Изобретение относится к электронике и может быть использовано для обеспечения требуемых температурных режимов элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).
Прототипом предлагаемого устройства является прибор, описанный в [1]. Устройство содержит термоэлектрическую батарею (ТЭБ) с теплообменником для тепловыделяющих спаев, собранную из полупроводниковых ветвей разной высоты таким образом, что тепловыделяющие спаи расположены на одном уровне, а теплопоглощающие - на двух уровнях. При этом высокие ветви расположены по краям, а низкие - в середине с образованием в центре ТЭБ углубления, в которое помещен охлаждаемый элемент РЭА в тепловом контакте с теплопоглощающими спаями низких ветвей. Устройство содержит также дополнительный теплообменник, контактирующий с теплопоглощающими спаями высоких ветвей, и блок управления работой ТЭБ, включающий датчик температуры, установленный в углублении ТЭБ, источник электрической энергии и регулятор температуры.
Недостатком устройства является сложность технологической реализации ТЭБ, состоящей из термоэлементов с различной длиной ветвей, а также одновременное обеспечение оптимальных режимов работы термоэлементов с высокими и низкими ветвями.
Целью изобретения является повышение технологичности изготовления устройства за счет использования термоэлементов, идентичных по своим геометрическим, электро- и теплофизическим характеристикам, а также обеспечение максимального холодильного коэффициента, максимальной холодопроизводительности при работе ТЭБ.
Цель достигается тем, что ТЭБ разделена на основную и две дополнительные секции, соединенные электрически последовательно и изготовленные из идентичных по своим геометрическим, электро- и теплофизическим характеристикам термоэлементов. Основная секция ТЭБ находится в центре основного теплообменника, а дополнительные секции ТЭБ расположены по краям на выступах основного теплообменника, площадь которых соответствует площади дополнительных секций ТЭБ. Тепловыделяющий элемент РЭА размещен в образовавшемся углублении с обеспечением теплового контакта с теплопоглощающими спаями основной секции ТЭБ. С теплопоглощающими спаями дополнительных секций ТЭБ и тепловыделяющим элементом РЭА контактирует дополнительный теплообменник, при этом основной и дополнительный теплообменники выполнены в виде цельнометаллической конструкции.
Устройство содержит основную секцию ТЭБ 1, находящуюся в центре, и две дополнительные секции ТЭБ 2, расположенные по краям. Основная 1 и дополнительные 2 секции ТЭБ, электрически соединенные последовательно, состоят из идентичных по своим геометрическим, электро- и теплофизическим характеристикам термоэлементов. Основная 1 и дополнительные 2 секции ТЭБ своими тепловыделяющими спаями находятся в тепловом контакте с основным теплообменником 3, представляющим собой цельнометаллическую конструкцию с выступами по краям, площадь которых соответствует площади дополнительных секций ТЭБ 2. Основная 1, дополнительные 2 секции ТЭБ и основной теплообменник 3 образуют конструкцию, имеющую в своей центральной части углубление, в которое с обеспечением теплового контакта с теплопоглощающими спаями основной секции ТЭБ 1 устанавливается тепловыделяющий элемент РЭА 4. С теплопоглощающими спаями дополнительных секций ТЭБ 2 и тепловыделяющим элементом РЭА 4 контактирует дополнительный теплообменник 5, также представляющий собой цельнометаллическую конструкцию. В непосредственный контакт с тепловыделяющим элементом РЭА 4 приведен датчик температуры 6, выход которого электрически связан с входом регулятора температуры 7, выход последнего электрически связан с основной 1 и дополнительной 2 секциями ТЭБ.
Устройство работает следующим образом.
Поскольку температурный режим эффективной работы тепловыделяющего элемента РЭА 4 выше температуры окружающей среды, то при такой работе поток теплоты все время направлен от тепловыделяющего элемента РЭА 4 через теплообменники 3 и 5 в окружающую среду. Основная 1 и дополнительная 2 секции ТЭБ, включаясь в этот процесс интенсифицируют теплопередачу. Часть теплоты от тепловыделяющего элемента РЭА 4 передается теплопоглощающим спаям основной секции ТЭБ 1 и через тепловыделяющие спаи - основному теплообменнику 3, который рассеивает ее в окружающую среду. Другая часть передается дополнительному теплообменнику 5, рассеивание теплоты от которого происходит как непосредственно в окружающую среду, так и через теплопоглощающие и тепловыделяющие спаи дополнительных секций ТЭБ 2, а также основной теплообменник 3.
Так как нет необходимости охлаждать тепловыделяющий элемент РЭА 4 ниже температуры окружающей среды, то регулятор температуры 7 в соответствие с показаниями датчика 6 и заданным на шкале регулятора температуры 7 значением рабочей температуры включает и выключает при необходимости основную 1 и дополнительные 2 секции ТЭБ, поддерживая автоматически температуру тепловыделяющего элемента РЭА 4 в заданном диапазоне.
Изготовление основной 1 и дополнительных 2 секций ТЭБ из идентичных по своим геометрическим, электро- и теплофизическим характеристикам термоэлементов позволяет повысить технологичность создания устройства.
Литература
1. Патент РФ 1824681 Термоэлектрический интенсификатор теплопередачи преимущественно для отвода тепла от элементов радиоэлектроники большой мощности / Исмаилов Т.А. // БИ №24, 1993.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ТЕПЛОТЫ ОТ ЭЛЕМЕНТОВ РЭА | 2021 |
|
RU2788992C2 |
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ТЕПЛОТЫ ОТ ЭЛЕМЕНТОВ РЭА | 2021 |
|
RU2788108C2 |
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ТЕПЛОТЫ ОТ ЭЛЕМЕНТОВ РЭА | 2021 |
|
RU2788038C2 |
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ТЕПЛОТЫ ОТ ЭЛЕМЕНТОВ РЭА | 2021 |
|
RU2790357C2 |
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ТЕПЛОТЫ ОТ ЭЛЕМЕНТОВ РЭА | 2021 |
|
RU2788110C2 |
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ТЕПЛОТЫ ОТ ЭЛЕМЕНТОВ РЭА | 2021 |
|
RU2788036C2 |
Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов РЭА | 2023 |
|
RU2799496C1 |
Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов РЭА | 2023 |
|
RU2807311C1 |
Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов РЭА | 2023 |
|
RU2795504C1 |
Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов РЭА | 2023 |
|
RU2800002C1 |
Изобретение относится к электронике и может быть использовано для обеспечения требуемых температурных режимов элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Технический результат - повышение технологичности изготовления устройства за счет использования термоэлементов, идентичных по своим геометрическим, электро- и теплофизическим характеристикам, а также обеспечение максимального холодильного коэффициента, максимальной холодопроизводительности при работе термоэлектрической батареи (ТЭБ). Технический результат достигается тем, что термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов РЭА содержит ТЭБ, электрически связанную с выходом регулятора температуры, вход которого связан с датчиком температуры, находящимся в контакте с тепловыделяющим элементом РЭА, расположенным в углублении, образованном конструкцией ТЭБ, основной теплообменник, находящийся в тепловом контакте с тепловыделяющими спаями ТЭБ, и дополнительный теплообменник. ТЭБ разделена на основную и две дополнительные секции, соединенные электрически последовательно и изготовленные из идентичных по своим геометрическим, электро- и теплофизическим характеристикам термоэлементов. Причем основная секция ТЭБ находится в центре основного теплообменника, а дополнительные секции ТЭБ расположены по краям на выступах основного теплообменника, площадь которых соответствует площади дополнительных секций ТЭБ. Тепловыделяющий элемент РЭА размещен в образовавшемся углублении с обеспечением теплового контакта с теплопоглощающими спаями основной секции ТЭБ. С теплопоглощающими спаями дополнительных секций ТЭБ и тепловыделяющим элементом РЭА контактирует дополнительный теплообменник, при этом основной и дополнительный теплообменники выполнены в виде цельнометаллической конструкции. 1 ил.
Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов РЭА, содержащее термоэлектрическую батарею (ТЭБ), электрически связанную с выходом регулятора температуры, вход которого связан с датчиком температуры, находящимся в контакте с тепловыделяющим элементом РЭА, расположенным в углублении, образованном конструкцией ТЭБ, основной теплообменник, находящийся в тепловом контакте с тепловыделяющими спаями ТЭБ, и дополнительный теплообменник, отличающееся тем, что ТЭБ разделена на основную и две дополнительные секции, соединенные электрически последовательно и изготовленные из идентичных по своим геометрическим, электро- и теплофизическим характеристикам термоэлементов, причем основная секция ТЭБ находится в центре основного теплообменника, а дополнительные секции ТЭБ расположены по краям на выступах основного теплообменника, площадь которых соответствует площади дополнительных секций ТЭБ, тепловыделяющий элемент РЭА размещен в образовавшемся углублении с обеспечением теплового контакта с теплопоглощающими спаями основной секции ТЭБ, с теплопоглощающими спаями дополнительных секций ТЭБ и тепловыделяющим элементом РЭА контактирует дополнительный теплообменник, при этом основной и дополнительный теплообменники выполнены в виде цельнометаллической конструкции.
Термоэлектрический интенсификатор теплопередачи, преимущественно для отвода тепла от элементов радиоэлектроники большой мощности | 1991 |
|
SU1824681A1 |
Устройство для укладки листков слюды на подложку | 1951 |
|
SU104383A1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ | 2001 |
|
RU2236097C2 |
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ТЕПЛОТЫ И ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ МИКРОСБОРОК | 1996 |
|
RU2133084C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПЛАТ | 2008 |
|
RU2365071C1 |
Способ работы термостатирующего устройства | 1984 |
|
SU1255828A1 |
US 7544883 B2, 09.06.2009 | |||
GB 1106287 A, 13.03.1968. |
Авторы
Даты
2023-01-16—Публикация
2021-06-02—Подача