周靖　侯铮　周方圆　文韬

摘要：文章介绍了一种在工程中比较实用的大功率半导体组件的系统设计计算方法，利用散热系统热阻等效电路求出散热器热阻，进而设计出符合高电压、大电流的水风冷却、水电隔离的散热冷却系统，最后通过ANSYS对该散热系统进行了散热仿真及试验验证，为处于封闭空间的高电压、大电流变流器提供可借鉴的散热系统解决方案。

关键词：风水冷换热方式；水电隔离；散热系统；大功率半导体组件；散热冷却系统 文献标识码：A

中图分类号：U665 文章编号：1009-2374（2017）11-0035-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.018

随着电力电子技术的快速发展，其应用的范围越来越广泛，电力电子装置（如舰载电源、电力机车等）的功率密度越来越大、变流器的容量和损耗也随之增大，对半导体组件的可靠性要求也越来越高。采取一定的散热措施，半导体的管芯问题在允许的范围内，器件不易损坏，因此散热系统设计的合理性将直接影响大功率电力电子装置工作的稳定性，特别是对于某些高功率密度、应用环境受限等特殊应用场合，充分考虑半导体组件的热损耗，设计有效的散热系统，把热源的热量能顺利及时的排放出去，使电力电子器件的结温控制在允许范围内显得更为重要。本文将以高功率密度、封闭应用环境的半导体组件散热系统设计为例进行说明。

1 散热系统的具体设计

该半导体组件通常在高压舰载电源系统中使用，要求半导体组件产生的热量不影响电源系统的环境温升，当环境初始温度为55℃时，温升要求控制在25～32K。……