根据摩尔定律,集成电路的集成度将以每18到24个月便翻一倍的速度增长,随之器件发热功率也将提高,进而对器件内部的热展开效率以及外围的散热速度都有更高的要求。电力电子领域亦是如此。绝大多数应用IGBT模块的换流阀均采用水冷系统。水冷却系统散热技术成熟且具有相当多的优点,但随着电力电子器件散热功率的提高,传统的水冷系统将逐渐无法满足电力电子器件的散热需求。本文围绕液态金属应用于电力电子器件散热,从散热工质、理论,冷板乃至散热系统等多方面对液态金属散热技术在电力电子领域中的应用展开了研究。由于液态金属的应用技术还不够成熟,将其应用于电力电子领域还存在诸多问题,关于此方面的研究鲜见论文报道。本文创造性地提出了将液态金属作为冷却工质应用于电力电子器件散热系统中的热展开环节,应用Ansys Fluent软件对散热系统进行数值模拟分析,以及针对不同的冷板模型进行局部元件散热性能分析,并设计验证性实验,在一定程度上验证了液态金属散热技术应用于大功率电力电子器件散热的可能性,并对其散热效果做出了评估。具体工作内容如下:1.对IGBT的散热技术以及液态金属的研究应用水平进行调研。2.对液态金属散热技术的应用进行理论分析计算,并对其应用于电力电子器件散热可能遇到的问题进行理论分析。3.针对现有的传统水冷散热系统模型,利用数值模拟分析技术,替换其散热工质分别为去离子水和液态金属,对比分析其散热效果,选出散热系统的最优方案,为系统散热性能提高提供参考。4.针对冷板模型提出多种改进模型,并仿真分析其对液态金属散热性能的提高,对液态金属专用的冷板模型设计提供参考。