发吸热为功率器件提供散热，并将冷凝器与蒸发器紧凑放置，从而提高散热系统在功率器件变功率工况下的稳定性，有利于提高散热系统的小型化、轻型化水平。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种紧凑型功率器件散热系统及工作方法，解决了现有技术中散热系统工作稳定性不高、不够小型化、轻型化的技术问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种紧凑型功率器件散热系统：包括风扇及依次相连并形成循环回路的压缩机、冷凝器、储液罐、节流装置、第一蒸发器、第二蒸发器、气液分离器，循环回路内设有制冷工质；

风扇用于驱动气流从冷凝器流向第二蒸发器；

第一蒸发器连接热源功率相对较高处。

优选，前述的一种紧凑型功率器件散热系统：冷凝器、第二蒸发器并排放置。

优选，前述的一种紧凑型功率器件散热系统：所述风扇的安装方式包括：

吸风式：安装于第二蒸发器一侧；

吹风式：安装于冷凝器一侧；

安装于冷凝器和第二蒸发器之间；

中的任意一种或多种组合。

优选，前述的一种紧凑型功率器件散热系统：第一蒸发器是水冷板式蒸发器。

优选，前述的一种紧凑型功率器件散热系统：水冷板式蒸发器是内部具有流通通道的焊接式冷板或嵌铜管式冷板，流通通道或铜管导通循环回路。

优选，前述的一种紧凑型功率器件散热系统：节流装置的控制端连接设置于第一蒸发器出口的传感器。

一种紧凑型功率器件散热系统的工作方法，其特征在于：

当第一蒸发器的散热负荷相对较小，且达到预设下限值时，制冷工质在第二蒸发器内蒸发的比例达到相应的上限值。