雙效冷卻式電源模塊的製作方法
2023-06-03 04:42:26
專利名稱:雙效冷卻式電源模塊的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電力半導體【技術領域】。雙效冷卻式電源模塊，包括一電源模塊主體，電源模塊主體包括一功率半導體模塊組，電源模塊主體還包括至少兩個風機，功率半導體模塊組包括至少兩列橫向排布的功率半導體模塊單元，功率半導體模塊單元設有至少一個功率半導體模塊；功率半導體模塊的一側壁設有一水冷模塊，水冷模塊設有進水口、出水口，水冷模塊內部設有金屬管路，金屬管路的一端與進水口連通，金屬管路的另一端與出水口聯通；水冷模塊的進水口設有一PH值調節過濾模塊，PH值調節過濾模塊包括一PH值調節樹脂。本實用新型改良了傳統功率半導體模塊與風機的位置排布，從而提高了散熱效果。本實用新型通過風冷與水冷結合，從而提高冷卻效果。
【專利說明】雙效冷卻式電源模塊
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力半導體【技術領域】，具體涉及一種電源模塊。
【背景技術】
[0002]對於電源模塊，散熱情況的好壞直接影響其工作性能，傳統的電源模塊散熱效果並不顯著，風機無法實時調節其轉速。
[0003]傳統的電源模塊為保證各整流元件有良好的散熱，常規的風冷通常單獨設置散熱片，造成需要較多的散熱片及較高的安裝成本，不利於整個整流模塊的結構優化，限制了其安裝使用。
實用新型內容
[0004]本實用新型目的在於是提供一種雙效冷卻式電源模塊，以解決上述技術問題。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0006]雙效冷卻式電源模塊，包括一電源模塊主體，所述電源模塊主體包括一功率半導體模塊組，其特徵在於，所述電源模塊主體還包括至少兩個風機，所述功率半導體模塊組包括至少兩列橫向排布的功率半導體模塊單元，所述功率半導體模塊單元設有至少一個功率半導體模塊；
[0007]所述風機的個數等於所述功率半導體模塊單元的個數，每列所述功率半導體模塊單元的下方均設有一個所述風機，所述風機的吹風方向朝向所述功率半導體模塊單元；
[0008]所述功率半導體模塊的一側壁設有一水冷模塊，所述水冷模塊設有一進水口、一出水口，所述水冷模塊內部設有金屬管路，所述金屬管路的一端與所述進水口連通，所述金屬管路的另一端與所述出水口聯通；
[0009]所述水冷模塊的進水口設有一 PH值調節過濾模塊，所述PH值調節過濾模塊包括一 PH值調節樹脂。
[0010]本實用新型改良了傳統功率半導體模塊與風機的位置排布，從而提高了散熱效果。採用水冷模塊對功率半導體模塊進行冷卻，散熱能力較強，允許承載較大的功率。此夕卜，本實用新型通過在傳統的水冷模塊的進水口設有一 PH至調節過濾模塊，便於調節水冷模塊水流通道內的水質PH值，防止因為水質的PH值而照成對水流模塊內的金屬管路的腐蝕，提高水冷模塊的使用壽命。本實用新型通過風冷與水冷結合，從而提高冷卻效果。
[0011 ] 所述風機設有一進風口，所述進風口設有一空氣過濾模塊，所述空氣過濾模塊包括兩塊電極板，所述兩塊電極板之間夾有一蜂窩狀結構，所述蜂窩狀結構內設有複數條氣流通道。
[0012]本實用新型可利用空氣過濾模塊過濾室內的細小顆粒雜質物，以進一步提高空氣的淨化程度。由於本實用新型將風機設置於下方，而灰塵粉塵因為重力效果，會沉積在風機的下方，風機工作中，易將沉積的雜質空氣吹入，本實用新型通過空氣過濾模塊防止帶有雜質的氣體經所述風機，吹向所述晶閘管，影響其工作。本實用新型利用兩塊電極板形成電場庫侖力，空氣中的雜質在庫倫力的作用下，沉積在蜂窩狀結構的側壁上。
[0013]至少60%的氣流通道的氣流方向與所述進風口的氣流方向一致。以減少風阻，降低風機的能耗。
[0014]所述電極板也可以設有四個，四個電極板兩兩相對設置於蜂窩狀結構的四個外壁上。從而提高雜質吸附力。
[0015]所述蜂窩狀結構優選由攜帶有用於濾除有害離子的清潔樹脂構成。還可以是一多孔式駐極體結構體。
[0016]還包括一貯水裝置，所述進水口通過一進水管路連接所述貯水裝置；所述進水口通過出水管路連接所述貯水裝置；
[0017]在所述進水管路和所述出水管路中，至少其中之一設有水泵。
[0018]進水管路與出水管路通過貯水裝置進行冷卻水的循環利用，通過水泵驅動水流流動。
[0019]所述功率半導體模塊還包括一用於封裝的封裝外殼，所述功率半導體模塊固定在所述封裝外殼內；所述封裝外殼內嵌有一溫度傳感器，所述溫度傳感器連接一信號處理模塊，所述信號處理模塊連接一變頻器，所述變頻器設有至少兩個信號輸出端，所述變頻器的至少兩個信號輸出端分別連接所述水泵、所述風機。
[0020]本實用新型通過溫度傳感器檢測到功率半導體模塊的溫度，通過變頻器智能的調節水泵的轉速、風機的轉速，從而根據實際情況調整水冷模塊內部的水體流速與風機的吹風速率。
[0021]所述水冷模塊包括兩個呈板狀的板基體，所述板基體一側開有與所述金屬管路彎曲情況相匹配的溝槽，所述溝槽的橫截面呈半圓弧狀；
[0022]兩個所述板基體固定連接形成一與所述金屬管路相匹配的容置槽；
[0023]所述溝槽至所述板基體的厚度不大於5mm。
[0024]本實用新型通過水冷模塊的結構設計，從而便於板基體與金屬管路的可拆卸連接，便於水冷模塊部件的更換，此外，本實用新型通過限定溝槽至所述板基體的厚度在保證冷卻效果的同時，保證板基體對金屬管路的固定。
[0025]所述溝槽的縱截面呈一弧度大於180度的圓弧狀排布於所述板基體一側。
[0026]本實用新型溝槽的結構可使板基體內的循環水水流通道得到延長，以增強循環水的作用時間，同時可減小水流阻力。水流在金屬管路內流動時，沒有直角型折彎，而採用了圓弧狀，有助於減少水阻。
[0027]所述板基體開有溝槽側還開有一凹槽，所述凹槽距離所述溝槽不大於5mm。
[0028]本實用新型通過在溝槽側還設有一凹槽，兩塊板基體固定連接後，兩塊板基體的凹槽相結合，形成一製冷空間，溝槽內設有的金屬管路在對功率半導體模塊進行製冷時，同時也會對凹槽形成的製冷空間進行製冷，同樣的製冷空間也會對功率半導體模塊進行製冷。從而提高了製冷模塊的冷卻面積。
[0029]所述凹槽是一圓柱型凹槽，所述凹槽的中心軸線與所述溝槽的中心線處於同一直線上。
[0030]所述進水口設有兩個進水子口，分別為第一進水口、第二進水口，所述第一進水口與所述第二進水口與所述進水口均聯通，所述第一進水口設有的PH值調節過濾模塊是弱酸性陽離子交換樹脂，所述第二進水口設有的PH值調節過濾模塊是弱鹼性陰離子交換樹月旨;
[0031]所述進水管路設有兩個分支，分別為第一分支、第二分支，所述第一分支與所述第一進水口聯通，所述第二分支與所述第二進水口聯通；
[0032]所述第一分支上設有第一電磁閥，所述第二分支設有第二電磁閥；
[0033]所述進水管路設有一總支，所述總支的一端與所述貯水箱聯通，另一端連接所述分支，所述總支上設有一 PH傳感器，所述PH傳感器連接一信號處理模塊，所述信號處理模塊連接所述第一電磁閥、所述第二電磁閥。
[0034]本實用新型通過PH傳感器從而檢測進水管路上流經的水的PH值，根據PH值的情況，從而途徑不同的PH值調節過濾模塊進行PH值的調節。防止水質的酸鹼性問題腐蝕金屬管路。
【附圖說明】
[0035]圖1為本實用新型的一種結構示意圖；
[0036]圖2為本實用新型水冷模塊的板基體的一種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0038]參見圖1、圖2，雙效冷卻式電源模塊，包括一電源模塊主體，電源模塊主體包括一功率半導體模塊組，電源模塊主體還包括至少兩個風機I，功率半導體模塊組包括至少兩列橫向排布的功率半導體模塊單元，功率半導體模塊單元設有至少一個功率半導體模塊2 ;風機I的個數等於功率半導體模塊單元的個數，每列功率半導體模塊單元的下方均設有一個風機，一個風機I的吹風方向朝向一個功率半導體模塊單元；風機位於功率半導體模塊單元的下方；功率半導體模塊2的一側壁設有一水冷模塊，水冷模塊設有一進水口、一出水口，水冷模塊內部設有金屬管路，金屬管路的一端與進水口連通，金屬管路的另一端與出水口聯通；水冷模塊的進水口設有一 PH值調節過濾模塊14，PH值調節過濾模塊14包括一 PH值調節樹脂。本實用新型改良了傳統功率半導體模塊2與風機I的位置排布，從而提高了散熱效果。採用水冷模塊對功率半導體模塊2進行冷卻，散熱能力較強，允許承載較大的功率。此外，本實用新型通過在傳統的水冷模塊的進水口設有一 PH至調節過濾模塊，便於調節水冷模塊水流通道內的水質PH值，防止因為水質的PH值而照成對水流模塊內的金屬管路的腐蝕，提高水冷模塊的使用壽命。本實用新型通過風冷與水冷結合，從而提高冷卻效果O
[0039]如圖1，電源模塊主體包括三個風機1，六個功率半導體模塊2。
[0040]風機I設有一進風口，進風口設有一空氣過濾模塊，空氣過濾模塊包括兩塊電極板，兩塊電極板之間夾有一蜂窩狀結構，蜂窩狀結構內設有複數條氣流通道。本實用新型可利用空氣過濾模塊過濾室內的細小顆粒雜質物，以進一步提高空氣的淨化程度。由於本實用新型將風機I設置於下方，而灰塵粉塵因為重力效果，會沉積在風機I的下方，風機I工作中，易將沉積的雜質空氣吹入，本實用新型通過空氣過濾模塊防止帶有雜質的氣體經風機1，吹向晶閘管，影響其工作。本實用新型利用兩塊電極板形成電場庫侖力，空氣中的雜質在庫倫力的作用下，沉積在蜂窩狀結構的側壁上。兩塊電極板的庫倫力方向優選為垂直於氣流通道的氣流方向。
[0041]至少60%的氣流通道的氣流方向與進風口的氣流方向一致。以減少風阻，降低風機I的能耗。電極板也可以設有四個，四個電極板兩兩相對設置於蜂窩狀結構的四個外壁上。從而提高雜質吸附力。蜂窩狀結構優選由攜帶有用於濾除有害離子的清潔樹脂構成。還可以是一多孔式駐極體結構體。
[0042]還包括一IC水裝置，進水口通過一進水管路連接IC水裝置；進水口通過出水管路連接貯水裝置；在進水管路和出水管路中，至少其中之一設有水泵。進水管路與出水管路通過貯水裝置進行冷卻水的循環利用，通過水泵驅動水流流動。
[0043]功率半導體模塊2還包括一用於封裝的封裝外殼，功率半導體模塊2固定在封裝外殼內；封裝外殼內嵌有一溫度傳感器，溫度傳感器連接一信號處理模塊，信號處理模塊連接一變頻器，變頻器設有至少兩個信號輸出端，變頻器的至少兩個信號輸出端分別連接水泵、風機I。本實用新型通過溫度傳感器檢測到功率半導體模塊2的溫度，通過變頻器智能的調節水泵的轉速、風機I的轉速，從而根據實際情況調整水冷模塊內部的水體流速與風機I的吹風速率。
[0044]參見圖2，水冷模塊包括兩個呈板狀的板基體11，板基體11 一側開有與金屬管路彎曲情況相匹配的溝槽12，溝槽12的橫截面呈半圓弧狀；兩個板基體11固定連接形成一與金屬管路相匹配的容置槽；溝槽12至板基體11的厚度不大於5_。本實用新型通過水冷模塊的結構設計，從而便於板基體11與金屬管路的可拆卸連接，便於水冷模塊部件的更換，此外，本實用新型通過限定溝槽12至板基體11的厚度在保證冷卻效果的同時，保證板基體11對金屬管路的固定。
[0045]溝槽12的縱截面呈弧度大於180度的圓弧狀排布於板基體11 一側。本實用新型溝槽12的結構可使板基體11內的循環水水流通道得到延長，以增強循環水的作用時間，同時可減小水流阻力。水流在金屬管路內流動時，沒有直角型折彎，而採用了圓弧狀，有助於減少水阻。
[0046]板基體11開有溝槽12側還開有一凹槽13，凹槽13距離溝槽12不大於5mm。本實用新型通過在溝槽12側還設有一凹槽13，兩塊板基體11固定連接後，兩塊板基體11的凹槽13相結合，形成一製冷空間，溝槽12內設有的金屬管路在對功率半導體模塊2進行製冷時，同時也會對凹槽13形成的製冷空間進行製冷，同樣的製冷空間也會對功率半導體模塊2進行製冷。從而提高了製冷模塊的冷卻面積。
[0047]凹槽13是一圓柱型凹槽13，凹槽13的中心軸線與溝槽12的中心線處於同一直線上。進水口設有兩個進水子口，分別為第一進水口、第二進水口，第一進水口與第二進水口與進水口均聯通，第一進水口設有的PH值調節過濾模塊是弱酸性陽離子交換樹脂，第二進水口設有的PH值調節過濾模塊是弱鹼性陰離子交換樹脂；進水管路設有兩個分支，分別為第一分支、第二分支，第一分支與第一進水口聯通，第二分支與第二進水口聯通；第一分支上設有第一電磁閥，第二分支設有第二電磁閥；進水管路設有一總支，總支的一端與貯水箱聯通，另一端連接分支，總支上設有一 PH傳感器，PH傳感器連接一信號處理模塊，信號處理模塊連接第一電磁閥、第二電磁閥。本實用新型通過PH傳感器從而檢測進水管路上流經的水的PH值，根據PH值的情況，從而途徑不同的PH值調節過濾模塊進行PH值的調節。防止水質的酸鹼性問題腐蝕金屬管路。
[0048]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.雙效冷卻式電源模塊，包括一電源模塊主體，所述電源模塊主體包括一功率半導體模塊組，其特徵在於，所述電源模塊主體還包括至少兩個風機，所述功率半導體模塊組包括至少兩列橫向排布的功率半導體模塊單元，所述功率半導體模塊單元設有至少一個功率半導體模塊； 所述風機的個數等於所述功率半導體模塊單元的個數，每列所述功率半導體模塊單元的下方均設有一個所述風機，所述風機的吹風方向朝向所述功率半導體模塊單元； 所述功率半導體模塊的一側壁設有一水冷模塊，所述水冷模塊設有一進水口、一出水口，所述水冷模塊內部設有金屬管路，所述金屬管路的一端與所述進水口連通，所述金屬管路的另一端與所述出水口聯通； 所述水冷模塊的進水口設有一 PH值調節過濾模塊，所述PH值調節過濾模塊包括一 PH值調節樹脂。2.根據權利要求1所述的雙效冷卻式電源模塊，其特徵在於:所述風機設有一進風口，所述進風口設有一空氣過濾模塊，所述空氣過濾模塊包括兩塊電極板，所述兩塊電極板之間夾有一蜂窩狀結構，所述蜂窩狀結構內設有複數條氣流通道。3.根據權利要求1所述的雙效冷卻式電源模塊，其特徵在於:還包括一貯水裝置，所述進水口通過一進水管路連接所述貯水裝置；所述進水口通過出水管路連接所述貯水裝置； 在所述進水管路和所述出水管路中，至少其中之一設有水泵。4.根據權利要求3所述的雙效冷卻式電源模塊，其特徵在於:所述功率半導體模塊還包括一用於封裝的封裝外殼，所述功率半導體模塊固定在所述封裝外殼內；所述封裝外殼內嵌有一溫度傳感器，所述溫度傳感器連接一信號處理模塊，所述信號處理模塊連接一變頻器，所述變頻器設有至少兩個信號輸出端，所述變頻器的至少兩個信號輸出端分別連接所述水泵、所述風機。
【文檔編號】H05K7-20GK204290682SQ201420765531
【發明者】孫強, 王中祿, 湯鳳華 [申請人]上海南泰整流器有限公司