电力电子集成技术将电力电子装置内的大量非标准化的分立器件按照一定的功能组合在一起,形成具有一定通用性的电力电子集成模块。电力电子集成模块的应用使电力电子装置设计和维护难度显著降低,极大地推广了电力电子装置的应用范围。然而,随着集成模块在航空航天以及军事领域的运用越来越广,集成模块的功能要求越来越完善而体积越来越小,在集成模块内产生的高热流密度对模块的可靠性造成巨大威胁,使模块的集成度受到极大限制,甚至认为传热问题成为了模块的集成度向更高方向发展的瓶颈。迄今为止,电力电子集成模块在国外的发展时间只有4～5年,而在国内,电力电子集成模块的研究仅处于起步阶段,还没有对电力电子集成模块进行专门的传热研究,在许多热设计上只能依靠电气工程师自身的经验或模仿国外的热设计结果,这显然不能满足模块发展的要求。因此,针对电力电子集成模块的特殊结构和工作特性,应用传热学的基本理论,对集成模块进行专门的传热研究,对提高模块的集成度,保证模块的工作性能和可靠性,促进电力电子集成模块在国内的自主研发都具有重要意义。本文以具有国际先进水平的混合封装电力电子集成模块为研究对象。该模块的创新之处在于将控制、驱动保护与功率电路封装在一起,具有功率密度大,可靠性高的优点,其传热问题被国内外电力电子专家公认为是急待解决的重要问题之一。重点探索和研究了集成模块内部以及外部风冷散热器的传热规律。建立了集成模块的关键构成部分,也是主要生热部分——功率电路——的稳态和瞬态热模型。根据该热模型分析了评价集成模块热性能的主要参数——模块的结壳热阻——的构成情况和影响因素;并根据研究结果对DBC尺寸、铜基板尺寸等几项关键参数进行优化设计。研究了集成模块内部功率电路对驱动保护电路的热影响,提出在功率电路和驱动保护电路之间夹入一层空气隙以削弱该影响的措施,该项工作提出了模块热分析工作的另一项重要内容。根据增强流动换热的机理以及目前普遍使用的板翅式散热器存在的缺点,提出新型翅柱复合型散热器结构,采用PIV技术对该种带有多钉柱绕流的矩形通道内的流场进行了测试,得到了钉柱位置不同时该种板柱结合的通道内的流动规律,根据流速分布规律并结合湍流数值计算结果,对翅柱式散热器通道内钉柱的位置进行了优化。