Силовой полупроводниковый блок с принудительным охлаждением Советский патент 1984 года по МПК H01L23/34 

Изобретение относится к электротехнике.

Известен силовой полупроводниковый преобразователь с принудительным воздушным охлаждением, содержащий обдуваемый потоком воздуха конденсатор, соединенный с герметичной емкостью частично з я.полненной диэлектрической жидкостью, в которую погружены полупроводниковые приборы с охлаждающими ребрами, прижатыми к приборам ij .

Однако известный преобразователь характеризуется недостаточной эффективностью охлаждения на больших нагрузках в связи с переходом от пузырькового к пленочному режиму кипения.

Наиболее близким к изобретению является полупроводниковый преобразователь с принудительным воздушным охлаждением, содержащий обдуваемый потоком воздуха конденсатор, соединенный с герметичной емкостью, частично заполненной диэлектрической жидкостью, в которую погружены полупроводниковые приборы, контактирующие с охлаждающими ребрами, имеющими вертикальные каналы, заполненные жидким теплоносителем, имеющим температуру кипения более высокую, чем температура кипения диэлектрической жидкости 2J .

Данное устройство характеризуется также недостаточной эффективность охлаждения вследствие перехода при больших HarpiysKax от пузырькового к пленочному режиму кипения.

Цель изобретения - повьш1ение эффективности охлаждения путем интенсификации теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в силовом полупроводниковом блоке с принудительным охлаждением, содержащем обдуваемый потоком воздуха конденсатор, соединенный с герме тичной емкостью, частично заполненной диэлектрической жидкостью, в которую погружены мощные таблеточны полупроводниковые приборы с теплоотводящими элементами, расположенными между иши внутренняя полость которых заполнена теплоносителем с температурой кипения более высокой, чем температура кипения диэлектрической жидкостиi каждый теплоотводя

щий элемент вьтолнен в виде тепловой трубы в форме диска с кольцевой полостью.

На фиг. 1 показан предлагаемый силовой полупроводниковый блок, общий вид; на фиг. 2 - устройство теплоотводящего элеъ1ента в виде тепловой трубы.

Устройство состоит из герметичной емкости 1, частично заполненной диэлектрической жидкостью 2, погруженных в нее полупроводниковых прибо ров 3 вместе с теплоотводящими элементами - тепловыми трубами в виде дис.ка 4, изоляторов 5, шин 6, помещенных между зажимными траверсами 7 и стянутых гайками 8, конденсатора 9 в верхней части емкости. Теплоотводящий элемент - тепловая труба содержит медный сердечник 10, имеющий диаметр, равный диаметру контактной поверхности полупроводниковых приборов 3, тонкостенный медный корпус 11 и пористый слой 12. Внутри Тепловая труба частично заполнена жидким промежуточным теплоносителем имеющим температуру кипения выше, чем температура кипения диэлектрической жидкости.

При прохождении через приборы 3 электрического тока вьщеляемое приборами тепло передается тепловым трубам, теплоно.ситель в них закипает и, конденсируясь на внутренней поверхности, через стенку отдает тепло диэлектрической жидкости 2, которая тоже начинает кипеть. Образующийся -при этом пар поднимается в верхнкйо Часть герметичной емкости 1, а оттуда - в конденсатор 9. Пары диэлектрической жидкости конденсируются и конденсат стекает обратно в герметичную емкость.

Вследствие того, что тепло передается от полупроводниковых приборов 3 к диэлектрической жидкост 2 через тепловые трубы, плотность теплового потока к диэлектрической жидкости уменьшается, а это способствует уменьшению температурного нааора между поверхностью тепловой трубы и диэлектрической жидкостью 2 т.е. исключает появление пленочного режима кипения диэлектрической жидкоти 2 и интенсифицирует теплообмен.

СИЛОВОЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ БЛОК С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ, содержащий обдуваемый потоком воздуха конденсатор, соединенный с герметичной емкостью, частично заполненной 8 диэлектрической жидкостью, в которую погружены мощные таблеточные полупрово 1никовые приборы с теплоотводящими элементами, расположенными между ними, внутренняя полость которых заполнена теплоносителем с температурой кипения более высокой, чем температура кипения диэлектрической жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения путем интенсификации теплообмена, каждый теплоотводящий элемент выполнен в виде тепловой трубы в форме диска с кольцевой полостью. § ю о Од 00