СПОСОБ ОТВОДА ТЕПЛА ОТ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ В ВИДЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ ДИОДОВ ГАННА Российский патент 2015 года по МПК H05K7/20 

Изобретение относится к способам охлаждения и теплоотвода, например к способам охлаждения компьютерного процессора.

Известен термоэлектрический теплоотвод [1], выполненный из термомодулей, у которого основание теплоотвода представляет собой базовый термомодуль, стержни теплоотвода игольчатого типа расположены на основании в шахматном или коридорном порядке, каждый стержень состоит из оптимального числа расположенных каскадно друг над другом дополнительных термомодулей, имеющих площадь значительно меньшую, чем базовый термомодуль.

Цель изобретения - улучшение процесса охлаждения тепловыделяющих электронных компонентов.

Для достижения поставленной цели разработано термоэлектрическое устройство, состоящее из термомодуля, горячие спаи которого представляют собой диоды Ганна, предназначенные для преобразования тепловой энергии, поступившей с холодных спаев в виде электрического тока, в электромагнитную энергию, отводящую тепло от охлаждаемого устройства в окружающую среду. Такой способ имеет преимущества перед обычными термомодулями с горячими и холодными спаями в том, что можно получить более низкую температуру на холодном спае, так как уменьшается паразитный кондуктивный перенос со стороны горячего спая, который нагревается гораздо меньше за счет того, что часть энергии уходит в виде электромагнитных волн, а не преобразуется в тепло на горячем спае. Дополнительным преимуществом является быстродействие процесса отвода тепла в виде электромагнитного излучения. Энергия электромагнитных волн прямо пропорционально зависит от частоты волн. Поэтому, для повышения эффективности отвода тепла, целесообразно использовать такие материалы p-типа и n-типа полупроводниковых ветвей, которые применяются в диодах Ганна с наиболее высокой частотой излучения электромагнитных волн.

На фиг.1 представлена конструкция термоэлектрического устройства, реализующая заявленный способ.

Конструкция термоэлектрического устройства представляет собой термомодуль 1 в виде основания теплоотвода, на котором в качестве игольчатых штырей теплоотвода используются последовательно соединенные диоды Ганна 2, при этом ток, протекающий на одном из спаев, будет формировать электромагнитные волны, а не нагрев, как в обычном термомодуле, причем в другом спае будет происходить поглощение тепловой энергии в соответствии с эффектом Пельтье.

Использование представленного изобретения позволит повысить эффективность теплопередачи и уменьшить габариты теплоотвода, а также тем самым увеличить интенсивность работы систем охлаждения.

Возможность повышения теплопередачи путем использования излучения электромагнитных волн имеет перспективу применения для дискретных источников тепловыделения, например, мощных полупроводниковых компонентов (диодов, транзисторов, тиристоров и т.д.).

Литература

1. Термоэлектрический теплоотвод: пат. 2288555 Рос. Федерация, МПК Н05К 7/20/Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Нежведилов Т.Д., Гафуров К.А.; заявитель и патентообладатель «Дагестанский государственный технический университет» - №2003124400/28; заявл. 10.02.2005, опубл. 27.11.2006.

Изобретение относится к способам охлаждения и теплоотвода, например к способам охлаждения компьютерного процессора. Цель изобретения - улучшение процесса охлаждения тепловыделяющих электронных компонентов. Для достижения поставленной цели разработано термоэлектрическое устройство, состоящее из термомодуля, горячие спаи которого представляют собой диоды Ганна, предназначенные для преобразования тепловой энергии, поступившей с холодных спаев в виде электрического тока, в электромагнитную энергию, отводящую тепло от охлаждаемого устройства в окружающую среду. Такой способ имеет преимущества перед обычными термомодулями с горячими и холодными спаями в том, что можно получить более низкую температуру на холодном спае, так как уменьшается паразитный кондуктивный перенос со стороны горячего спая, который нагревается гораздо меньше за счет того, что часть энергии уходит в виде электромагнитных волн, а не преобразуется в тепло на горячем спае. Использование представленного изобретения позволит повысить эффективность теплопередачи и уменьшить габариты теплоотвода, а также тем самым увеличить интенсивность работы систем охлаждения. 1 ил.

Способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов в виде электромагнитной энергии на основе диодов Ганна, заключающийся в применении для отвода тепла термомодуля, примыкающего холодными спаями к электронному компоненту, отличающийся тем, что горячие спаи термомодуля представляют собой диоды Ганна, предназначенные для преобразования тепловой энергии, поступившей с холодных спаев в виде электрического тока, в энергию электромагнитных волн, отводящую тепло от охлаждаемого электронного компонента в окружающую среду.