[发明专利]一种高效均衡散热功率模块

说明书

本发明涉及电力电子功率模块技术领域，具体涉及一种高效均衡散热功率模块，包括外壳、信号端子和功率端子，信号端子和功率端子均安装于外壳上，还包括带有冷却结构的基板，基板安装于外壳上，基板的冷却结构为柱状/槽状结构，冷却结构与流体接触的面积向远离进水口、出水口的方向逐渐减小；本发明散热器进出口远端基板冷却结构引导冷却剂吸收电力电子功率模块工作时的过剩热量，与散热器进出口近端基板冷却结构引导吸收电力电子功率模块工作时的过剩热量相等，功率模块整体散热能力高效均衡。

技术领域

本发明涉及电力电子功率模块技术领域，具体涉及一种高效均衡散热功率模块。

背景技术

电力电子技术在当今快速发展的工业领域占有非常重要的地位，电力电子功率模块作为电力电子技术的代表，已广泛应用于电动汽车，光伏发电，风力发电，工业变频等行业。随着我国工业的崛起，电力电子功率模块有着更加广阔的市场前景。

现有电力电子功率模块已有集成冷却结构的基板，如图1-3所示，冷却剂通过冷却结构以吸收电力电子功率模块工作时的过剩热量并将过剩热量从电子电力模块输送出去。但由于电动汽车等应用领域空间利用紧张，其散热器均采用冷却剂单边进出口设计，变散热器进出口冷却剂压差不变，进出口近端基板部位引导冷却剂流通的回路短，冷却剂流通阻力小，冷却剂流速快流量多散热效果好，而散热器进出口远端基板部位引导冷却剂流通的回路长，冷却剂流通阻力大，冷却剂流速慢流量少散热效果差。导致传统冷却结构不能高效均衡的将热量从电力电子功率模块输送出去，影响功率模块的整体使用寿命。

综上所述，研发一种高效均衡散热功率模块，是电力电子功率模块技术领域中急需解决的关键问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，本发明提供了一种高效均衡散热功率模块，通过减小散热器进出口远端基板冷却结构引导冷却剂流通阻力，增加冷却剂在散热器进出口远端基板冷却结构的流速，叠加冷却剂在散热器进出通道中的流通阻力，使其与散热器进出口近端基板冷却结构引导冷却剂流通的阻力相等，使功率模块整体散热能力更高效均衡。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种高效均衡散热功率模块，包括外壳、信号端子和功率端子，所述信号端子和功率端子均安装于外壳上，还包括带有冷却结构的基板，所述基板安装于外壳上，所述基板的冷却结构为柱状/槽状结构，所述冷却结构与流体接触的面积向远离进水口、出水口的方向逐渐减小。

本发明进一步的设置为：其中基板的冷却结构的一种柱状结构为：基板的冷却结构为圆柱状冷却结构，其由近到远依次减小远离散热器进口和散热器出口位置的柱状冷却结构的柱体表面面积。

本发明进一步的设置为：其中基板的冷却结构的另一种柱状结构为：基板的冷却结构为台柱状冷却结构，台柱状冷却结构的底部面积不变，其由近到远依次远离散热器进口和散热器出口位置的台柱状冷却结构顶端台面面积。

本发明进一步的设置为：其中基板的冷却结构的另一种柱状结构为：基板的冷却结构为柱状冷却结构，其由近到远依次减小远离散热器进口和散热器出口位置的柱状冷却结构的布置密度。

本发明进一步的设置为：其中基板的冷却结构的另一种柱状结构为：基板的冷却结构为柱状冷却结构，其由近到远依次减小远离散热器进口和散热器出口位置的柱状冷却结构的横截面积的变化和冷却结构布置密度。

本发明进一步的设置为：其中基板的冷却结构的一种槽状结构为：基板的冷却结构为沟槽结构，其依次减小远离散热器进口和散热器出口位置的沟槽结构的引导冷却液流动通道数量。

本发明进一步的设置为：其中基板的冷却结构的另一种槽状结构为：基板的冷却结构为沟槽结构，其依次增大远离散热器进口和散热器出口位置的沟槽结构的通道开口大小。