[实用新型]IGBT散热器有效
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【说明书】：
技术领域本实用新型涉及一种散热装置，尤其是涉及一种能够对IGBT模块散热的散热器。背景技术IGBT是英文Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写，中文名称为绝缘栅双极型晶体管。实践中，常把IGBT半桥模块和IGBT整流模块等都简称为IGBT模块，该模块在使用时产生大量热量，需要及时将热量散发出去，因而需要散热器对模块进行散热。目前，现有的IGBT散热器一般包括进水口、出水口和散热板，但均是在散热器的一个表面单面排列模块，在散热器的内部设置毛细管式冷却水道，用水泵进行强制性散热，达到降低IGBT模块工作温度的目的。但实践中，本实用新型发明人发现现有技术在使用中至少存在下述问题：第一、该散热器散仅单面设置IGBT模块，工作效率较低；第二，散热器对水质要求较高，容易缩短散热器和IGBT模块寿命。有鉴于此，本实用新型发明人乃积极开发研究，并为改进上述产品的不足，经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本实用新型的IGBT散热器。实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种IGBT散热器，能够解决现有技术中IGBT散热器散热效率低、工作寿命短的问题。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种IGBT散热器，包括散热器本体，所述散热器本体上部设置有出水口，所述散热器本体下部设置有进水口，在所述散热器本体内、所述出水口和进水口之间设置有水道，所述散热器本体双表面为近似平面结构，所述散热本体双表面上设置有固定螺孔。较佳的是，所述散热器本体、出水口和进水口一体成型。较佳的是，所述水道为蛇形水道。较佳的是，所述散热器本体为金属铝。较佳的是，所述散热器本体内设置有冷却池，所述冷却池与蛇形水道相连通。较佳的是，所述散热器本体上设有固定支腿。较佳的是，所述散热器本体双表面上通过固定螺纹孔固定有IGBT模块。较佳的是，所述IGBT模块为多个。较佳的是，所述冷却池的个数与所述散热器本体上单面设置的IGBT模块的个数相同，所述冷却池的位置与所述IGBT模块的位置相对应。由于采用了上述技术方案，本实用新型所述的IGBT散热器，在散热器本体上部设置有出水口、下部设置有进水口，在散热器本体内、出水口和进水口之间设置有水道，可以通过冷却水流对散热器表面进行散热，并且散热器本体双表面为近似平面结构，且设置有固定螺孔，这样可以在散热器本体双表面上设置IGBT模块，成倍提高了待散热的IGBT模块数量，提高了散热效率。附图说明图1为本实用新型IGBT散热器一种实施例的内部剖面结构示意图。图2为本实用新型IGBT散热器一种实施例的侧视结构示意图。图3为本实用新型IGBT散热器一种实施例的正面结构示意图。图4为本实用新型IGBT散热器的IGBT模块结构示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例，进一步说明本实用新型，但不是用来限制本实用新型的保护范围。请参考图1，为本实用新型一种IGBT散热器，包括散热器本体1，所述散热器本体1上部设置有出水口2，出水口2可以与出水管相连接，所述散热器本体1下部设置有进水口3，进水口3与进水管相连接，在所述散热器本体1内、所述出水口2和进水口3之间设置有水道4，这样，进水管、进水口2、水道4、出水口2和出水管形成了水流的完整通道，在进水管连接上水泵后，通过水泵可以方便水流进入口3、进入散热器本体1内部，带走热量后自出水口2排出。所述散热器本体1双表面为近似平面结构，与IGBT模块的安装平面相适应。所述散热本体1双表面上设置有固定螺孔5，这样可以较稳固地将IGBT模块安装固定在散热器本体1的双表面上。较佳的是，所述散热器本体1、出水口2和进水口3一体成型，这样出水口2和进水口3可以与散热器本体1较好地结合在一起，延长了散热器的使用寿命。较佳的是，所述水道4为蛇形水道，这样，蛇形水道增加了水道4在散热器本体1内部的长度，在散热器本体1内可以容纳更多的水量，可以提高散热器本体1的散热效率。较佳的是，所述散热器本体1为金属铝，采用铝材质不但轻便耐用，而且散热效果较佳。较佳的是，所述散热器本体1内设置有冷却池7，冷却池7为一容纳空间，所述冷却池7与蛇形水道相连通，通过设置冷却池7，可以增加储存在散热器本体1内的水量，水流流动时容易带走更多的热量，提高散热效率。同样，在散热器本体1内可以设置多个位置不同的冷却池7，以提高散热效率。较佳的是，所述散热器本体上设有固定支腿6，固定支腿6可以为一个或多个，当采用多个固定支腿6时，可以更好地将散热器本体1固定在需要固定的位置。较佳的是所述散热器本体1双表面上通过固定螺5孔固定有IGBT模块8。所述IGBT模块为多个，这样增加了散热器的工作对象，提高了IGBT散热器的散热效率。较佳的是，所述冷却池7的个数与所述散热器本体1上单面设置的IGBT模块8的个数相同，所述冷却池7的位置与所述IGBT模块8的位置相对应，由于在水流流动时，冷却池7周围的热量最先带走，因此，设置在冷却池7相应位置的IGBT模块8的热量更容易被带走，散热器的效率效果更好。当然，散热效果的高低和水流的速度也有很大的关系，水流的越快，则降温的效果越好，为了使水流加快，应注意水泵的水压是否足够，水泵的功率越大，水压就越大，则散热效果就越好。采用本实用的技术方案后，通过水流的流动较好起到了散热效果，水冷系统因为没有风扇，所以不会产生震动，噪音也小。而且水道的设置可以较粗，降低了对流水水质的要求，在散热器本体的双表面上设置有IGBT模块8，更可以显著增加了待散热的对象，提高了工作效率。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
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高智&让创新无法想象2000万件&专利数据IGBT散热方案的设计_小宗师专辑：色小说阅读，就关注微信公众号：比比读小说网摘要：IGBT属于逆变器的核心器件，只有IGBT的运行环境稳定可靠才能保证逆变器正常工作，所以进行IGBT散热方案的研究，显得尤为重要。本文结合热量传递的三种方式，对该三种方式进行了相应的计算，最后根据计算分析给出了IGBT散热的最佳方案。本文在IGBT散热方面所涉及的相关技术研究，对于提高逆变器的可靠性和逆变效率具有实际意义。关键词：IGBT 散热 热传递中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：X（-01IGBT运行时的热量传递，分为热传导、热对流和热辐射，三种方式。下面对该三种方式逐一进行研究。1. 热传导物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观离子的热运动而产生的热量称为热传导。例如，固体内部的热量传递和不同固体通过接触面的热量传递都是热传导现象。IGBT向散热器传递热量主要就是通过热传导。1.1 热传导过程中传递的热量按照Fourier导热定律计算：Q=λA（Th-Tc）/δ其中： A 为与热量传递方向垂直的面积，单位为m2；Th与Tc 分别为高温与低温面的温度，δ为IGBT的安装面和散热器装配面之间的距离，单位为mm。λ为材料的导热系数，单位为 W/（m·K），表示了该材料导热能力的大小。1.2 由Fourier导热定律可以看出：热传导所传递的热量与散热器的传热面积、材料的导热系数成正比，与IGBT的安装面和散热器装配面之间的距离成反比。增加散热器的传热面积，提高材料的导热系数，减少IGBT的安装面和散热器装配面之间的距离，均能提高IGBT热传导的导热量，下面对该三种方案做以叙述。1.2.1 增加散热器的传热面积（1）不断降低翅片厚度，提高翅片密度，增加翅片与空气之间的接触面积。（2）在散热基板中埋入热管，将热管引出来穿入翅片中。1.2.2 提高材料的导热系数材料自身的导热系数是个定值，不同的材料导热系数差异较大。一般来说，固体的导热系数大于液体，液体的大于气体。例如常温下纯铜的导热系数高达400 W/（m·K） ，纯铝的导热系数为236 W/（m·K），水的导热系数为0.6 W/（m·K），而空气仅0.025 W/（m·K）左右。铝的导热系数高、密度低、性价比高，所以散热器基本都采用铝合金加工，但在一些大功率芯片散热中，为了提升散热性能，常采用铝散热器嵌铜块或者铜散热器。1.2.3 减少IGBT的安装面和散热器装配面之间的距离减少IGBT的安装面和散热器装配面之间的距离，实际上就是降低接触热阻，方法主要有增加接触压力和增加界面材料（如硅脂）填充界面间的空气。在涉及热传导时，一定不能忽视接触热阻的影响，需要根据应用情况选择合适的导热界面材料，如导热脂、导热膜、导热垫等。2. 热对流热对流是指运动着的流体流经温度与之不同的固体表面时与固体表面之间发生的热量交换过程，这是通信设备散热中应用最广的一种换热方式。根据流动的方式不同，对流换热可以分为强制对流换热和自然对流换热两类。前者是由于泵、风机或其他外部动力源所造成的，而后者通常是由于流体自身温度场的不均匀性造成不均匀的密度场，由此产生的浮升力成为运动的动力。值得注意的是，当终端外壳与热源之间的距离小于一定值时，就无法形成自然对流，例如手机的单板与外壳之间就只是以空气为介质的热传导。2.1 热对流的热量按照牛顿冷却定律计算：Q=hA（Tw-Tair ）其中：A为与热量传递方向垂直的面积，单位为m2；Tw与Tair分别为固体壁面与流体的温度，h是对流换热系数，自然对流时换热系数在1～10W/（℃*m2）量级，实际应用时一般不会超过3～5W/（℃*m2）；强制对流时换热系数在10～100W/（℃*m2）量级，实际应用时一般不会超过30W/（℃*m2）。IGBT的热对流设计，一般采用强制风冷。3. 热辐射热辐射是通过电磁波来传递能量的过程，热辐射是由于物体的温度高于绝对零度时发出电磁波的过程，两个物体之间通过热辐射传递热量称为热辐射。3.1 物体热辐射的辐射热量计算公式为：E=5.67e-8εT4物体表面之间的热辐射计算是极为复杂的，其中最简单的两个面积相同且正对着的表面间的辐射换热量计算公式为：Q=A*5.67e-8/（1/εh +1/εc -1）*（Th4-Tc4）公式中Th4指的是物体的绝对温度值=摄氏温度值+273.15；ε是表面的黑度或发射率，该值取决于物质种类，表面温度和表面状况，与外界条件无关，也与颜色无关。磨光的铝表面的黑度为0.04，氧化的铝表面的黑度为0.3，油漆表面的黑度达到0.8，雪的黑度为0.8。由于辐射换热不是线性关系，当环境温度升高时，终端的温度与环境的相同温差条件下会散去更多的热量。对于金属外壳，可以进行一些表面处理来提高黑度，强化散热。对辐射散热一个最大错误认识是认为黑色可以强化热辐射，通常散热器表面黑色处理也助长了这种认识。实际上物体温度低于1800℃时，有意义的热辐射波长位于0.38～100μm之间，且大部分能量位于红外波段0.76～20μm范围内，在可见光波段内，热辐射能量比重并不大。颜色只与可见光吸收相关，与红外辐射无关，夏天人们穿浅色的衣服降低太阳光中的可见光辐射吸收。因此散热器表面做氧化发黑处理，对于IGBT散热的意义不大。4. 结论本文充分研究了IGBT三大散热方式，对各种散热方式进行了分析和设计，从而为生产工艺的选择提供了理论参考。全文主要结论如下：（1）散热器一般选用铝或铝合金材料，必要时可选用铜、金、银等贵金属，以提高散热效率。（2）降低翅片厚度，提高翅片密度，增加翅片与空气之间的接触面积，可提高IGBT的散热效率。（3）采用强制风冷的方式，可以有效的提高IGBT热对流。（4）IGBT的散热基板表面做氧化发黑处理，对于IGBT散热的意义不大。（5）对IGBT与散热器的接触面之间施加压力，科学的填充导热介质均可提高IGBT的散热效率。参考文献[1] 张远波.风冷式CPU散热片的热分析及其优化设计.华中科技大学.[2] 华为-热设计培训教材.整机工程部热技术研究部.[3] 英飞凌公司.IGBT装配手册.色小说阅读，就关注微信公众号：比比读小说网提醒您本文地址：相关文章IGBT管制作功放（转）|创意DIY - 数码之家
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几个月一直在研究功放IC集成的，制版，筛检，打板，上件。学了一些基础知识，个人感觉只要PCB板无问题，一般情况上件都能响，现在市面的功放IC，音色基本相同.如 TDA2030A。LM1875.LM1876等，有些人研究等前级，还有些人研究LM3886机器皇冠TDA1541D，这些都不错。看到他们使用万级滤波电容串并联，体积相当大，他们口中的牛也是体积庞大，整个机器下来有50斤以上，还有更大的，打造上万级功放，音箱也在打磨其中。深有感触，摇头，叹！不可思议。既然学了一点基础，就想在这里给大家说说体会，让大家共同参与。先给大家看个神秘嘉宾，猜猜它是谁[attachment=4339594]看到了吧，你身边经常见到的元器件，它就是IGBT管，有些人会说，这不就是电磁炉开关管吗？恭喜你猜对了，现在说，往后就要用到它了再给大家上个图，自己画的IGBT内部示意图[attachment=4339593]网上搜索IGBT功放图，很少，说明大家还不知道用它，搜索了一些场管IRF540 .IRF246，等相似的场管图，研究了一个礼拜，和参考论坛的别人的场管帖子，发现场单管特别好调整，基本上按图接好就能正常响。加上元件也不多，经反复调整，调试，总感觉声音有些失真，有些丧气，图纸奉上[attachment=4339592]有一天无意中发现身边的这个IGBT，查了一下资料说是叫 绝缘栅双极性晶体管，叫什么也不管它了，不如把它焊上，代替线路中场管因其管脚位置功能相似，直接代换，微调一下电位器，声音较以前的场管好听多了，如你还不信，那我没办法，反正我是信了。既然有了这次试验，信心倍增，整备材料做的好点因其元件少，一开始想搭棚焊接，又怕不正规，也不好看，就从工具盒找到一个线路板，这里要考考大家，这个板子是从什么上面拆下来的?还翻出一个3W4R的喇叭，暂时没什么用，当然耳机插口和电源插口还是有的。是上个图给大家亮一下[attachment=4339591][attachment=4339590]那个IGBT管带着散热器很大，在工作桌上也不好摆放，就去掉了，从废弃的CPU散热器上找到一个风扇，接上线，看看还转，就用它了[attachment=4339589]基本材料找齐了，按照改动后的图开始按了，这里留个脚印[attachment=4339588]焊接对我没难度，30分钟理线顺着原来PCB线路，加上现在元器件的摆放，焊接基本完成，上图[attachment=4339587][attachment=4339586]安装好了，休息了一下喝口水，继续安装未完成的部分，把那个IGBT管焊上引线，风扇和散热器分离，这部分需要双手，所以没法给图给大家说一下，大家就明白了，风扇和散热器分离，这部分大家都会，风扇支架旁边有4个卡扣，往外一掰就开了，取下风扇，把那个IGBT管找到合适的地方，用螺丝对着那个圆口，上到散热器，固定好，再把风扇装回，也可能有管子挡住，可以让一个卡扣不用上紧，拨动风扇叶，能灵活转动就好了，大家也可以找其他散热器固定就好，也不一定照着我这个方法来，来个图，黄色部分就是IGBT管，已经用胶带绝缘好本着电源12V是通用的电压就用10W12V电压做了调试，当然大家可以用高一些的电压来用，这个没什么限制，这个管子耐压能达到300V以上呢来个调试图，电压可以按照我表明那样调试，或者根据自己喜好来调.电压越高，功率越大。[attachment=4339585]后来在调试的时候还感觉声音有一点点失真，就想在其E级加上个10R电阻，在电阻的上端E级哪里接上电解，把那个3W4R的喇叭接上，失真还是不错了，想来加了这么多元件也挺麻烦，不如直接就在E级对地哪里接了一个喇叭上去，省略电阻和电容，效果比接上的阻容还要好，失真的情况彻底没有了，声音也很好，一首歌连续放，也不伤耳朵，耐听。因为E级输出和C级输出信号是一样的，所以听不出声音错位来。上个最终测试图，大收录机箱子[attachment=4339584][attachment=4339583]这一个月的收获就在此了，因觉得声音比较好，在这里奉献给大家，有兴趣的可以去DIY，折腾才能有乐趣！
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目测是节能灯的线路板
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这个牛叉了。。。。。。
经典原创的东东一定要顶&& 要使劲顶&&支持LZ
感谢分享好经验，辛苦了
我记得IGBT带阻尼的，不知有没有影响，建议上示波器。
以資鼓勵，对三极管算入门了
用2只MOSFET，前级用3DJ6差分管，OCL双电源供电；频响功率超级。。。
楼主发的图画错箭头了。P和N位置。。。
有交流声音 低噪么？
散热器屌炸天了
直接接射极。。。喇叭有直流。。线圈没复位。。。真没失真吗？。。。接个电源变压器也好啊。。。
这样低压应用，不知道功率能达到多大？是不是只是音质好些？
理论效果不会好
这个比较牛叉啊
看起来样子是不错的
貌似IGBT管是用在大功率开关管用的把，用在功放上，喇叭受得了吗？，音质应该也好不到哪里去！我记得微波炉和电磁炉里貌似有IGBT管
这种管设计就是开关管。。。线性区很窄。。。做功放好像没好评。。。不过有用他做大功率的。。高压大电流。。。另外IGBT价格不低啊。。。还不如用专用的管。。。MOS也有音响专用的。。。普通的mos做A类的也比较少。。一般都是AB类的和D类。。。
这个学习了，等有空也搭个试试
歡迎探討，DIY的乐趣
LZ这个转帖开始还以为是甲类，这么看仍然是甲类——如果真是10W12V的电源，那真的是很省电的甲类了！！看来好功放还得是双电源OCL啊！这个一般听听也许行，搞过MOS单管的（双管的甲乙类失败，原理图骗人……），不会差太多吧，不过确实好像是越开关管越好，很奇怪啊~~
还有。。你的接法好像就是个射极追随器。。没电压放大。。。要这样接不如把喇叭接在电源端。。。最后就是电压太低了。。。mos的开启电压一般都是10v。。。你源极就6v。。管子 没截止吗？
:LZ这个转帖开始还以为是甲类，这么看仍然是甲类——如果真是10W12V的电源，那真的是很省电的甲类了！！看来好功放还得是双电源OCL啊！这个一般听听也许行，搞过MOS单管的（双管的甲乙类失败，原理图骗人……），不会差太多吧，不过确实好像是越开关管越好，很奇怪啊~~ [表情] &( 08:44)&囧。。。mos大部分都是开关管呀。。。你这个情况不太理解。。什么是越开关管？。。用过主板MOS做过1969。。还行。。散热不好弄。。找了个槽。。把MOS放水里了。。。。
原来看过一篇三极管和MOS的特性分析，三极管是电流驱动型，更适合用来做信号放大，MOS管是电压驱动型，开关速度更快，能过更大的电流，更适合做开关。PS：同问，为什么不用专用功放芯片？
这个会不会静态电流很大?
只提高电压就好？不理解，，
認真發帖&& 有研究精神
300V你太小看它了
“16W”的印刷字符露馅了，这是块电子镇流器的电路板。
甲类效率很低，做耳放还可以，这种小喇叭也凑合，大功率的话就是电炉子了。
[attachment=4340149]这是最基本的电路。。。放大倍数20倍左右。。你那图没电压放大。。。
收录，有时间捣鼓下：）
看原理图，直接驱动输出，直流分量比较大。只有折腾才有乐趣，顶楼主。
E极接喇叭是直流输出，反馈增大，估计换回场管效果也差不多。
电磁炉的功率管都可以改音频芯片，这个功率老大了
板子像傻瓜功放上的
不错啊，，我手里正好有几个IGBT，，玩玩。
其他不说，IGBT的频率特性离HIFI要求还是有距离
这也可以，音质不行吧。真没见过有人用它来DIY功放的。
IGBT貌似要用很高电压才能驱动吧，12v行吗
那个电路正确的，俺晕
俺&& 没有igbt,只有3055，和变压器，变压器是坏的，初级烧了，双12v，呵呵，怎么样 ，，把变压器初级拆了，绕满0.6线径的銅烯，装好，ok ,甲类单端变压，哈哈
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