高压变频器功率模块相变散热研究

来源：电工电能新技术杂志2021年第6期北京时间：

作者：石华林，，4， 熊斌，， 刘作坤， 贾媛媛， 顾国彪

单位：1. 中国科学院电工研究所， 北京 100190；
\r\n2. 中国科学院大学， 北京 100049；
\r\n3. 北京首钢国际工程技术有限公司， 北京 100043；
\r\n4. 山西辰诚建设工程有限公司， 山西 阳泉 045000

摘要：高压变频器功率器件的散热问题是制约设备性能、影响功率密度的关键。针对传统空冷和水冷散热方案存在的不足，本文展开蒸发冷却相变散热技术在大功率高压变频器上的应用研究。首先根据变频器功率模块的结构参数特点和热损耗计算，设计了高集成化的蒸发冷却冷板散热方案，并通过数值仿真和实验进行了验证。研究分析表明, 相变冷板散热方案相比强迫风冷方案散热能将功率模块高度集成化，大幅提高体积功率密度；相比传统水冷板方案，相变冷板均温度均匀性更好，无泵实现自循环便于运维，且流量均匀性更好，更利于功率器件的安全稳定运行，另外采用的冷却介质具有绝缘性、安全性更高。

关键词：高压变频器, 蒸发冷却技术, 冷板, 相变散热