基于水冷的IGBT模块散热结构设计及优化

摘要

为增强IGBT模块的冷却效果,以某IGBT模块为研究对象,在常规形散热针柱的基础上设计了圆环形散热针柱和螺旋形散热针柱。对3种散热针柱下的IGBT模块结温分别进行理论计算,并利用有限元分析软件STAR-CCM+对3种散热针柱下的IGBT模块进行仿真模拟。对比分析3种模型的温度场、压力场及速度场,结果表明:3种模型的理论计算结果和仿真计算结果之间的误差均小于5%;最优的螺旋形散热针柱下的IGBT模块在针柱高度为11 mm、针柱直径为2.5 mm以及水流流量为12 L/min时,散热能力表现最佳。