IGBT散热模块流道与翅针结构的优化设计OA

为提升绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)模块的散热性能,笔者针对IGBT模块的散热系统,设计了不同流道、翅针结构及翅针布局形式,利用数值模拟软件对温度场与流场进行耦合计算,对散热模块的散热能力进行分析。研究结果表明:阶梯形流道与矩形流道相比芯片的最高温度降低了10.5℃,缩放形流道与矩形流道相比芯片的最高温度降低了7.9℃;交换进、出口对阶梯形流道散热能力影响较小;均匀排布的翅针结构均能进一步降低芯片的温度,其中三角形翅针(负向)散热能力最优,芯片最高温度仅为51.7℃;非均匀排布圆柱形翅针结构可缓解远端芯片过热的问题,然其入口分流能力相较于三角形翅针与扇形翅针结构弱。综合评估散热模块的温度和进、出口截面的压降发现非均匀排布的扇形翅针(Ⅱ型)散热综合性能较优。