电力电子功率器件用风冷散热器换热技术研究

孙元邦，李 峰，韦志宇，孔丽君，王 博

（中车大连机车研究所有限公司，辽宁 大连 116021）

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随着电力电子科学技术的科学发展，电力电子功率器件的应用更加广泛，而决定电子器件使用寿命和性能的，一是器件本身的性能，二是电子器件的工作温度，即用于电子器件散热的散热器的换热能力[1]。目前，在热流密度小于4 W/cm2的电力电子设备中，多数采用风冷式冷却系统，例如电力机车、内燃机车辅助逆变器等用电设备的冷却系统中的散热器采用的是风冷散热器。张梁娟等[2]利用FloTHERM对风冷模块进行热仿真，并用试验测试结果验证了仿真结果的可靠性，同时测试类多种冷板的散热性能。杨景珊[3]选取3种典型的风冷散热器（即平直肋片散热器、填充泡沫金属的矩形通道散热器以及放射状肋片散热器）为研究对象，利用CFD软件对散热器的换热能力进行强化，并对流动与传热综合性能进行优化。王长昌等[4]应用散热仿真软件FLoTHERM对风冷散热器散热性能进行了仿真计算，并结合试验数据进行了对比分析，研究了冷却风速、齿片密度和高度等参数对风冷散热器散热性能的影响。邵强等[5]以矩形翅片式散热器为例简要分析了强迫风冷散热所需的参考风量；基于散热器结构形式和流体力学原理，推导出散热风道的风阻估算公式；结合对风机P－Q特性曲线的简要分析，快速得出风机实际的工作点和通风风量。潘舒洁[6]选择风冷散热器来进行研究，简单阐明了散热设计中的散热计算、散热器选择、风冷散热计算和风扇选择等步骤，完成简单的风冷散热器设计。……