[发明专利]一种双面结构的IGBT热控制系统

说明书

本发明属于冷却设备技术领域，并公开了一种双面结构的IGBT热控制系统，包括：功率器件、微通道冷板和液冷循环装置；其中，所述功率器件的上下表面均通过粘接介质与所述微通道冷板连接，所述微通道冷板的一侧固定设置有液冷循环装置，通过所述微通道冷板和所述液冷循环装置对所述功率器件进行散热控制。本发明所述技术方案使用双面散热结构，增加了IGBT器件的散热通路，提高了散热效率。

技术领域

本发明属于冷却设备技术领域，特别是涉及一种双面结构的IGBT热控制系统。

背景技术

绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)是智能电网、风力发电及电动汽车等清洁能源应用领域中的重要模块，随着这些行业的迅速发展，IGBT器件的功率也越来越大，随之而来的发热问题也日益严重，良好的散热方案研究已经成为最重要的课题之一。

目前IGBT模块最常用的散热方式为强制风冷散热和液冷散热；强制风冷散热方式主要是利用风扇、风机等设备配合散热翅片强迫电子设备向周围环境散热的方式，但空气的传热能力，已经无法满足高热流密度IGBT模块的散热需求。

目前的水冷散热方案主要都采用微流道冷板或扰流柱的形式实现液冷散热。与风冷散热相比，液冷微流道散热方式具有结构紧凑、噪音小、散热效率高等优点；在现有技术中，液冷散热板一般包括散热板和散热鳍片，通过改变散热鳍片的结构或安装位置进而提高散热效率，但未考虑动力源的安装和散热均匀性。现有的微流道水冷散热，并联流道通常存在散热不均匀的缺点。串联流道通常存在流体动力不足的缺点，且大部分微流道研究未考虑实际的动力源的选取和安装，如水泵的安装。

发明内容

本发明的目的是提供一种双面结构的IGBT热控制系统，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种双面结构的IGBT热控制系统，包括：

功率器件、微通道冷板和液冷循环装置；

其中，所述功率器件的上下表面均通过粘接介质与所述微通道冷板连接，所述微通道冷板的一侧固定设置有液冷循环装置，通过所述微通道冷板和所述液冷循环装置对所述功率器件进行散热控制。

可选的，所述功率器件为IGBT器件，包括上半桥和下半桥；

其中，所述上半桥包括DBC覆铜板和若干功率芯片，若干所述功率芯片通过纳米银并排焊接于所述DBC覆铜板一侧，所述DBC覆铜板由依次排列的若干层铜层构成；

所述下半桥包括氮化硅陶瓷层和若干功率芯片，若干所述功率芯片通过纳米银并排焊接于所述氮化硅陶瓷层一侧，所述氮化硅陶瓷层的另一侧设置有所述粘接介质；

所述上半桥和所述下半桥之间设置多个焊接缓冲结构，所述上半桥和所述下半桥之间的空隙处通过灌封胶填充，每个所述焊接缓冲结构均包括缓冲层钼柱和纳米银，所述缓冲层钼柱的两端通过所述纳米银分别与各个半桥的功率芯片连接；所述连接件设置于所述IGBT器件的一侧。

可选的，所述微通道冷板包括冷板和盖板；

其中，所述盖板固定设置于所述冷板一侧。

可选的，所述冷板包括：入水口、出水口、入水总流道、出水总流道、二级入水口、二级出水口、鳍片和多个第一螺栓孔；

其中，所述入水口和所述出水口分别设置于所述冷板两侧，多个所述第一螺栓孔设置于所述冷板的四角处；

所述入水口和所述出水口的一侧分别设置有所述入水总流道和所述出水总流道，所述入水总流道和所述出水总流道之间设置有二级流道，所述二级流道由若干个均匀排列的鳍片构成，所述二级流道的一侧通过二级入水口与所述入水总流道连接，所述二级流道的另一侧通过二级出水口与所述出水总流道连接。