Устройство для охлаждения микроэлектронных узлов Советский патент 1990 года по МПК H05K7/20 F04B35/04 

31

Изобретение относится к охлаждающим устройствам и наиболее эффективн может быть использовано для охлаждения микроэлектронных узлов в области электротехники, электроники, приборостроении.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обепечения регулирования направления воздушного потока

На фиг. I приведено схематическое изображение устройства для охлаждени микроэлектронных узлов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. -З - Т-образное соединение вибровозбудителя с резонатором; на фиг. 4 (а,б) - схема взаимодействия устройства с охлаждаемым объектом; на фиг. 5 (а,б,в г,д,е) - эпюры колебаний резонатора,

Устройство состоит из корпуса . с которым жестко соединен биморфный пьезокерамический вибровозбудитель 2 в виде пьезокерамических. пластинок, которые поляризованы по толщине в

одном направлении (Н, и Н - векторы поляризации). На вибровозбудителе 2 Т-образно прикреплен пластинчатый резонатор 3, Электроды пластинок вибровозбудителя разделены по длине по крайней мере на три части каждый. Одна пара электродов 4 ви ровозбуди- теля 2 подключена к одному выходу двухфазного источника 5 напряжения, а другая крайняя пара электродов 6 - к другому выходу. Средняя пара электродов 7 имеет возможность подключения к любому выходу двухфазного источника 5 напряжения с помощью переключателя 8. В качестве двухфазного источника напряжения может быть использован любой стандартный генератор электрических колебаний с пара- фазным выходом, например Г 5-30.

Устройство работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения на биморфный пьезокерамический вибровозбудитель 2 крайние электроды 4 и 6 вибровозбудителя 2 создают изгибные колебания в противоположных направлениях, так как они подключены к разным выходам двухфазного источника 5 напряжения со сдвигом фаз на величину Т, а обе пьезокерамические пластинки вибровозбудителя 2 поляризованы по толщине в одном направлении. При резонансной частоте резонатор 3 Т-образно соединен с вибровозбудителем 2,

g

$ 0

5

следуя колебаниям вибровоэбудителя, приобретает в крайнем положении формы, показанные на эпюрах фиг. 5а и б, и создает два воздушных потока, направленных параллельно плоскости резонатора 3 в противоположных направлениях. В то время средняя часть электродов 7, подключенная к выходу двухфазного источника 5 напряжения, передает колебания резонатору 3 в перпендикулярном его плоскости направлении, что гасит колебания одного конца резонатора 3 и увеличивает амплитуду колебаний другого. Таким образом в сумме обеих форм движения с наибольшей амплитудой колеблется только один конец резонатора 3, а другой - незначительно а и воздушный поток создается только в одном направлении. Изменив

0

5

0

5

0

5

одном направлении.

переключателем 8 фазу электрических колебаний, подаваемых на среднюю о часть виброэозбудителя, на величину И , изменяется фаза колебаний средней .. части вибровозбудителя 2, ввиду чего гасятся колебания другого конца резонатора 3 и увеличивается амплитуда движений первого. Воздушный поток направляется в противоположном направлении.

Для достижения поставленной цели резонатор 3 крепится Т-образно на вибровозбудителе 2 0(см, фиг. 3), так как для изменения направления воздушного потока будут нужны два свободных конца резонатора 3. Кроме того, обе пьезокерамические пластинки би- морфного вибровозбудителя поляризованы по толщине в одном направлении (на фиг. 3 Н - вектор поляризации), а поэтому при подключении напряжения одной и той же полярности на обе пьезокерамические пластинки одна из них укоротится, а другая удлинится, что вызовет изгиб вибровозбудителя в направлении, перпендикулярном к его плоскости. При подаче переменного напряжения вибровозбудитель 2 будет попеременно изгибаться то в одну, то в другую сторону. Б устройстве электроды вибровозбудителя разделены по длине на три части, крайние из которых 4, 6 подключены к разным выходам парафазного генератора, издающего электрические колебания со сдвигом фаз между обоими выходами на величину Т. Таким образом, две разные крайние части электродов 4, 6 в один и тот же момент получают напряжение

противоположной полярности и, изгибаясь в противоположных направлениях, как бы будут скручивать вибровозбудитель попеременно то по часовой стрелке, то против нее,

крутящие

коленый пьезокерамический пибровозбуди- тель, соединенный с пластинчатым резонатором и подключенный к источнику переменного напряжения, о т л и чающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения регулирования напрявления воздушного потока,

бания передаются к прикрепленному Т-образно резонатору 3, формы колебаний которого показаны на эпюрах

(фиг. 5), В то же время средняя часть ю биморфный пьезокерамический вибровоэ электродов 7 изгибает вибровозбуди-будитель выполнен в виде двух пьезотель 2 в направлении, перпендикулярном к его плоскости, вследствие чего резонатор 3 приобретает формы, покер амических пластинок, поляризованных по толщине в одном направлении, разделенных по их длине по крайней

кер амических пластинок, поляризованных по толщине в одном направлении, разделенных по их длине по крайней

казанные на эпюрах Фиг.5в и г. В сум- 15 мере на три части каждая, пьезокера- ме этих обеих форм колебаний с наи-мические пластинки Оиморфного пьезобольшей амплитудой колеблется толькокерамического вибровозбудителя Т-ободин конец резонатора 3, который и создает воздушный поток. Другой конец

20

резонатора 3 колеблется незначительно, -Изменив фазу колебаний средней части вибровозбудителя 2 на величину /Г , с наибольшей амплитудой будет колебаться другой конец резонатора 3 (как показано на эпюрах Лиг. 5а и б). Для изменения фазы колебаний средней части вибровозбудителя в качестве переключателя 3 на фиг. 1 можно использовать любое коммутирующее устройство, например реле РЭС 55.30

Формула изобретения

разно соединены с пластинчатым резонатором, который ориентирован вдоль горизонтальной полки Т-образного соединения, а в качестве источника переменного напряжения использован двухфазный источник напряжения, причем внешние пары частей электродов би- 25 морфного пьезокерамического вибровозбудителя подключены к разным выходам двухфазного источника напряжения соответственно, а средняя пара частей электродов пьезокерамического вибровозбудителя - к одному из выходов двухфазного источника напряжения с возможностью подключения к другому выходу двухфазного источника напряжения.

Устройство для охлаждения микроэлектронных узлов, содержащее биморфный пьезокерамический пибровозбуди- тель, соединенный с пластинчатым резонатором и подключенный к источнику переменного напряжения, о т л и чающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения регулирования напрявления воздушного потока,

биморфный пьезокерамический вибровоэ будитель выполнен в виде двух пьезокер амических пластинок, поляризованных по толщине в одном направлении, разделенных по их длине по крайней

мере на три части каждая, пьезокера- мические пластинки Оиморфного пьезо

разно соединены с пластинчатым резонатором, который ориентирован вдоль горизонтальной полки Т-образного соединения, а в качестве источника переменного напряжения использован двухфазный источник напряжения, причем внешние пары частей электродов би- морфного пьезокерамического вибровозбудителя подключены к разным выходам двухфазного источника напряжения соответственно, а средняя пара частей электродов пьезокерамического вибровозбудителя - к одному из выходов двухфазного источника напряжения с возможностью подключения к другому выходу двухфазного источника напряжения.

Изобретение может быть использовано для охлаждения микроэлектронных устройств в электронике, приборостроении. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей устройства путем обеспечения регулирования направления воздушного потока-достигается тем, что биморфный пьезокерамический (ПК) вибровозбудитель 2 выполнен в виде двух ПК пластинок, поляризованных по толщине в одном направлении и разделенных по их длине по крайней мере на три части каждая. На биморфном ПК вибровозбудителе 2 Т-образно прикреплен пластинчатый резонатор 3, ориентированный вдоль горизонтальной полки Т-образного соединения. В качестве источника переменного напряжения использован двухфазный источник 5 напряжения, имеется переключатель 8. В процессе работы создаются воздушные потоки различного направления, которые могут накладываться друг на друга и суммироваться или гаситься. 5 ил.

ХххW Ух

ilxxV.

3

Ц 1

V

v

Ч

Ny

S

Фиг.3

Ml 41 5{l U5 I Ь

ЙЯ.

вдазКаУ

Й/8.5