Устройство для охлаждения нагревающихся элементов электронной техники

Изобретение относится к электронной технике, в частности к устройствам охлаждения элементов и узлов аппаратуры неразрушающего контроля, технической и медицинской диагностики, бытовой аппаратуры. Суть изобретения состоит в том, что теплорассеивающий модуль (микросхема) выполнен из хаотично упакованной неизолированной проволоки, контактно уложенной на тепловыделяющем корпусе и контактирующей витками друг с другом на изгибах их пересечения, проволока изготовлена из алюминиевой жилы, плакированной медью, при этом на наружную поверхность упакованной проволоки нанесена оболочка из материала с высокой теплопроводностью, а модуль снабжен всасывающим улавливателем для откачки воздуха из окружающей среды модуля и удаления налета пыли с поверхности оболочки, размещенным снаружи модуля. Технический результат - увеличение ресурса работы электронной аппаратуры и повышение метрологических характеристик. 2 ил.

 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к устройствам охлаждения элементов и узлов аппаратуры неразрушающего контроля, технической и медицинской диагностики, бытовой аппаратуры, и может быть использовано в производстве полупроводниковых приборов, микросхем, гибридных наносвязок микросхем, электрических радиоэлементов, блоков электропитания, сверхвысокочастотных узлов преобразования информации связи, приборостроительной, кораблестроительной и др. отраслях промышленности.

Известны устройства охлаждения элементов электронной техники, содержащие микросхемы, размещенные на радиаторах, обеспечивающие рассеивание температуры микросхемы, другие отводы тепла в виде вентиляторов, продуваемых пространство элементов электронных схем [SU №520625, G12В 15/04, БИ №25, 1976].

Недостатком этих устройств является массивность радиаторов, увеличивающих площадь электронной схемы, вес и объем аппарата, а перегрев схемы приводит к ее выключению, превентивные меры, используемые в виде радиатора, не обеспечивают устранение нагрева, тем самым стабилизации параметров электрических характеристик схем, что недопустимо в современной электронно-вычислительной технике, обслуживающей особенно важные объекты.

Известно устройство, близкое к заявляемому техническому решению, обладающее изобретательским уровнем, заключающееся в том, что оно содержит пачку микросхем, снабженных теплорассеивающими элементами в виде металлических оправок, тепловыделяющие тепло наружу от элемента и обдуваемые вентилятором [журнал URGRFDE # 49 (87), декабрь 2002].

Это устройство весьма эффективно обеспечивает отвод тепла от микросхем и других полупроводниковых элементов за счет использования массивных металлических радиаторов и продувки окружающей среды потоком воздуха вентилятора. Недостатки - невысокие эксплуатационные показатели: большие габариты и вес, малый ресурс работы; недостаточная температурная стабильность характеристик электронных схем, приводящая к снижению ресурса их работы и метрологических характеристик.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для охлаждения нагревающихся элементов электронной техники, содержащем сборку в виде отдельных модулей электронной схемы, каждый из которых включает тепловыделяющий корпус, теплопередающую прокладку и теплорассеиватель, а также вентилятор, теплорассеивающий узел модуля схемы электронной аппаратуры выполнен из хаотично упакованной неизолированной проволоки, контактно уложенной на тепловыделяющем корпусе модуля и контактирующей витками друг с другом на изгибах их пересечения, проволока изготовлена из алюминиевой жилы, плакированной медью, при этом на наружную поверхность упакованной проволоки нанесена оболочка из материала с высокой теплопроводностью, а модуль снабжен всасывающим улавливателем для откачки воздуха из окружающей среды модуля и удаления налета пыли с поверхности оболочки, размещенным снаружи модуля.

Техническим результатом является увеличение ресурса работы электронной аппаратуры и повышение метрологических характеристик за счет стабилизации температурного поля модуля путем увеличения площади поверхности эффективного теплорассеивания электронного модуля вследствие использования материалов теплорассеивающего узла с высокой теплопроводностью и теплоотдачей, а также отсоса от этого узла воздушно-пылевой взвеси.

На фиг.1 и 2 показаны фрагменты модуля схемы электронной аппаратуры.

Устройство содержит тепловыделяющий корпус 1, теплопередающую прокладку 2 из мягкой теплопроводящей пасты, теплорассеивающий узел 3, выполненный из хаотично упакованной неизолированной проволоки по типу спирали «Бруно», улавливатель 4 для откачки из окружающей среды модуля воздушно-пылевой взвеси и вентилятор (на фиг. не показан).

Теплорассеивающий узел 3 представляет собой пакет, изготовленный из биметаллической проволоки, внутренняя жила которой выполнена из алюминиевого материала, а наружный слой из медного материала, обладающие оба высокой теплопроводностью. Выбор этих материалов обусловлен тем, что у алюминия выше теплопроводность, чем у меди, а у меди выше теплоотдача, чем у алюминия. Эта проволока упакована хаотично с тем, чтобы в местах пересечения ее витки контактировали друг с другом, причем пакет уложен на тепловыделяющий элемент 1 контактно либо на верхнюю часть его поверхности (фиг.1), либо на верхнюю и боковые поверхности (фиг.2).

Теплопередающая прокладка 2 обеспечивает теплопроводный контакт между тепловыделяющим элементом 1 и теплорассеивающим узлом 3, утопающим в материал прокладки 2 до контакта с корпусом 1.

Наружная поверхность пакета покрыта оболочкой (не показана) из материала с высокой теплопроводностью для обеспечения передачи тепла и создания теплорассеивающему узлу 3 необходимой жесткости.

Всасывающий улавливатель 4 воздушно-пылевой взвеси выполнен в виде воронки и предназначен для откачки нагретого воздуха из локальной окружающей среды модуля схемы и налета пыли с поверхности оболочки. Наличие пыли на оболочке резко ухудшает теплорассеивание узла. Откачка воздуха наружу аппаратуры обеспечивается через улавливатель 4 вентилятором (не показан).

Действие устройства осуществляется следующим образом.

На модуль схемы аппаратуры подают электрический ток, от которого модуль нагревается. Нагрев модуля вызывает изменение его электрических характеристик. Для стабилизации параметров электрических характеристик модуля обеспечивают своевременный и эффективный отвод от него тепла. Это тепло отводят с помощью теплорассеивающего узла 3 в окружающую его среду, а из нее нагретый воздух и находящуюся на оболочке модуля воздушно-пылевую взвесь откачивают через улавливатель 4 за пределы аппаратуры.

Техническим результатом является увеличение ресурса работы электронной аппаратуры и повышение метрологических характеристик за счет стабилизации температуры модуля путем увеличения площади поверхности эффективного теплорассеивания электронного модуля вследствие использования материалов теплорассеивающего узла с высокой теплопроводностью и теплоотдачей, а также отсоса от узла воздушно-пылевой взвеси.

Устройство для охлаждения нагревающихся элементов электронной техники, содержащее сборку в виде отдельных модулей электронной схемы, каждый из которых включает тепловыделяющий корпус, теплопередающую прокладку и теплорассеивающий узел, а также вентилятор, отличающееся тем, что теплорассеивающий узел модуля схемы электронной аппаратуры выполнен из хаотично упакованной неизолированной проволоки, контактно уложенной на тепловыделяющем корпусе и контактирующей витками друг с другом на изгибах их пересечения, проволока изготовлена из алюминиевой жилы, плакированной медью, при этом на наружную поверхность упакованной проволоки нанесена оболочка из материала с высокой теплопроводностью, а модуль снабжен всасывающим улавливателем для откачки воздуха из окружающей среды модуля и удаления налета пыли с поверхности оболочки, размещенным снаружи модуля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиоаппаратостроения и может использоваться при конструировании корпусов радиоэлектронной аппаратуры

Изобретение относится к системе охлаждения для компьютерного оборудования и систем питания. Технический результат - предотвращение выхода из строя дорогостроящего оборудования путем поддержания оптимальной температуры. Достигается тем, что в устройстве, состоящем из плотно упакованного герметичного корпуса, двух и более форсунок, служащих для впрыскивания смеси во внутреннюю полость шкафа; высокотеплопроводящей пластины с установленной тепловыделяющей аппаратурой; ТЭБ; игольчатого радиатора; блока вентиляторов; блока управления (БУ); желоба для стекания конденсата; насоса, служащего для подачи конденсата в форсунки; датчика температуры; защитного кожуха, предлагается испарительно-конденсационный принцип охлаждения. Датчик температуры подает сигнал на БУ, который включает насос для подачи жидкости на форсунки, расположенные на потолке шкафа. Впрыскивается смесь во внутреннюю полость шкафа, и оседает на тепловыделяющие элементы, происходит процесс испарения ее, тем самым мы добиваемся охлаждения тепловыделяющих элементов. Пары смеси, поднявшись вверх, конденсируются на потолке (верхняя часть шкафа), который технически выполнен под наклоном к задней стенке шкафа для направленного стекания конденсата на специальный желоб, расположенный по всей длине задней стенки. Оттуда он попадает в БУ, в котором установлен насос. Под действием насоса смесь через жидкостные каналы попадает обратно в форсунки. Для усиления конденсационных свойств испаряемой жидкости используются ТЭБ, находящиеся в плотном контакте холодными спаями с верхней крышкой шкафа, а установленный игольчатый радиатор, находящийся также в плотном контакте со спаями ТЭБ, но уже с горячей стороны, осуществляет снятие тепла. Блок вентиляторов, состоящий из четырех вентиляторов, контролируется блоком управления (БУ), который дает возможность попарно включать их для экономии электроэнергии. 1 ил.

Изобретение относится к системам отвода тепла от компьютерного оборудования, смонтированного внутри серверных или монтажных шкафов, в частности к конденсационному шкафу. Технический результат - обеспечение эффективности отвода тепла из объема шкафа. Достигается тем, что в конденсационном шкафу, состоящем из: защитного кожуха; двух и более форсунок, служащих для впрыскивания смеси во внутреннюю полость шкафа; высокотеплопроводящих пластин с установленной тепловыделяющей аппаратурой; термоэлектрических батарей (ТЭБ); тепловых мостиков; игольчатого радиатора; блока вентиляторов; блока управления (БУ); желоба для стекания конденсата; насоса, служащего для подачи конденсата в форсунки; датчика температуры, действует испарительно-конденсационный принцип охлаждения. При этом жидкость через форсунки, расположенные на потолке шкафа, впрыскивается во внутреннюю полость шкафа, после оседания на тепловыделяющих элементах происходит процесс испарения ее, тем самым охлаждая тепловыделяющие элементы. Пары жидкости конденсируются на потолке (верхняя часть шкафа), который технически выполнен под наклонном к задней стенке шкафа для направленного стекания конденсата. Для усиления конденсационных свойств испаряемой жидкости используются ТЭБ, находящиеся в плотном контакте холодными спаями с верхней крышкой шкафа, а установленный игольчатый радиатор, находящийся также в плотном контакте со спаями ТЭБ, но уже с горячей стороны, осуществляет снятие тепла. Тепловые мостики расположены между ТЭБ (чередуются в шахматном порядке с ТЭБ) и служат для охлаждения верхней поверхности крыши посредством игольчатого радиатора и блоков вентиляторов без включения ТЭБ для экономии электроэнергии. Блок вентиляторов, состоящий из четырех вентиляторов, контролируется блоком управления (БУ), который дает возможность попарно включать их для экономии электроэнергии, обдувая радиатор. Питание ТЭБ осуществляется через БУ. Сконденсированная смесь на верхней крышке стекает через заднюю стенку, попадая на специальный желоб, расположенный по всей длине задней стенки. Оттуда она по жидкостному каналу попадает в БУ, в котором установлен насос. Под действием насоса смесь через жидкостные каналы попадает обратно в форсунки. 1 ил.

Изобретение относится к области радиоаппаратостроения и может использоваться при конструировании корпусов радиоэлектронной аппаратуры. Технический результат - упрощение конструкции вентиляционного блока за счет снижения трудоемкости изготовления вентиляционной панели при повышенной эффективности экранирования, а также упрощение способа изготовления вентиляционных пластин. Достигается тем, что вентиляционная панель электронного устройства, размещенного в корпусе, состоит по меньшей мере из одной рамки и встроенной в рамку одной вентиляционной пластины из электропроводящего металла или сплава, имеющей поле вентиляционных отверстий, наибольшие размеры каждого из которых обеспечивают заданный уровень экранирования максимальной частоты ЭМИ электронного устройства, средств крепления рамки к корпусу электронного устройства, обеспечивающих электрический контакт, при этом рамка вентиляционной панели имеет по меньшей мере один уступ, размеры и форма которого соответствуют размерам и форме вентиляционной пластины, а глубина превышает 0,5 толщины вентиляционной пластины; вентиляционная пластина имеет поле отверстий на всей ее площади, максимальный размер которых выбирается из диапазона 2,0…6,0 мм, и элементы крепления к рамке в уступе, обеспечивающие электрический контакт. Способ изготовления вентиляционной панели заключается в следующем: вентиляционную пластину вырезают из заданного типа перфорированного листа электропроводящего материала с отверстиями, наибольший размер которых находится в диапазоне, обеспечивающем заданный уровень экранирования электромагнитного излучения электронного устройства; соединяют ее с рамкой винтами или электропроводящим клеем, или сваркой, или пайкой. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 14 ил.

Система предназначена для жидкостного охлаждения антенной фазированной решетки мобильной радиолокационной станции. В системе каждый ее охлаждающий модуль выдвигается из контейнера методом подъема поворотом на горизонтальных соосных осях посредством многозвенного рычажно-кулачкового механизма, приводимого в движение электромеханизмом, шток которого совершает возвратно-поступательное перемещение, с обеспечением поочередного движения его звеньев, что позволяет в конечных точках поворота фиксировать этот блок после завершения движения и сначала расфиксировать блок, после чего перемещать его в противоположное крайнее положение с последующей фиксацией в нем. Технический результат - улучшен теплообмен за счет увеличения количества принудительных вентиляторов и теплообменников с улучшением эффективности их работы за счет расположения рядом друг с другом и вне контейнера, что дает возможность проводить техническое обслуживание и ремонт блоков после окончания работы. 4 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к электрическому устройству, а более конкретно, к электрическому устройству с охлаждающей установкой для охлаждения компонента, который нуждается в охлаждении. Технический результат - предоставление электронных устройств, компоненты которых, требующие охлаждения, предохраняются от запыления, когда они охлаждаются, и, в то же время облегчающих доступ к компонентам для осмотра и технического обслуживания. Достигается тем, что пластина 18 боковой стенки закрывает отверстие 16 боковой стенки в корпусе 2. Требующие охлаждения компоненты 42 установлены в теплоотводе 32, расположенном в корпусе 2. Теплоотвод 32 имеет прямоугольное отверстие 34, открывающееся по направлению к отверстию 16 боковой стенки. Вентиляционные отверстия 54 сформированы сквозь пластину 18 боковой стенки. Формирующий путь вентиляции элемент 44 смонтирован на внутренней поверхности пластины 18 боковой стенки так, что воздух, протекающий через вентиляционные отверстия 54, также протекает через внутреннее пространство формирующего путь вентиляции элемента 44. Задняя стенка 46 крышки формирующего путь вентиляции элемента 44 покрывает прямоугольное отверстие 34 теплоотвода 32. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к охлаждению тепловыделяющих элементов, в частности радиоэлектронных устройств, и может быть использовано для интенсивного отвода тепла от микросхем или других малогабаритных радиоэлектронных изделий, установленных на печатных платах. Технический результат - повышение эффективности охлаждения и улучшение массогабаритных характеристик. Достигается тем, что в устройстве для воздушного охлаждения радиоэлектронных устройств, которое содержит закрытый корпус, внутри которого расположены радиоэлектронные элементы, установленные на радиаторах, между ребрами которых образованы параллельные каналы, и по крайней мере один вытяжной вентилятор, перемещающий воздух внутри корпуса, вентилятор располагают у стенки корпуса, расположенной перпендикулярно упомянутым каналам. На противоположной стенке корпуса напротив каждого канала выполнена по крайней мере одна пара двух параллельных прорезей длиной не менее 10 мм и расстоянием между ними не менее 5 мм, причем образованная прорезями прямоугольная пластина выгнута вдоль ее длинной стороны наружу корпуса в виде арки, при этом общий размер отверстий, образованных прорезями, пропорционален мощности вентилятора. 1 ил.

Изобретение относится к усовершенствованной системе охлаждения путем погружения электрических приборов в жидкость. Технический результат – обеспечение вертикального погружения блоков схемы в емкость, содержащую охлаждающую жидкость таким образом, чтобы каждый из различных блоков мог быть независимо извлечен, заменен, обновлен и т.д. из емкости для обслуживания, предотвращение неравномерного охлаждения через все интервалы установки, возникновения нецелесообразно высоких скоростей потока жидкости в соответствующих точках соединения с емкостью, расширение возможности масштабирования, повышение надежности работы. Достигается тем, что система с емкостью для погружения электрических приборов в жидкость содержит: в целом прямоугольную емкость, выполненную с возможностью погружения в диэлектрическую жидкость множества электрических приборов, размещенных в соответствующих интервалах установки электрического прибора, распределенных по вертикали вдоль и проходящих перпендикулярно продольной оси емкости, первичное средство циркуляции, выполненное с возможностью циркуляции диэлектрической жидкости через емкость, вторичное средство циркуляции жидкости, выполненное с возможностью отвода тепла из диэлектрической жидкости, циркулирующей в первичном средстве циркуляции, и рассеивания отведенного тепла в среде, и средство управления, выполненное с возможностью согласования работы первичного и вторичного средств циркуляции жидкости в качестве функции температуры диэлектрической жидкости в емкости. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх