Радиоэлектронный блок Советский патент 1991 года по МПК F25B19/04 H01L23/34 

13

которых выполнены с обеих сторон капиллярные каналы и по)1ой вставкой из диэлектрического материала. Охладители 5 - многослойные, при этом внешние слои (С) 10 и 11 выполнены из материала с крупнодисперсной структурой а внутренние С 13 - из материала с мелкодисперсной структурой. С 10, 11 армированы элементами 12 из элек

Изобретение относится к теплооб- менным устройствам, в частности к устройствам для охлаждения тепловыделяющих приборов, используемых преимущественно в полупроводниковой технике.

Целью изобретения является повышение надежности блока в работе и уменьшение его массогабаритных характеристик.

На фиг.1 показан предлагаемый ра- диоэлектронньА блок; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Радиоэлектронный блок содержит герметичный корпус 1, заполненный диэлектрической жидкостью 2, конденсатор 3 и собранные в столб тепловыделяющие полупроводниковые приборы, чередующиеся с охладителями 5, отделенными друг от друга жесткими перегородками 6 из электропроводного материала, на поверхности которых выполнены с обеих сторон капиллярные каналы 7. Дпя выхода паров охлаждающей диэлектрической жидкости 2 полой вставкой 8 из синтетического материала и перегородками б образованы окна 9..Охладители 5 содержат внешние слои 10 и 11 из материала с крупнодисперсной структурой, армированные элементами 12 из электропровоМного материала, в качестве которого может быть использована, например, медная проволока, а также внутренний слой 13 из материала с мелкодисперсной структурой.

Блок работает следуювом образом.

При относительно низких электрических нагрузках охлаждение тепловы- деляюцих полупроводииковых приборов

.

тропроводного материала, ориентированными в разньк направлениях. В описании приведены соотношения геометрических размеров охладителя и капиллярных каналов калугой П. Изобретение может быть использовано для охлаждения тепловьщелякнцих приборов, применяемых преимущественно в полупроводниковой технике. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

А происходит за счет нагрева и испа- рения непосредственно с поверхностей приборов А диэлектрической жидкости 2, которая поступает к охлаждаемым поверхностям тепловыделяющих приборов А по капиллярным каналам 7 на поверхности перегородки 6 из электропроводного материала и через многослойные охладители 5, слои которьлс выполнены из материала с капиллярно- пористой структурой. Под действием капиллярных сил в охладителях 5 возникает капиллярный напор, наибольогий там, где сильнее местные перегревы на контактирующих с охладителями 5 поверхностях тепловыделяющих приборов А, что устраняет местные перегревы структуры полупроводниковых приборов и обеспечивает равномерность, охлаждения всей их последовательной цепочки. Это позволяет производить расчет нагрузочной способности тепло- внпеляющих приборов А из средних условий охлаждения, а не из условий их наихудшего охлаждения. Смесь жидкости 2 удаляется Из зоны нагрева через объем корпуса, ограниченного полой вставкой 8, через сегментные окна 9.

При повышенньре и им1 гульсных тепловых нагрузках внещние слои из матери- .. ала с крупнодисперсной структурой

охладителей 5, обращенные к тепловы- деляицим поверхностям полупроводниковых приборов 4, осуществляются и далее, с ростом тепловой.нагрузки, работают как проводники тепла к поверхностям раздела пар-жидкость, который образуется на внутреннем слое 13 Из материала с мелкодисперсной структурой. При этом жидкий тешгоно

ситель поступает к.поверхностям раз-- дела пар-жидкость по капиллярным каналам 7 и частично по капиллярам внешних слоев из материала с крупнодисперсной структурой, расположенных между перегородками 6 и внутренними алиями 13. Образующийся при нагревании теплоносителя пар удаляется из материала с крупнодисперсной структурой, имеющей контакт с поверхностью тепловыделяющих приборов. Смесь нагретой диэлектрической жидкости 2 поступает в конденсатор 3 через сегментные окна 9.

Слой 13 не дает пару возможности пробиться во внешние крупнодисперсные , имеющие контакт с электропроводными перегородками 6. Поэтому внешние крупнодисперсные слои, кон-, тактирующие с перегородками 6, всегда смочены жидким теплоносителем, и гидродинамика жидкого теплоносителя по капиллярам вставки и самой капиллярно-пористой структуре охладителей 5 не нарушается.

Охлаждение тепловыделяющих полупроводниковых приборов А при повьппен- ных и импульсных электрических нагрузках всегда сопровождается значительными электродинамическими, усилиями в осевом направлении, с помощью которых осуществляется механическое прижатие элементов системы друг к другу. Эти же условия действуют и на капиллярно-пористые слои охладителей 5. Поэтому для обеспечения работоспособности блока оба крупнопористых слоя озитадителей 5 армированы электропроводным материалом, причем направление армирования одного слоя не совпадает с направлением армирования другого слоя.

,.

Эффективность охлаждения тепловыделяющих приборов повьппается за счет того, что устранена возможность осуществления кашшярно-пористой структуры охладителей, а также возможность их смятия под действием значительных механических усилий и запаривания при одновременном уменьшении переходного теплового сопротивления охлажда- хяцих элементов.

Улучшение массогабаритных характеристик радиоэлектронного блока с тепловыделяющей аппаратурой следует иэ уменьшения удельной массы охладителей, выполненных из капиллярно-пористого материала.

Технико-экономическая эффективность изобретения основана кя том, что в полупроводниковых преобразователях увеличение тока через полупроводниковые приборы из-за повыпигння эффективности охлаждения позволяет увеличить мощность преобразователя или, при сохранении мощности, уменьд шить количество приборов в силовых блоках и улучшить массогабаритные характеристики блоков, что особенно важно при использовании полупроводниковых преобразователей, например, на

с летательных аппаратах. Кроме того, изобретение может быть использовано как при последовательном электрическом соединении тепловыделяющих полупроводниковых приборов, так и при

Q монтаже любой из известных схем преобразования энергии в виде одного столба. При этом для электрического разделения плеч преобразовательной схемы в соответствующих местах стол5 ба вместо вентилей с охлаждающими элементами устанавливаются диэлектрические полые вставки.

Формула изобретения. I

0 1. Радиоэлектронный блок, содер- жащий герметичный корпус, заполненный диэлектрической жидкостью, размещенный в корпусе конденсатор, полупроводниковые приборы, каждый из ко5 торых установлен между двумя охладителями с образованием столба, погруженные в диэлектрическую жидкость, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его в

0 работе и уменьшения массогабаритных

характеристик, он снабжен полой встав- кой из диэлектрического материала, размещенной в корпусе, и перегородками из электропроводного материала с

5 капиллярными каналами на их поверхности, столб чередующихся между собой полупроводниковых приборов и охладителей расположен внутри полой вставки, а перегородки поэтажно установле0 иы между соседними охладителями с возможностью их контакта с ними и пересечения стенок полой вставки с образованием соосных окон, входы капиллярных каналов перегородки распо5 ложены на двух их противоположных концах, которые размещены с внеггаей стороны полой вставки, каждый охладитель выполнен трехслойным из материала с капиллярно-пористой структуррой, причем внутренний слой охладителя выполнен из материала с мелкодисперсной структурой, а смежные с ним внешние слои - иэ материала с крупнодисперсяой структурой, армированного элементами иэ теплоэлектро- проводного.материала.

2.Блок ПОП.1, отличающийся тем, что элементы армирования внешних слоев каждого охладителя ориентированы в разных направлениях,

3.Блок non.t, отличающийся тем, что геометрические размеры внутреннего слоя и внешних слоев каждого охладителя и капиллярных каналов каждой перегородки связаны следукщими соотношениями: d -(0,005-0,5)dfc-, «/-к-(0,5-0,005)dn.;

. 4-А

cy;(0,1-0,01).i а(2-5)с/, i b(0,1- -1)ai c-(0,1-1,0)a,

где диаметр пор слоя из материала с мелкодисперсной капиллярно-пористой структурой. Mi d,. - диаметр пор слоя из материала с крупнодисперсной капиллярно-пористой структурой, MJ OR- толщина слоя из материала с крупно- дисперсной капиллярно-пористой структурой, м; rf - толщина слоя из материала мелкодисперсной капиллярно-пористой структуры, Mj di, - диаметр тепловыделяющей поверхности охлаждаемых приборов, Mj а - шаг между соседними каналами не поверхности вставки, м; Ь - ширина поперечного сечения канала на поверхности вставки, м} с - высота поперечного сечения канала на поверхности вставки, м.

Редактор Г.Бельская

Составитель С.Дудкин Техред Л.Сердюкова

Заказ 3436Тираж 316Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д; 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Фиг. 2

Корректор И.Муска

Изобретение относится к теплооб- менным устройствам. Цель изобретения- повышение надежности блока в работе и уменьшение его массогабарятных характеристик. Радиоэлектронный блок (РБ) содержит заполненный диэлектри- ч-ской жидкостью 2 герметичный корпус 1, конденсатор 3, собранные в столб тепловыделяющие полупроводниковые приборы 4 с охладителями 5, отделенными один от другого. РБ снабжен жесткими перегородками (П) 6 из электропроводного материала, на поверхности .1. f-- Я - 5J.. .13 И -П -Ю