Устройство для испарительного охлаждения полупроводниковых приборов Советский патент 1991 года по МПК H05K7/20 

-.гда

Ш

ю

Изобретение относится к радиоэлектронике. Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение ремонтопригодности и улучшение массогабарит- пых характеристик устройства для испарительного охлаждения полупроводниковых приборов - достигается тем, что в нем корпус 1 выполнен в виде замкнутой оболочки из прозрачной диэлектрической пленки и заполнен жидким теплоносителем 2о На внешней поверхности корпуса 1 в зоне испарения размещен элемент Ь жесткости с обеспечением теплового контакта со стенкой корпуса 1. Установочные площадки 6 для полупроводниковых приборов 7 разнесены на внешней поверхности элементов 5 яест- кости, каждый ич которых выполнен в виде коробки или диска. А з.п. ф-лп, 5 ил.

п

Фиг. 1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть йсполь- зовано для охлаждения силовых полупроводниковых приборов, выпрмяителей подстанций метрополитена,

Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение ремонтопригодности и улучшение массогабаритных характеристик

На фиг. 1 и 2 показано устройство для испарительного охлаждения полупроводниковых приборов таблеточного типа, -две ортогональные проекции} на фиг, 3 - то же, с элементами жесткое- ти в виде коробок; на фиг. 4 - то же, для двух полупроводниковых приборов, сечение; на фиг. 5 - то же с,

элементами жесткости в виде дисков.

Устройство для испарительного охлаждения полупроводниковых приборов содержит корпус 1 с упругими стенками частично заполненный жидким теплоносителем 2, с зонами конденсации 3 и испарения 4, элементы 5 жесткости, .расположенные на стенках корпуса 1 в его зоне 4 испарения с обеспечением теплового контакта со стенкой корпуса 15 установочные площадки 6 для полупроводниковых приборов 7, размещенные на внешней поверхности стенок корпуса 1 в его зоне 4 испарения. Корпус 1 выполнен в виде замкнутой оболочки из прозрачной диэлектрической пленки, например искусственной полимерной пленки Элемент 5 жесткости расположен на внешней поверхности оболочки корпуса 1 в его зоне 4 испарения, а установочные площадки 6 для полупроводниковых приборов 7 смонтированы на внешней поверхности элементов 5 жесткости.

Каждый элемент 5 жесткости выполнен в виде коробки, а оболочка корпуса 1 в его зоне 4 испарения - в виде рукавов 8, установленных в коробке, причем установочные площадки 6 расположены на стенках коробки.

Рукава 8 оболочки корпуса 1 размещены с внешних сторон коробок

Каждый элемент 5 жесткости может быть выполнен в виде диска 9. Замкнутая оболочка корпуса 1 имеет форму кольца. Рукава расположены внутри кольца. Диски 9 установлены внутри кольца параллельно между собой с возможностью взаимодействия с рукавами.В зоне 3 конденсации корпуса 1 размещен контейнер 10 из искусственной полимерj 5 to

20

25

11904

ной пленки, заполненный теплоакку- мулирующим материалом 11. В качестве искусственной полимерной пленки использована пленка марки ПЭТф. Полупроводниковые приборы 7 сжаты с элементами 5 жесткости и токоведущими шинами 12 посредством прижимных элементов 13. Элементы 5 жесткости выполнены из теплопроводного материала,

Устройство для испарительного охлаждения работает следующим образом,

При протекании тока через полупроводниковый прибор 7 выделяется теплота, которая передается через стенку элемента 5 жесткости, стенку корпуса 1 в его зоне 4 испарения теплоаккуму- лирующему веществу 2J в качестве которого использован жидкий теплоноситель, например вода, Жидкий теплоноситель закипает и его пары поднимаются в зону 3 конденсации корпуса 1, где конденсируются и стекают по внутренним стенкам корпуса 1 в его зону 4 испарения, а теплота отводится в окружающую среду через стенку корпуса 1, например, путем естественной конвек- , ции воздуха С увеличением тока через полупроводниковый прибор 7 выделяемое количество теплоты возрастает, что приводит к увеличению давления паров жидкого теплоносителя во внутренней полости корпуса 1 и способствует лучшему прижатию полимерной пленки к стенкам силового элемента 5 и, следо-, вательно, снижению термического сопротивления между полупроводниковым прибором 7 и жидким теплоносителем 2,

В случае применения контейнера 10 с тегшоаккумулирукяцим материалом 11 часть теплоты затрачивается на расплавление геплоаккумулирующего вещества t f, например парафина, в периоды резкого наброса нагрузки на полупро- 45 водниковый прибор 7, В периоды снижения или прекращения тока через полупроводниковый прибор 7 теплота от теп- лоаккумулирующего материала 11 контейнера 10 передается жидкому теплоносителю 2 корпуса 1, на поверхности которого плавает контейнер 10, таким образом осуществляется термостабилиза- ция полупроводникового прибора 7 и удлиняется срок ЕГО службы.

30

35

40

50

55

Формула изобретения

1, Устройство для испарительного охлаждения полупроводниковых приборов,

содержащее корпус с упругими стенками, частично заполненный жидким теплоносителем, с зонами конденсации и испарения, элементы жесткости, расположенные на стенках корпуса в его зоне ис- парения с обеспечением теплового контакта со стенкой, установочные площадки для полупроводниковых приборов на внешней поверхности стенок корпуса в его зоне испарения, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения ремонтопригодности и улучшения массогабаритных характеристик, корпус выполнен в виде замкнутой оболочки из прозрачной диэлектрической пленки, элемент жесткости расположен на внешней поверхности оболочки корпуса в его зоне испарения, а установочные площадки для полупроводниковых приборов расположены на внешней поверхности элементов жесткости,

Фиг. 2

0

мент жесткости выполнен в виде коробки, а оболочка корпуса в его зоне испарения - в виде рукавов, установленных в коробке, причем установочные площадки расположены на стенках коробок.

5 замкнутая оболочка корпуса выпо лнена в форме кольца .с рукавами внутри кольца, причем диски установлены внутри кольца параллельно между собой с возможностью взаимодействия с рука0 вами,

5 пленка марки ПЭТФ.

/

8

Фиг.д

w

Фигл

-/ 5

10,11

V-У

/г

$