Радиоэлектронный блок

Авторы патента:

Диденко Юлия Александровна (RU)

Липский Михаил Маркович (RU)

Черватюк Михаил Николаевич (RU)

Нечаев Михаил Владимирович (RU)

Рожкова Галина Ивановна (RU)

H05K7/20 - варианты выполнения, облегчающие охлаждение, вентиляцию или подогрев

Владельцы патента RU 2498544:

Открытое Акционерное Общество "Сатурн" (RU)

Радиоэлектронный блок содержит корпус и функциональные ячейки, содержащие печатные платы с радиоэлементами и теплоотводы. Согласно изобретению корпус выполнен из диэлектрического материала в виде цельной конструкции с внутренними перегородками, образующими полости, в которые размещаются функциональные ячейки, причем в центральной полости корпуса расположена плата трансформатора, содержащая четыре спаренных импульсных трансформатора с симметричным расположением обмоток, с противоположных сторон от платы трансформатора расположены по четыре функциональные ячейки, каждая из которых размещена в отдельной полости корпуса и представляет блок транзистора, содержащего две печатные платы, соединенные с помощью изоляционных стоек с резьбовыми отверстиями, служащими для крепления в корпус, при этом на первой печатной плате установлены три ограничительных диода, а на второй печатной плате мощный высоковольтный транзистор, причем вторая печатная плата выполнена двухсторонней с полигонами, повторяющими форму корпуса транзистора с двух сторон, и содержит металлизированные отверстия, выполняющие функцию теплоотвода в качестве теплоотводящих трубок. Технический результат - повышение эффективности охлаждения мощных радиоэлементов и надежности, а также улучшение массогабаритных характеристик. 2 ил.

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в блоках радиоэлектронной аппаратуры для повышения эффективности охлаждения мощных радиоэлементов.

Известен радиоэлектронный блок [1], состоящий из корпуса, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда с теплообменными стенками, субблоки которого выполнены в виде печатных плат с электрорадиоэлементами и с ответными частями электрических разъемов на одних из торцовых сторонах, функциональных ячеек, которые установлены в корпусе с возможностью обеспечения контактных прижимных элементов теплового контакта по крайней мере двух других торцовых сторон их печатных плат субблоков с соответствующими прилегающими к ним теплообменным стенкам корпуса и электрически соединенные с панелью корпуса своими ответными частями. Теплообменные стенки корпуса выполнены в виде полых камер с внутренними перегородками, сообщающихся между собой своими полостями с полостью корпуса посредством вентиляционных отверстий. Причем каждая полая камера с перегородками образована профилированной обшивкой из тонколистового материала. Контактные теплопроводящие прижимные элементы выполнены в виде клиновидных пружинных тепловых разъемов из изогнутых пластин, выступающие части которых расположены на соответствующих торцовых сторонах печатных плат субблоков, а ответные им гнездовые части - на соответствующих прилегающих к этим торцовым сторонам печатных плат на их внутренних поверхностях теплообменных стенках корпуса. На панели имеется шарнир с электрическими разъемами.

Недостатками известного блока являются малый геометрический размер теплового контакта, вследствие расположения их по торцам, сложность теплового разъема, выполненного в виде клиновидных пружинных тепловых разъемов, недостаточный тепловой контакт теплового разъема из-за сложного сопряжения угловых поверхностей, что сказывается на малой эффективности охлаждения.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является радиоэлектронный блок [2], содержащий корпус и функциональные ячейки, представляющие собой теплоотводящие основания с приклеенными к ним печатными платами с электрорадиоэлементами. Каждое теплоотводящее основание выполнено с нижним и боковыми теплостоками, основание каждой ячейки дополнительно снабжено верхним теплостоком, а стенки корпуса образованы плотно прижатыми друг к другу и скрепленными между собой торцевыми поверхностями одноименных теплостоков соседних ячеек.

Недостатками устройства-прототипа являются невысокая надежность, большие масса и объем радиоэлектронного блока.

Задача изобретения - повышение надежности, улучшение массогабаритных характеристик радиоэлектронного блока.

Поставленная задача достигается тем, что в радиоэлектронном блоке, содержащем корпус и функциональные ячейки, содержащие печатные платы с радиоэлементами и теплоотводы, согласно изобретению корпус выполнен из диэлектрического материала в виде цельной конструкции с внутренними перегородками, образующими полости, в которые размещаются функциональные ячейки, причем в центральной полости корпуса расположена плата трансформатора, содержащая четыре спаренных импульсных трансформатора с симметричным расположением обмоток, с противоположных сторон от платы трансформатора расположены по четыре функциональные ячейки, каждая из которых размещена в отдельной полости корпуса и представляет блок транзистора, содержащего две печатные платы, соединенные с помощью изоляционных стоек с резьбовыми отверстиями, служащими для крепления в корпус, при этом на первой печатной плате установлены три ограничительных диода, а на второй печатной плате мощный высоковольтный транзистор, причем вторая печатная плата выполнена двухсторонней с полигонами, повторяющими форму корпуса транзистора с двух сторон и содержит около 100 металлизированных отверстий, выполняющих функцию теплоотвода в качестве теплоотводящих трубок.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого радиоэлектронного блока, включающая корпус 1 и функциональные ячейки 2, плату трансформатора 3, содержащую четыре спаренных импульсных трансформатора 4 с симметричным расположением обмоток. С противоположных сторон от платы трансформатора 3 по периметру корпуса 1 размещено по четыре функциональные ячейки 2, каждая из которых содержит две печатные платы, соединенных с помощью изоляционных стоек 6 с резьбовыми отверстиями, служащими для крепления в корпус 1. На первой печатной плате 7 установлены три ограничительных диода 8, а на второй печатной плате 9 мощный высоковольтный транзистор 10. Вторая печатная плата 9 выполнена двухсторонней с полигонами 11, повторяющими форму корпуса транзистора с двух сторон и содержит около 100 металлизированных отверстий 12, выполняющих функцию теплоотвода в качестве теплоотводящих трубок. На фиг.2 представлена конструкция блока транзистора.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Для обеспечения электрической прочности изоляции более 10 кВ конструкция предлагаемого радиоэлектронного блока выполнена блочно-модульным способом в прямоугольном цельном корпусе 1, изготовленном из диэлектрического материала с перегородками, образующими полости внутри корпуса 1. В центральной полости корпуса 1 расположена плата трансформатора 3, на которой размещены четыре спаренных импульсных трансформатора 4, выполненных с симметричным расположением обмоток. По периметру корпуса 1, с противоположных сторон от платы трансформатора 3, в своеобразных сотах, образованных полостями корпуса 1, расположены 8 блоков транзисторов, представляющих собой функциональные ячейки 2. Электрический потенциал между соседними блоками транзисторов составляет 1/8 часть от максимального значения. Подобное разделение схемы на 8 ячеек снижает рабочее напряжение в одном отдельно взятом блоке транзистора до значений, позволяющих выполнить его на основе печатного монтажа.

Блок транзистора представляет модуль (этажерку), состоящую из двух печатных плат. Обе платы соединены в блок с помощью изоляционных стоек 6 с резьбовыми отверстиями, для крепления в корпусе радиоэлектронного блока. На первой печатной плате 7 установлены три ограничительных диода 8, а на второй 9 - мощный высоковольтный транзистор 10. Вторая двухсторонняя печатная плата 9, на которой установлен транзистор, выполнена с полигонами 11, повторяющими форму корпуса транзистора 10 с двух сторон и имеет около 100 металлизированных отверстий 12 в качестве теплоотводящих трубок. Применение металлизированных отверстий позволило отказаться от металлического радиатора и значительно уменьшить габариты блока. Электрический монтаж между платами и между смежными блоками транзисторов выполнен из медной проволоки в изоляционной трубке из фторопласта. Высокопотенциальные цепи входа и корпуса разнесены друг от друга на значительное расстояние, т.к. расположены на противоположных концах корпуса.

Источники информации

1. Патент №1512469 РФ, Н05K 7/20, опубл. 27.09.2000.

2. Патент №2322776 РФ, Н05K 7/20, опубл. 20.04.2008.

Радиоэлектронный блок, содержащий корпус, крышку и функциональные ячейки, содержащие печатные платы с радиоэлементами и теплоотводы, отличающийся тем, что корпус выполнен из диэлектрического материала в виде цельной конструкции с внутренними перегородками, образующими полости, в которые размещаются функциональные ячейки, причем в центральной полости корпуса расположена плата трансформатора, содержащая четыре спаренных импульсных трансформатора с симметричным расположением обмоток, с противоположных сторон от платы трансформатора расположены по четыре функциональные ячейки, каждая из которых размещена в отдельной полости корпуса и представляет блок транзистора, содержащего две печатные платы, соединенные с помощью изоляционных стоек с резьбовыми отверстиями, служащими для крепления в корпус, при этом на первой печатной плате установлены три ограничительных диода, а на второй печатной плате мощный высоковольтный транзистор, причем вторая печатная плата выполнена двухсторонней с полигонами, повторяющими форму корпуса транзистора с двух сторон и содержит около 100 металлизированных отверстий, выполняющих функцию теплоотвода в качестве теплоотводящих трубок.

Изобретение относится к способу охлаждения электронного оборудования, например, установленного в приборных и распределительных или серверных шкафах, и к системе, реализующей этот способ.

Электронный блок с корпусом // 2498426

Изобретение относится к электронному блоку с корпусом, прежде всего для применения в электроприборах. Технический результат - разработка электронного блока с усовершенствованным корпусом, который был бы компактным, обеспечивал бы достаточный отвод тепла, имел бы простую конструкцию и был бы в достаточной степени защищен от влияния внешних факторов.

Теплопроводный установочный элемент для крепления печатной платы к радиатору // 2495507

Изобретение относится к устройству для рассеяния тепла для выделяющего тепло электрического компонента. Технический результат - обеспечение экономически эффективного устройства, обеспечивающего эффективное рассеяние тепла, а также облегчение монтажа/демонтажа и предотвращение деформации, вызываемой различиями в коэффициенте теплового расширения.

Электрические силовые инструменты // 2494857

Изобретение относится к электрическим силовым инструментам, в которых выходная мощность регулируется переключающими устройствами. Инструмент содержит множество переключающих устройств, выполненных с возможностью регулировки выходной мощности двигателя, монтажную плату, несущую переключающие устройства, и металлический корпус, вмещающий монтажную плату.

Система и способ терморегулирования электронного дисплея // 2493575

Изобретение относится к области терморегуляции и может быть использовано в системах охлаждения или нагрева для электронных дисплеев. Варианты исполнения заявленного изобретения в общем случае относятся к различным модификациям терморегуляции для электронных дисплеев.

Корпус прибора с воздушным охлаждением // 2491662

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

Гибридная интегральная схема свч // 2489770

Изобретение относится к гибридным интегральным схемам СВЧ и предназначено для радиоэлектронных устройств различного назначения, в том числе радиолокационных станции с фазированными антенными решетками (ФАР).

Способ повышения теплоотдачи и радиационной защиты электронных блоков // 2488244

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к электронным блокам, работающим в условиях действия повышенных радиационных и тепловых нагрузок. .

Системный блок персонального компьютера (варианты) // 2487399

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при изготовлении системных блоков персональных компьютеров. .

Способ и устройство для охлаждения электрических и электронных конструктивных элементов и модульных блоков, встроенных в приборных шкафах // 2481755

Изобретение относится к способу и устройству для охлаждения электрических и электронных конструктивных элементов и модульных блоков (3), встроенных в приборных шкафах (2, 20), потерянное тепло которых охлаждается проводимой по циркуляционному контуру охлаждающей жидкостью.

Охлаждающее устройство с низким уровнем шума // 2501982

Охлаждающее устройство 1, использующее пульсирующую текучую среду для охлаждения объекта, содержащее: преобразователь 2, имеющий мембрану, выполненную с возможностью генерирования волн давления с рабочей частотой fw, и полость 4, заключающую первую сторону мембраны. Полость 4 имеет по меньшей мере одно отверстие 5, выполненное с возможностью испускания пульсирующего потока текучей среды за вычетом потерь к указанному объекту, при этом отверстие 5 сообщается со второй стороной мембраны. Полость 4 является достаточно маленькой для предотвращения действия текучей среды в упомянутой полости 4 как пружины в резонирующей системе масса-пружина в рабочем диапазоне. Это является преимуществом, так как объемная скорость u1 около отверстия но существу равна объемной скорости u1' около второй стороны мембраны, за исключением знака минус. Таким образом, при рабочей частоте пульсирующая текучая среда за вычетом потерь может быть в значительной степени подавлена благодаря противофазе волн давления со второй стороны мембраны, вызывая в результате близкую к нулю объемную скорость в дальней области. Таким образом, обеспечивается низкий уровень звука при низкой стоимости и без необходимости обеспечения механической симметрии. 2 н.з.п., 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Модуль полупроводникового преобразователя электроэнергии // 2504864

Изобретение относится к модулю полупроводникового преобразователя электроэнергии. Технический результат - создание модуля полупроводникового преобразователя электроэнергии с охлаждаемой ошиновкой (8) по меньшей мере двух модулей (2, 4) силовых полупроводниковых приборов, который можно нагружать электрически сильнее по сравнению со стандартным модулем полупроводникового преобразователя электроэнергии, при этом может выдерживаться допустимая температура для изоляционного слоя (32) и материала ламинирования ошиновки (8). Достигается тем, что модуль полупроводникового преобразователя электроэнергии, содержащий по меньшей мере два модуля (2, 4) силовых полупроводниковых приборов, которые механически соединены с обеспечением теплопроводности с жидкостным теплоотводом (6), и которые с помощью ошиновки (8), которая имеет по меньшей мере два изолированных друг от друга с помощью изоляционного слоя (32) шинопровода (26, 28; 28, 30), соединенных электрически с контактами (10, 12, 14) модуля полупроводникового преобразователя электроэнергии, изоляционный слой (32) имеет два изолирующих слоя (36, 38), которые соединены с замыканием по материалу друг с другом так, что между этими обоими изолирующими слоями (36, 38) имеется полое пространство (40) заданной формы, которое на стороне входа и выхода заканчивается по меньшей мере в одной боковой поверхности (48, 50) этого изоляционного слоя (32), и это полое пространство (40) на стороне входа и выхода снабжено соответствующим патрубком (42), которые соединены каждый с возможностью прохождения жидкости с жидкостным теплоотводом (6). 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Здание для компьютерного центра, оборудованное устройствами для эффективного охлаждения // 2507560

Изобретение относится к конструкции здания для компьютерного (вычислительного) центра, предназначенной для размещения множества коммуникационных стоек (шкафов), которые предоставляют пространство для помещения в него компьютерных аппаратных средств. Технический результат - создание вычислительного центра, который имеет более эффективный и универсальный механизм охлаждения для стоек с компьютерными аппаратными средствами и позволяет избежать необходимости окружения этих стоек воздуховодом охлаждающего воздуха, оптимизация энергопотребления и расходов, а также достижение более высокой пространственной плотности расположения компьютерных стоек, чтобы минимизировать суммарную требуемую длину кабелей в сети, благодаря чему улучшается также производительность коммуникаций. Достигается тем, что в вычислительном центре, предназначенном для размещения множества коммуникационных стоек (202), каждая из которых предоставляет место для размещения компьютерных аппаратных средств (101), первый охлаждающий контур (205) предназначен для снабжения, по меньшей мере, некоторых из коммуникационных стоек (202) охлаждающим веществом, причем первый охлаждающий контур (205) предназначен также для отвода нагретого охлаждающего вещества, по меньшей мере, от некоторых из коммуникационных стоек (202), причем вышеупомянутые коммуникационные стойки (202) имеют узлы (206, 207) теплообменников, предназначенные для передачи выделяемого тепла охлаждающему веществу, и размеры узлов (206, 207) теплообменников выбраны таким образом, что имеется возможность отводить через них все количество тепла, генерируемого компьютерными аппаратными средствами (101), так что в процессе эксплуатации теплый воздух не передается от множества коммуникационных стоек (202) в помещение вычислительного центра. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Конденсационный термоэлектрический шкаф // 2507612

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.

Каскадное светоизлучающее термоэлектрическое устройство // 2507613

Изобретение относится к системам охлаждения и теплоотвода, например к устройствам для охлаждения компьютерного процессора. Технический результат - получение сверхнизких температур в процессе охлаждения и теплоотвода. Это достигается тем, что применяются светоизлучающие термомодули. Светоизлучающий термомодуль позволяет уменьшить паразитный кондуктивный перенос со стороны горячего спая, который нагревается гораздо меньше за счет того, что часть энергии уходит в виде излучения, а не преобразуется в тепло на горячем спае. Уменьшение кондукции между горячими и холодными спаями позволяет выполнять р-n-переходы и сами спаи в виде тонких пленок. Конструкция термоэлектрического устройства представляет собой каскадный (многослойный) термомодуль, состоящий из термомодулей, в которых в качестве полупроводниковых ветвей р-типа 4 и n-типа 5 выбраны такие материалы, что протекающий ток на одном из спаев 2 будет формировать излучение, а не нагрев, как в обычном термомодуле, причем в другом спае 3 будет происходить поглощение тепловой энергии в соответствии с эффектом Пельтье. Каскады разделены электроизолирующими слоями 1 с высокой прозрачностью и теплопроводностью. Питание осуществляется постоянным током от источника 6. 1 ил.

Устройство отвода тепла // 2507614

Изобретение относится к области радиоэлектроники и предназначено для отвода тепла от теплонагруженных элементов электронной радиоаппаратуры в герметичных и негерметичных отсеках на борту летательных аппаратов, работающих в жестких климатических условиях, и в условиях воздействия вибрационных и ударных нагрузок. Устройство отвода тепла состоит из корпуса с размещенными в нем теплоотводом, упругими элементами, установленными между теплоотводом и теплонагруженным электронным модулем, теплопроводящей структуры, расположенной между теплоотводом и теплонагруженным электронным модулем, теплоотвод выполнен с оребрением и наклонными поверхностями и установлен с помощью узлов фиксации в стенке корпуса, на внешней и внутренней поверхностях теплоотвода имеются теплопроводящие прокладки, а упругие элементы расположены между теплоотводом и корпусом. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Радиатор // 2509970

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в радиаторах охлаждения с естественной циркуляцией воздуха и применимо в составе электронных модулей, шасси, крейтов, эксплуатируемых в сложных условиях. Радиатор содержит стенку и теплообменные элементы, образующие внешнее и внутреннее оребрения. Внешнее оребрение состоит из прямых выступов, чередующихся с каналами, у которых площадь поперечного сечения в верхней части стенки меньше, чем в средней ее части, а внутреннее оребрение - из чередующихся и разделенных ребрами каналов с площадью поперечного сечения постоянной величины и каналов с площадью поперечного сечения переменной величины, выполненных максимально близко к внешней поверхности прямого выступа. Прямые выступы расположены напротив каналов с площадью поперечного сечения переменной величины внутреннего оребрения. Для перемешивания воздуха и увеличения площади поверхности радиатора, отводящей тепло, в выступах выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отверстие. Технический результат - повышение эффективности охлаждения электронного устройства. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Энергетический преобразовательный модуль с охлаждаемой ошиновкой // 2510604

Изобретение относится к энергетическому преобразовательному модулю, по меньшей мере, с одним силовым полупроводниковым модулем (2, 4), которые термически активно соединены механически с жидкостным охладителем (6) и которые посредством ошиновки (8), содержащей по меньшей мере две изолированные одна от другой силовые шины, электрически активно соединены выводами энергетического преобразовательного модуля. Ошиновка (8) соединена с силовым и/или геометрическим замыканием со вторым жидкостным охладителем (10), при этом между верхней силовой шиной ошиновки (8) и вторым жидкостным охладителем расположен термически активный и электрически изолирующий слой (36). Посредством этого второго жидкостного охладителя (10), который при помощи зажимных элементов прижимается к поверхности ошиновки (8) энергетического преобразовательного модуля, отводится возникающая в ошиновке (8) дополнительная мощность потерь. Технический результат - создание энергетического преобразовательного модуля, ламинированный пакет шин которого позволяет осуществлять эффективный отвод тепла простыми средствами. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система охлаждения светодиодного модуля // 2510732

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при конструировании эффективных систем охлаждения модулей мощных светодиодов. Технический результат - обеспечение высокоэффективного отвода тепла от расположенных на поверхности модуля полупроводниковых светодиодов при минимальном значении сопротивления теплопередачи. Достигается тем, что система охлаждения светодиодного модуля состоит из теплоотводящего основания, совмещенного с радиатором, выполненного из микропористого материала с микроканалами и заполненного жидким теплоносителем, и установленных на нем светодиодов, Микроканалы расположены в теплоотводящем основании под светодиодами перпендикулярно плоскости установки светодиодов, причем их торцы, прилегающие к светодиодам, образуют в максимальной близости к р-n переходам светодиодов поверхность, интенсифицирующую кипение и испарение за счет нанесенного между каждым светодиодом и торцом прилегающего микроканала слоя микропористого материала, размер пор которого существенно меньше размера пор материала, заполняющего теплоотводящее основание светодиодного модуля, причем размер пор слоя микропористого материала уменьшается по направлению к светодиоду. Система требует одноразового заполнения жидкостью и менее чувствительна к вариациям первоначального объема жидкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ преобразования тепла в холод (варианты) устройство для его осуществления (варианты) и система преобразования тепла в холод // 2511333

Группа изобретений относится к области теплообмена и может быть использована для охлаждения воздуха или оборудования, а также для утилизации сбросного тепла. Технический результат - повышение эффективности теплообмена, экономичности, экологичности, а также повышение надежности и долговечности, расширение области применения, расширение функциональных возможностей. Достигается тем, что в одном из вариантов устройство преобразования тепла в холод содержит первый теплообменник 2, парогенератор 3 жидкий теплоноситель (хладагент) 4, тонкую пластину с отверстием 5, конденсатор 6, сетку 7, второй теплообменник 8, клапан перелива 9, вертикальный трубопровод 10, клапан противодавления 11, дозатор 12, турбину с магнитной муфтой 13, вентилятор 14, вторую тонкую пластину с отверстием 15, солнечный коллектор 16. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.