Радиоэлектронное устройство

 

Использование: в микроэлектронике для охлаждения микроэлектронного оборудования с высокой интегральной плотностью комплектующих компонентов. Сущность изобретения: устройство выполнено в виде герметичного контейнера 1, на внутренних поверхностях боковых стенок которого расположены платы 2 с охлаждаемыми полупроводниковыми кристаллами 3. Конденсатор 4 в виде плоских полых пластин сопряжен своими полостями с трубопроводом 5. В указанных полостях циркулирует охлаждающая жидкость. 3 ил.

Изобретение относится к области охлаждения микроэлектронного оборудования с высокой интегральной плотностью комплектующих компонентов.

В последние годы достигнуты значительные успехи в производстве ЭВМ высокой производительности. Это привело к увеличению тепловых потоков на полупроводниковых кристаллах. Плотность теплового потока, выделяемая при их работе, достигает 40 Вт/см и предполагается, что до 2000 г. она превысит 100 Вт/см. Для нормальной работы полупроводникового кристалла необходимо, чтобы его температура не превышала 85оС. При дальнейшем увеличении температуры количество возможных сбоев в работе кристалла БИС возрастает по экспоненте. Другой важной задачей стало наиболее компактное размещение монтажных плат в компьютерах высокой производительности.

В настоящее время для охлаждения полупроводниковых кристаллов предложено использовать погружные системы охлаждения [1] Физические свойства используемых в этих системах диэлектрических жидкостей позволяют организовать процесс теплоотдачи при кипении, так как у большинства этих жидкостей температура насыщения при атмосферном давлении колеблется от 20 до 70оС. Температура поверхности при этом не превышает 85оС. С другой стороны, все они обладают относительно малой теплотой фазового перехода и капиллярной постоянной, что определяет низкую плотность критического теплового потока.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство с погружной системой охлаждения [2] Монтажные платы с полупроводниковыми кристаллами крепятся вертикально к стенкам камеры. Для увеличения интенсивности теплоотдачи используются конденсаторы, выполненные в виде труб круглого сечения. Конденсаторы располагаются между платами и погружены в жидкость. Над каждым конденсатором располагается ловушка для пара, изготовленная из пористого материала. За счет того, что пар собирается в этих ловушках, конденсация происходит в паровом пространстве, что позволяет увеличить ее интенсивность.

Недостатками известного устройства являются большое расстояние между платами, которое определяется внешним диаметром; плотность теплового потока, выделяемая полупроводниковыми кристаллами, не может превышать плотность критического теплового потока для неограниченного объема жидкости; устройство может использоваться только в вертикальном положении при наличии гравитационной силы.

В основу изобретения положена задача уменьшения габаритов, упрощение конструкция устройства охлаждения, а также увеличение плотности критических тепловых потоков.

Задача решается тем, что в устройстве, содержащем герметичный контейнер, рабочий объем которого частично заполнен низкокипящий диэлектрической жидкостью, монтажные платы с полупроводниковыми кристаллами, погруженные в жидкость, конденсатор пара, размещенный между платами, согласно изобретению конденсатор выполнен в виде плоских пластин, заполненных прокачиваемой охлаждающей жидкостью. Платы с полупроводниковыми кристаллами располагаются по обе стороны конденсатора. Пар, образующийся на отдельном кристалле, плотностью конденсируется в объеме между ним и конденсатором. Поэтому неконденсирующиеся примеси (воздух), оставшиеся в конденсаторе при его заправке жидкостью или просочившиеся в систему через неплотности соединений при понижении давления ниже атмосферного, не оказывают отрицательного влияния на теплообмен. Жидкость в окрестности кристаллов существенно переохлаждается, в результате возрастает интенсивность теплоотдачи и увеличивается плотность критического теплового потока. Так как образовавшийся пар не достигает следующего кристалла, то это позволяет избежать увеличения паросодержания на вышерасположенных кристаллах и, как следствие, уменьшения плотности критического теплового потока, что имеет место при отсутствии конденсатора. Кроме того, за счет того, что общая толщина плоского конденсатора меньше, чем внешний диаметр труб, достигается уменьшение расстояние между платами. Это позволяет увеличить плотность компоновки электроники.

На фиг.1-3 изображены различные варианты радиоэлектронного устройства.

На фиг. 1 устройство выполнено виде герметичного контейнера 1, на внутренних поверхностях боковых стенок которого расположены платы 2 с охлаждаемыми полупроводниковыми кристаллами 3. Плоский вертикальный конденсатор 4 располагается между платами, трубопровод 5 используется для подачи охлаждающей жидкости конденсатора.

Охлаждение кристаллов происходит при кипении на них диэлектрической жидкости.

Устройство на фиг.2 отличается от первого тем, что в контейнере 1 располагаются несколько плат 2 с полупроводниковыми кристаллами 3, между которыми установлены плоские конденсаторы. Это позволяет увеличить плотность компоновки электронных компонентов.

Кроме того, в отличие от известных конструкций заявляемая конструкция позволяет расположить платы как вертикально, так и горизонтально, так как в системе отсутствует циркуляция паровой фазы. Весь образующийся пар конденсируется в зазоре между кристаллами БИС и конденсатором. Это позволяет использовать данную конструкцию системы охлаждения для высокопроизводительных вычислительных комплексов, установленных на транспортных средствах.

Конденсатор пара может быть выполнен как в виде единой пластины, так и в виде отдельных плоских каналов, соединенных с коллектором охлаждающей жидкости (фиг.3).

Радиоэлектронное устройство может быть использовано, учитывая его компактность и простоту обслуживания, в конструкциях вычислительных машин высокой производительности и другой электронной техники.

Формула изобретения

РАДИОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее герметичный контейнер, рабочий объем которого частично заполнен легкокипящей жидкостью, монтажные платы с полупроводниковыми кристаллами, установленные в рабочем объеме и погруженные в жидкость и конденсатор пара, размещенный между платами, отличающееся тем, что конденсатор пара выполнен в виде плоских полых пластин, заполненных прокачиваемой охлаждающей жидкостью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам охлаждения аппаратуры летательного аппарата

Изобретение относится к электротехнике и энергетике, а более конкретно к "малой" энергетике - автономным источникам питания на базе силовых агрегатов небольшой мощности, способных работать в полевых условиях в автоматическом режиме не менее 1 - 2 лет

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения электрических машин, в частности - к синхронным электрическим машинам с возбуждением от постоянных магнитов, которые наряду с известными достоинствами обладают и некоторыми недостатками, в частности - довольно сложными пусковыми и регулировочными характеристиками и относительно низким КПД

Изобретение относится к области электротехники и физико-химических технологий и касается устройств, используемых для электролиза воды

Вертикальный ветровой электрогенератор содержит опорную колонну (1), по крайней мере один генераторный блок (2), по крайней мере две лопасти (3), устройство контроля возбуждения, выпрямительное устройство, реверсивный частотный преобразователь, фланцы, опоры, систему охлаждения, подъемный механизм (80) и подъемную систему. Генераторный блок (2) содержит фиксатор, генератор и возбудитель. Фиксатор содержит внешний фиксатор и внутренний фиксатор. Генератор содержит статор и ротор. Возбудитель содержит статор и ротор. Вертикальный ветровой электрогенератор может быть изготовлен со снижением его стоимости, быстро запущен, увеличивает эффективность использования ветровой энергии, имеет более высокую эффективность охлаждения генератора, увеличивая тем самым срок его службы и снижая стоимость и время, затраченные на его техобслуживание. 16 з.п. ф-лы, 32 ил.

Изобретение относится к преобразованию тепловой энергии в электрическую и может применяться в качестве автономного источника электрической энергии, используя для нагрева, например, солнечную тепловую энергию или любой другой источник тепла. Устройство для реализации способа содержит нагреватель-испаритель 1 с теплообменными ребрами 2, аэролифт 3, конденсатор 4, эжектор 5, преобразователь энергии 6, патрубок 7. Внутри устройства циркулирует жидкость 8. Технический результат состоит в упрощении реализации способа, конструкции, повышении надежности, долговечности, экологичности и экономичности, расширении области применения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к электрической машине, в частности, электрическая машина представляет собой синхронный генератор, выполненный с возможностью соединения с газовой или гидротурбиной. Технический результат заключается в создании электрической машины, не использующей токосъемные контактные кольца и способной обеспечить возбуждение при запуске. Электрическая машина содержит первый сердечник ротора с первой роторной обмоткой, первый сердечник статора с первой статорной обмоткой, устройство возбуждения для подачи тока в первую роторную обмотку. Упомянутое устройство возбуждения содержит второй сердечник ротора со второй роторной обмоткой. Второй сердечник ротора соединен с первым сердечником ротора с возможностью вращения. Электрическая машина содержит также второй сердечник статора со второй статорной обмоткой. Вторая роторная обмотка и вторая статорная обмотка представляют собой многофазные обмотки. Первая и вторая роторные обмотки соединены друг с другом. Устройство возбуждения представляет собой асинхронную электрическую машину. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электроэнергетики, а точнее - к системам для генерации электроэнергии. Технический результат - повышение эффективности электроснабжения различных потребителей. Согласно способу создают систему электроснабжения, состоящую из электрогенератора, содержащего ротор, с возможностью вращения соединенный с двигателем привода для создания крутящего момента, генераторную обмотку с выводами для подключения нагрузки. При этом тормозной электромагнитный момент, возникающий на роторе электрогенератора при протекании тока нагрузки, преодолевают крутящим моментом вспомогательного двигателя-генератора, который добавляют в систему электроснабжения и который содержит ротор, рабочую обмотку с выводами для подключения. Ротор двигателя-генератора кинематически связывают с ротором электрогенератора, а генераторную обмотку последнего, нагрузку и рабочую обмотку двигателя-генератора соединяют в виде последовательной электрической цепи. Рабочую обмотку двигателя-генератора включают в указанную цепь таким образом, чтобы рабочее вращение его ротора было направлено против тормозного электромагнитного момента, возникающего на роторе электрогенератора. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к магнитоэлектрическим машинам. Синхронный электромеханический преобразователь энергии обращенной конструкции содержит вал, вращающийся статор, на котором расположена обмотка, вращающийся трансформатор, содержащий первичную цепь с обмоткой и сердечником и вторичную цепь с обмоткой и сердечником; на валу установлена первичная цепь с обмоткой вращающегося трансформатора, при этом выводы обмотки статора соединены с выводами вращающегося трансформатора шинами; пространство между вращающимся трансформатором и вращающимся статором залито теплопроводящим компаундом. Вторичная цепь с обмоткой вращающегося трансформатора установлена на неподвижном корпусе. Технический результат состоит в увеличении кпд синхронного электромеханического преобразователя энергии, повышении надежности при минимальных массогабаритных показателях за счет обращенной конструкции. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам регулирования крутящим моментом электродвигателя. Устройство для управления моментом и оборотами синхронного электродвигателя содержит статор вращающегося генератора возбуждения синхронного электродвигателя, ротор генератора и дифференциальное устройство. Статор генератора подключен к одному из двух выходов дифференциального устройства. Ротор генератора соединен с ротором электродвигателя. Вход дифференциального устройства подключен в валу электродвигателя. Второй выход дифференциального устройства подключен к выходному валу. Блокирование дифференциального устройства силой индукции, возникающей между статором и ротором генератора, приводит к изменению крутящего момента и передаточного отношения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным турбинам. Технический результат – повышение эффективности работы. Генератор содержит первый магнитный узел и второй магнитный узел, причем первый и второй магнитные узлы выполнены параллельно для выработки магнитного поля и области с нулевым магнитным полем. Ротор размещен между первым и вторым магнитными узлами. При этом ротор связан с ведущим валом, проходящим через первый и второй магнитные узлы, и часть ротора размещена в области с нулевым магнитным полем. Генератор также содержит по меньшей мере одно приспособление для передачи электрического тока, связанное с ротором в области с нулевым полем, и по меньшей мере одно приспособление для передачи электрического тока, связанное с валом, а также приводное приспособление, прикрепленное к валу. Активизация приводного приспособления вызывает поворот ротора в магнитном поле с образованием электрического потенциала между первым и вторым приспособлениями для передачи электрического тока. 6 н. и 40 з.п. ф-лы, 127 ил.

Изобретение относится к области охлаждения микроэлектронного оборудования с высокой интегральной плотностью комплектующих компонентов

Наверх