具有双梯形截面肋片的功率器件液冷基板应用研究

电力电子集成模块的出现缓解了电力电子技术应用领域中的多种矛盾。然而,随着集成密度的增加,电力电子集成模块的热流密度也在不断加大,高效散热成为电力电子集成化的主要技术瓶颈之一。为了更好的克服电力电子集成化过程中发热这一主要技术问题,本文提出了了一种微通道液冷基板,它可以双面布置电力电子芯片;微通道是由具有双梯形截面的助片阵列所形成的,这种结构换热系数高、压力损失小、阻塞后易冲洗;进行了具有双梯形截面的助片阵列的原型设计;在基板二维尺寸亦即长度(方向)、宽度(方向)尺寸己定的前提下,基板有个可变参数:肋片间距、助片高度、肋片入口上底宽、肋片入口下底宽、助片出口上底宽、肋片出口下底宽。通过试验设计,对各结构参数进行了数值模拟与参数优化,找出了换热系数、压力损失与可变参数一般性规律,其中换热系数与出口下底宽、助片高度、助片间距三个参数有显著的非线性关系,压力损失与入口下底宽、出口下底宽、出口上底宽、助片间距、助片高等参数呈显著的非线性关系。液冷基板出口、入口段的结构对其性能有重大影响。本文详细研究了这种影响,并给出了一种效果较好的出入口结构设计。