一種并聯(lián)型igbt的散熱結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種并聯(lián)型IGBT的散熱結(jié)構(gòu)，包括散熱器本體和本體其中一面上所設(shè)的位于進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間的散熱葉片，散熱器本體的另一面用于在對(duì)應(yīng)于進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口之間順次安裝兩個(gè)并聯(lián)的IGBT元件，進(jìn)風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度低于出風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第二個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度。本實(shí)用新型的并聯(lián)型IGBT散熱結(jié)構(gòu)及其功率模塊采用進(jìn)風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)IGBT元件安裝位置的散熱葉片高度低于出風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第二個(gè)IGBT元件安裝位置的散熱葉片高度的結(jié)構(gòu)，使進(jìn)風(fēng)口部分散熱能力低，出風(fēng)口部分散熱能力強(qiáng)，可有效降低前一個(gè)IGBT對(duì)后一個(gè)IGBT的熱影響，使兩個(gè)IGBT達(dá)到同等的散熱條件，有效地使兩并聯(lián)IGBT達(dá)到熱平衡。
【專利說(shuō)明】一種并聯(lián)型IGBT的散熱結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種散熱結(jié)構(gòu)，具體涉及一種并聯(lián)型IGBT的散熱結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著市場(chǎng)對(duì)兆瓦級(jí)大功率變流器的需求與日俱增，IGBT并聯(lián)方案目前已成為一種趨勢(shì)。由于IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)綜合了 GTR和MOSFET既具有大電流、低飽和壓降，又具有高輸入阻抗、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單和開(kāi)關(guān)頻率高等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于應(yīng)用于中高頻、中大功率的情況。IGBT作為一種大功率大電流高耐壓的半導(dǎo)體器件，在電子電路中它就像一個(gè)開(kāi)關(guān)器件，當(dāng)單個(gè)主開(kāi)關(guān)器件的容量不能滿足功率要求時(shí)，通常用兩種方法來(lái)提高功率等級(jí):一是直接選用更大功率等級(jí)的器件；二是采用功率等級(jí)較小、市場(chǎng)貨源充足、驅(qū)動(dòng)功率低且線路簡(jiǎn)單的IGBT模塊，通過(guò)串、并聯(lián)來(lái)滿足耐壓、耐流等級(jí)的要求。
[0003]由于單純采用高功率等級(jí)IGBT模塊將大大提高產(chǎn)品成本和驅(qū)動(dòng)電路的復(fù)雜性，因此采用多管并聯(lián)的方式提高電流定額以滿足工業(yè)要求。這主要源于IGBT并聯(lián)能夠提供更高電流密度、均勻熱分布、靈活布局以及較高性價(jià)比等優(yōu)勢(shì)。但是由于并聯(lián)的IGBT自身參數(shù)的不一致及電路布局的不對(duì)稱，勢(shì)必會(huì)引起器件電流分配不均衡，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使器件失效甚至損壞主電路；并聯(lián)IGBT之間的功耗及冷卻差異會(huì)引起工作結(jié)溫不同，進(jìn)而也會(huì)影響IGBT的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性，使電流出現(xiàn)不平衡。因此大功率電力電子器件并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，要求對(duì)稱的散熱條件，以達(dá)到結(jié)溫飽和壓降平衡。
[0004]如何保證大功率器件的熱平衡分布成為產(chǎn)品可靠性的重要問(wèn)題。目前普通鋁型材散熱器在并聯(lián)放置大功率器件時(shí)，安裝結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，第一個(gè)IGBT元件I和第二個(gè)IGBT元件2順次并行放置于進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間的散熱器本體I上，冷卻風(fēng)對(duì)第一個(gè)IGBT冷卻后再順次對(duì)第二個(gè)IGBT進(jìn)行冷卻，這樣會(huì)出現(xiàn)第二個(gè)IGBT的冷卻風(fēng)比第一個(gè)IGBT的冷卻風(fēng)溫度高的問(wèn)題，導(dǎo)致第二個(gè)IGBT的冷卻效果次于第一個(gè)IGBT的冷卻效果，引起2個(gè)IGBT的熱分布不均勻，進(jìn)而使電流出現(xiàn)不平衡，其熱分布圖如圖3所示，第二個(gè)IGBT的熱量明顯高于第一個(gè)IGBT的熱量，影響了 IGBT功率模塊的并聯(lián)特性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種并聯(lián)型IGBT的散熱結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有散熱結(jié)構(gòu)熱分布不均勻的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種并聯(lián)型IGBT的散熱結(jié)構(gòu)，包括散熱器本體和本體其中一面上所設(shè)的位于進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間的散熱葉片，所述散熱器本體的另一面用于在對(duì)應(yīng)于進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口之間順次安裝兩個(gè)并聯(lián)的IGBT元件，所述進(jìn)風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度低于出風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第二個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度。
[0007]所述進(jìn)風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度為出風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第二個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度的75%。[0008]本實(shí)用新型的并聯(lián)型IGBT散熱結(jié)構(gòu)及其功率模塊采用進(jìn)風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)IGBT元件安裝位置的散熱葉片高度低于出風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第二個(gè)IGBT元件安裝位置的散熱葉片高度的結(jié)構(gòu)，使進(jìn)風(fēng)口部分散熱能力低，出風(fēng)口部分散熱能力強(qiáng)，可有效降低前一個(gè)IGBT對(duì)后一個(gè)IGBT的熱影響，使兩個(gè)IGBT達(dá)到同等的散熱條件，有效地使兩并聯(lián)IGBT達(dá)到熱平衡。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為原散熱結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0010]圖2為圖1的左視圖；
[0011]圖3為采用原散熱結(jié)構(gòu)的并聯(lián)型IGBT功率模塊的溫度分布示意圖；
[0012]圖4為本實(shí)用新型散熱結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0013]圖5為圖4的左視圖；
[0014]圖6為圖4的正視圖；
[0015]圖7為本實(shí)用新型并聯(lián)型IGBT功率模塊的溫度分布示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步介紹。
[0017]本實(shí)用新型散熱結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)如圖4所示，與原散熱結(jié)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)(圖1)相同；本實(shí)施的散熱結(jié)構(gòu)包括散熱器本體I和本體其中一面上所設(shè)的位于進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間的散熱葉片，散熱器本體的另一面用于在對(duì)應(yīng)于進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口之間順次安裝兩個(gè)并聯(lián)的IGBT元件。
[0018]如圖5和圖6所示為本實(shí)施例散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，由圖可知，進(jìn)風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)IGBT元件2安裝位置的散熱葉片5的高度低于出風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第二個(gè)IGBT元件3安裝位置的散熱葉片4的高度。
[0019]本實(shí)用新型還提供了一種并聯(lián)型IGBT功率模塊，該功率模塊包括兩個(gè)并聯(lián)的IGBT元件和對(duì)其進(jìn)行冷卻的散熱結(jié)構(gòu)，其散熱結(jié)構(gòu)包括散熱器本體和本體其中一面上所設(shè)的位于進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間的散熱葉片，兩個(gè)并聯(lián)的IGBT元件順次安裝于對(duì)應(yīng)于進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口之間的散熱器本體另一面上，且進(jìn)風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度低于出風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第二個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度。
[0020]本實(shí)施例進(jìn)風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度為出風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第二個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度的75%。
[0021]本實(shí)用新型散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)風(fēng)口部分散熱能力低，出風(fēng)口部分散熱能力強(qiáng)，可有效降低前一個(gè)IGBT對(duì)后一個(gè)IGBT的熱影響，使兩個(gè)IGBT達(dá)到同等的散熱條件，有效地使兩并聯(lián)IGBT達(dá)到熱平衡。
[0022]如圖7所示為本實(shí)用新型并聯(lián)型IGBT功率模塊的溫度分布示意圖，由圖可知，兩IGBT的熱分布較為均勻，兩只IGBT的散熱基本達(dá)到一致。
【權(quán)利要求】
1.一種并聯(lián)型IGBT的散熱結(jié)構(gòu)，包括散熱器本體和本體其中一面上所設(shè)的位于進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間的散熱葉片，所述散熱器本體的另一面用于在對(duì)應(yīng)于進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口之間順次安裝兩個(gè)并聯(lián)的IGBT元件，其特征在于:所述進(jìn)風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度低于出風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第二個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)型IGBT的散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述進(jìn)風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度為出風(fēng)口側(cè)對(duì)應(yīng)于第二個(gè)IGBT安裝位置的散熱葉片的高度的75%。
【文檔編號(hào)】H01L23/467GK203607391SQ201320338576
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月13日
【發(fā)明者】劉剛, 孫健, 徐明明, 翟超, 夏克鵬, 汪海濤, 王青龍 申請(qǐng)人:許繼電氣股份有限公司