[发明专利]一种具备多种冷却结构的IGBT模块及其工作方法

权利要求书

1.一种具备多种冷却结构的IGBT模块，包括外壳(3)和设置所述外壳(3)内部的电路模块(1)，以及设置在电路模块(1)两侧的基板(2)，其特征在于，所述外壳(3)的一侧设置有第二冷却装置(5)，在所述外壳(3)的内部还设置有第一冷却装置(4)和调节装置(6)，所述第一冷却装置(4)和所述第二冷却装置(5)分别与基板(2)连接，所述调节装置(6)包括热电偶(61)和控制器(62)，所述热电偶(61)设置在基板(2)上检测所述基板(2)温度的变化，控制器(62)用于根据所述热电偶(61)检测的温度变化状况控制第一冷却装置(4)的运行。

2.根据权利要求1所述的一种具备多种冷却结构的IGBT模块，其特征在于：所述第一冷却装置(4)包括连接件(41)，所述连接件(41)包括设置在基板(2)两侧的框架a(411)和框架b(412)，在所述框架a(411)和所述框架b(412)的内部分别填充有导热硅脂(42)，所述框架a(411)和所述框架b(412)的内部还分别设置有制冷片a(43)和制冷片b(44)，在框架a(411)的一侧设置有储液盒a(45)，在框架b(412)的一侧设置有储液盒b(46)，所述储液盒a(45)与所述储液盒b(46)的两侧分别通过连接管a(49)和连接管b(413)连通，所述外壳(3)的内部一侧设置有水泵(47)，所述水泵(47)的出口与所述连接管a(49)连通，所述水泵(47)的入口连接有进水管(410)，所述连接管b(413)连接有出水管(412)。

3.根据权利要求2所述的一种具备多种冷却结构的IGBT模块，其特征在于：所述储液盒a(45)和所述储液盒b(46)的内部填充有冷却液。

4.根据权利要求2所述的一种具备多种冷却结构的IGBT模块，其特征在于：所述第一冷却装置(4)还包括有散热件(48)，所述散热件(48)包括风扇框架(481)，所述风扇框架(481)通过连接杆(483)与所述外壳(3)的另一侧连接，在所述风扇框架(481)的内部设置有风扇(482)，在风扇框架(481)上远离所述外壳(3)的一侧设置有散热鳍片(484)，所述散热鳍片(484)通过散热管(485)串联在一起，所述散热管(485)的两端分别与所述进水管(410)和所述出水管(412)连通。

5.根据权利要求4所述的一种具备多种冷却结构的IGBT模块，其特征在于：所述风扇框架(481)与所述外壳(3)的另一侧之间设置有间隙。

6.根据权利要求2所述的一种具备多种冷却结构的IGBT模块，其特征在于：所述第二冷却装置(5)包括散热底座(51)，所述散热底座(51)固定设置在所述外壳(3)的一侧，在所述散热底座(51)上设置有导热柱a(52)，所述导热柱a(52)的一端与所述基板(2)连接，所述导热柱a(52)的另一端依次贯通所述框架a(411)、所述制冷片a(43)、所述储液盒a(45)、所述外壳(3)和所述散热底座(51)并延伸至所述散热底座(51)的外部。

7.根据权利要求6所述的一种具备多种冷却结构的IGBT模块，其特征在于：所述第二冷却装置(5)还包括导热柱b(53)和串接杆(54)，所述导热柱b(53)的一端与所述基板(2)连接，所述导热柱b(53)的另一端依次贯通所述框架b(412)、所述制冷片b(44)、所述储液盒b(46)并延伸至所述储液盒b(46)的外部，所述串接杆(54)的一端与导热柱a(52)连接，所述串接杆(54)的另一端与导热柱b(53)连接。

8.根据权利要求4所述的一种具备多种冷却结构的IGBT模块，其特征在于：所述控制器(62)的信号输出端分别与所述制冷片a(43)、所述制冷片b(44)、所述水泵(47)和所述风扇(482)的信号输入端通信连接，所述控制的信号输出端与所述热电偶(61)的信号输出端通信连接。

9.根据权利要求5所述的一种具备多种冷却结构的IGBT模块，其特征在于：所述风扇(482)驱动气流的方向为自所述外壳(3)到所述散热鳍片(484)。

10.一种具备多种冷却结构的IGBT模块的工作方法，应用如权利要求4所述的一种具备多种冷却结构的IGBT模块，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，温度监测：热电偶(61)实时检测基板(2)的温度，控制器(62)实时获取热电偶(61)的温度信号；

步骤2，被动温度调节：在基板(2)的温度低于第一预设值时，控制器(62)不启动第一冷却装置(4)中的水泵(47)、风扇(482)和基板(2)处产生热量主要经第二冷却装置(5)进行散热，第二冷却装置(5)进行辅助散热；

步骤3，主动温度调节a：在基板(2)的温度高于第一预设值时且低于第二预设值时，控制器(62)启动第一冷却装置(4)的风扇(482)，基板(2)处产生热量经第二冷却装置(5)和第一冷却装置(4)进行第一模式散热；

步骤4，主动温度调节b：在基板(2)的温度高于第二预设值时低于第三预设值时，控制器(62)启动第一冷却装置(4)的风扇(482)和水泵(47)，基板(2)处产生热量经第二冷却装置(5)和第二冷却装置(5)进行第二模式散热；

步骤5，主动温度调节c：在基板(2)的温度高于第三预设值时，控制器(62)启动第一冷却装置(4)的风扇(482)、水泵(47)、制冷片a(43)和制冷片b(44)，基板(2)处产生热量经第二冷却装置(5)和第二冷却装置(5)进行第三模式散热。