图 12 液体射流冷却

直接冷却技术还包括喷射冷却散热。Navodo探索了喷射冷却方法，如图12所示，利用射流冲击发热模块表面，结果显示滴径增加可以使换热系数增强。

Oliphant 等实验对比研究了喷雾冷却和射流冷却的传热性能，如图13所示，喷雾冷却利用强大压力使液体雾化喷射到发热块表面，达到降温的效果，结果表明喷雾冷却传热的效果更好。

图 13 液体喷雾冷却

功率模块直接与冷却液接触，无接触热阻，且具有较好的均温性。研究表明直接液冷的散热能力可达800W／cm2。

通常，按照是否带有铜基板又可将其分为间接液冷和直接液冷。通过研究，不带有铜基板的散热结构能够有效降低散热模块整体热阻达20％～40％，主要是因为去除铜基板的同时能够去除导热硅脂涂层，导热硅脂涂层虽然厚度很薄，但是其导热系数极小，对散热极为不利，会产生极大的导热热阻。因此，现用的液冷散热结构大都使用不带有铜基板的直接液冷散热方案。

IGBT 功率半导体模块作为当前电力电子器件的核心部件，而热量的累积会严重影响器件的安全性、可靠性及工作性能 ，散热问题越来越突出，对模块冷却的要求也越来越高。为适应 IGBT 功率半导体元件向高功率、高集成方向发展，在分析 IGBT 散热的基础上，为进一步提高 IGBT 的冷却效果，当前已有的翅片散热、风冷和液冷散热、传统热管散热和基于 PCM 的散热器等技术已比较成熟，但综合其传热性能、运行可靠性以及系统成本等种种因素，相变冷却、强制液冷和微冷却技术成为当今散热研究热点。本文重点介绍了翅片、风冷和液冷以及热管、相变散热技术的相关新发现。综合考虑系统各项因素，更适合 IGBT 功率半导体元件散热需要的技术是集传统热管原理与结构进行优化的热管技术，未来一个重要方向为对传热性能和优化结构的研究。