Радиоэлектронный блок

 

Изобретение относится к теплообменным устройствам. Цель изобретенияповышение надежности блока в работе и уменьшение его массогабарятных характеристик . Радиоэлектронный блок (РБ) содержит заполненный диэлектрич-ской жидкостью 2 герметичный корпус 1, конденсатор 3, собранные в столб тепловыделяющие полупроводниковые приборы 4 с охладителями 5, отделенными один от другого. РБ снабжен жесткими перегородками (П) 6 из электропроводного материала, на поверхности .1. f-- Я - 5J .. .13 И -П -Ю

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБ ЛИН!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOIAHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 07. 08. 91. Бнл. Ф 29 (21) 3937803! 21 (22) 23,05.85 (71) Истринское отделение Всесоюэноr0 электротехнического института им.В.И.Ленина (72) И.М.Лепехин, Е.С.Яценко и Л.В.Петрина (53) 621.396.677 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 381850s кл. У 25 В 19/04, 1973.

Исакеев А.И. и др. Эффективные способы охлаздения силовых полупроводниковых приборов. Л.: Энергоиэдат, 1982, с.26.,.ЯО,»И2 58аЗ А1 (51)5 F 25 В 19/04 Н 01 L 23/34 (54) РАДИОЭЛЕКТРОННЬЙ БЛОК (57) Изобретение относится к теплообменным устройствам. Цель иэобретенияповышение надезности блока в работе и уменьшение его массогабарйтных характеристик. Радиоэлектронный блок (РБ) содержит эаполненный диэлектрической кидкостью 2 герметичный корпус

1, конденсатор 3, собранные в столб тепловыделяющие полупроводниковые приборы 4 с охладнтелями 5, отделенными один от другого. РБ снабжен жесткимии перегородками (П) 6 иэ электропроводного материала, на поверхности

1325963 которых выполнены с обеих сторон капиллярные каналы, и полой вставкой иэ: диэлектрического материала. Охладители 5 - многослойные, лри этом внеш ние слои (C) 10 a tt выполнены иэ материала с крупнодисперсной структурой, а внутренние С 13 — из материала с мелкодисперсной структурой. С 10, 11 армированы элементами 12 иэ элек1

Изобретение относится к теплооб" менным устройствам, в частности к устройствам для охлаждения тепловыделяющих приборов, используемых преимущественно в полупроводниковой технике.

Целью изобретения является повышение надежности блока в работе и уменьшение его массогабаритных характеристик.

На фнг. 1 показан предлагаемый радиоэлектронный блок; на Фиг.2 — разрез А-А на фиг.1.

Радиоэлектронный блок содержит герметичный корпус 1, заполненный диэлектрической жидкостью 2, конденсатор 3 и .собранные в столб тепловыделяющие полупроводниковые прибоРы, чередующиеся с охладителямн 5 ° отделенными друг от друга жесткими перегородками 6 из электролроводного материала, на поверхности которых выполнены с обеих сторон капиллярные каналы 1. Для выхода паров охлаждающей диэлектрической жидкости 2 полой вставкой 8 иэ синтетического материала и перегородками 6 образованы окна 9. Охладнтелн 5 содержат внешние слои 10 и 11 as материала с крулноднсперсной структурой, армированные элементами 12 из электропроводного материала, в качестве которого может быть использована, например, медная проволока, а также внутренний слой

13 as материала с мелкодисперсной структуройв

Блок работает следующим образом.

Прн относительно низких электрических нагрузках охлаждение тепловвг" деляющих полупроводниковых приборов тропроводного материала, ориентированными в разных направлениях. В оли" сании приведены соотношения геометрических размеров охладителя и капиллярных каналов каждой П. Изобретение может быть использовано для охлаждения тепловыделяющих приборов, применяемык преимущественно в полупровод никовой технике. 2 s.ï. ф-лы, 2 ил.

4 происходит sa счет нагрева и испарения непосредственно с поверхностей приборов 4 диэлектрической жидкости

2, которая поступает к охлаждаемым поверхностям тепловыделяющих приборов 4 по капиллярным каналам 7 на поверхности перегородки 6 из электропроводного материала и через многослойные охладители 5, слои которых

10 выполнены из материала с капиллярнопористой структурой. Под действием капиллярных сил в охладителях 5 возникает капиллярный напор, наибольший там, где сильнее местные перегревы на контактирующих с охладителями 5 поверхностях тепловыделяющих приборов 4, что устраняет местные перегревы структуры полупроводниковых приборов и обеспечивает равномерность, охлаждения всей их последовательной цепочки. Это позволяет производить расчет нагрузочной способности тепловыделяющих приборов 4 из средних условий охлаждения. а не из условий их

2 наихудшего охлаждения. Смесь жидкости 2 удаляется .из зоны нагрева через обьем корпуса, ограниченного полой вставкой 8, через сегментные окна 9.

При повышенных и импульсных тепло. вых нагрузках внешние слон as матери-, . ала с крупиоднсперсной структурой охладнтелей 5, обращенные к тепловыделяющнм поверхностям полулроводни, ковых приборов 4, осуществляются и далее, с ростом тепловой. нагрузки, работают как проводники тепла к поверхностям раздела пар-жидкость, который образуется на внутреннем слое

13 as материала с мелкодисперсной

40 структурой. урн этом жидкий теплоно3 13259 ситель поступает к поверхностям раздела пар-жидкость ло калиллярным каналам 7 и частично по капиллярам внешних слоев иэ материала с крупно" дисперсной структурой, расположенных между перегородками 6 и внутренними слоями 13. Образующийся лри нагревании теплоносителя пар удаляется нэ материала с крупнодисперсной структурой, имеющей контакт с поверхностью тепловыделяющих приборов. Смесь нагретой диэлектрической жидкости 2 поступает в конденсатор 3 через сегментные окка 9.

Слой 13 не дает лару воэможности пробиться во внешние крупнодисперсные слои, имеющие контакт с электропроводными перегородками 6. Поэтому .внешние крупнодисперсные слои, кон-, тактирующие с перегородками 6, всегда смочены жидким теплоносителем, и гидродинамика жидкого теплоносителя по капиллярам вставки и самой капиллярно-пористой структуре охладителей

5 не нарушается.

Охлаждение тепловыделяющих полупроводниковых приборов 4 при повышенных и импульсных электрических нагрузках всегда сопровождается значительными электродинамическйми усилия» ми в осевом направлении, с поиощъю которых осуществляется механическое прижатие элементов системы друг к другу. Эти же условия действуют и на квпиллярно-пористые слои охладителей

5. Поэтому для обеспечения работоспособности блока оба крупнолорнстых слоя

olëàäèòåëåé 5 ариированы электропроводным материалом, причем направление

40 армирования одного слоя не совпадает с направлением армироввния другого слоя.

Формула изобретения.

1. Радиоэлектронный блок, содер- жащий герметичный корпус, заполненный диэлектрической жидкостью, pasкапиллярными каналами на нх поверхности, столб чередующихся между собой полупроводниковых приборов и охладителей расположен внутри полой вставки, в-перегородки поэтвжно установлены между соседними охлвдителямн с воэможностью их контакта с ними я. пересечения стенок полой вставки с. образованиеи соосных окон, входы капиллярных каналов перегородки расположены нв двух ях противоположных концах, которые размещены с внешней стороны полой вставки, каждый охлвдитель выполнен трехслойным IIs ивтерийл& с капиллярнолористой структу.

Эффективность охлаждения тепловыделяющих приборов повышается эа счет того, что устранена BosMoxaocTb оеуществления капллярно-пористой структуры охладителей, в также воэможность их смятия под действиеи значительных механических усилий .и звпариввння 5О прн одновреиенном уменьшении переход" ного теплового сопротивления охлаждающих элементов, Улучшение иассогабаритных характеристик радиоэлектронного блока с тел-" 55 ловыделяющей аппаратурой следует из уменьшения удельной массы охладителей, выполненных иэ капиллярно-пористого материала.

Технико-экономическая эффективность изобретения основана ня том, что в полулроводниковых преобразователях увеличение тока через полулроводниковые приборы иэ-эа повьпп ння эффективности охлаждения позволяет увеличить мощность преобразователя или, лри сохранении мощности, уменьшить количество приборов в силовых блоках и улучшить иассогабаритные характеристики блоков, что особенно важно лри использовании полупроводниковых преобразователей, например, нв летательных аппаратах. Кроме того, изобретение может быть использовано как при последовательном электрическом соединении тепловыделяющих полупроводниковых приборов, так н прн монтаже любой иэ известных схем преобразования энергии в виде одного столба. При этом для электрического разделения плеч преобразовательной схемы в соответствующих меСтах столба вместо вентилей с охлаждающими элементами устанавливаются диэлектрические полые вставки. мещенный в корпусе конденсатор, полупроводниковые приборы, каждый иэ которых установлен между двумя охладителями с образованием столба, погрупенные в диэлектрическую жидкость, о т л и ч а ю щ н и с я тси, что, с целью повышения надежности его в работе и уменьшения массогвбаритных характеристик, оН снабжен полой вставкой из диэлектрического материала, размещенной в корпусе, и перегородками иэ электропроводного материала с

Я-д

Составитель С.Дудкин

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Редактор Г.Бельская

Тираж 316 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3436

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная,4

5 132596 рой, причем внутренний слой охладителя выполнен иэ материала с мелкодисперсной структурой, а смежные с ним внешние слои - из материала с крупнодисперсной структурой, армированного элементами из теплозлектропроводного. материала.

2. Блок по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что элементы армиро.вания внешних слоев калдого охладителя ориентированы в разных направлениях.

3. Блок по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что геометрические размеры внутреннего слоя и внешних 15

1 слоев каждого охладителя и капилляр ных каналов кашдой перегородки связаны следукш ими соотношениями: d„ (0,005-0,5)d„; У» (0,5-0,005)с3л,.

3 6 м (0,1-0,01) в „ ; а=(2-5)d „Ъ=(0,1-1)а; с(0,1-1,0)а, где d „ — диаметр пор слоя из материала с мелкодисперсной капиллярно-пористой структурой, м; d — диаметр пор слоя из материала с крупнодисперсной капиллярно-пористой структурой, м;

8»- толщина слоя из материала с крупнодисперсной капнллярно-пористой структурой, м; d — толщина слоя иэ мате" риала мелкодисперсной капиллярно-пористой структуры, м; d „ - диаметр тепловыделяющей поверхности охлашдаемых приборов, м; а — шаг между соседними каналами на поверхности вставки, м, Ь вЂ” ширина поперечного сечения канала на поверхности вставки, м с — высота поперечного сечения канала на поверхности вставки, м.