Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для термостабилизации элементов радиоэлектронной аппаратуры Советский патент 1992 года по МПК H05K7/20 

Изобретение относится к электронике и может быть использовано для обеспечения необходимых температурных режимов элементов радиоэлектронной аппаратуры, рассеивающих значительные мощности.

Известно, что функциональные элементы современной радиоэлектронной аппаратуры выдвигают жесткие требования к обеспечению заданных тепловых режимов и допустимому разбросу температур между ними. Логические элементы наиболее эффективно работают при 40-50°С, а максимальный КПД источников питания достигается при температуре составляющих элементов 60-70°С. При этом допустимый разброс температур не должен превышать 20°С.

Известно устройство для обеспечения стабильного теплового режима элементов радиоэлектронной аппаратуры, содержащее расположенные на металлическом основании группы печатных плат с размещенными на них микроузлами и трубопровод для охлаждающей среды.

Известно также устройство для охлаждения элементов радиоэлектронной аппаратуры, представляющее собой единую теплоотводящую поверхность в виде камеры из эластичного теплопроводного материала, внутри которой циркулирует под давлением охлаждающая жидкость. Камера размещена в кожухе с окнами, в которых установлены корпуса интегральных схем. К корпусам интегральных схем прижимается эластичная теплопроводная поверхность камеры.

Известные устройства не позволяют обеспечить необходимый тепловой режим и поддерживать длительное время в силу недостаточной эффективности.

Целью изобретения является повышение эффективности термостабилизации.

Для достижения этой цели предлагается устройство, содержащее плату с элементами радиоэлектронной аппаратуры, герметично соединенную по периметру с теплоизоляционным корпусом, к наружной поверхности которого присоединены первые спаи термоэлектрического модуля, снабженного на вторых спаях теплообменником. В образованной корпусом и поверхностью платы герметичной полости, содержащей радиоэлектронные элементы, контактирующие с платой только своими выводами, с помощью термоэлектрического модуля создается необходимый тепловой режим, контролируемый размещенным в полости датчиком температуры, соединенным с входом терморегулятора, чей выход связан с термоэлектрическим модулем.

На чертеже приведено предлагаемое устройство.

Герметичная полость 1, образована платой 2 с радиоэлектронными элементами и

5 соединенным с ней по периметру металлическим корпусом 3, на свободную внешнюю поверхность которого нанесен теплоизолирующий слой 4. К внешней поверхности корпуса присоединены, например, с помощью

10 пайки одни из спаев термоэлектрического модуля 5, вторые спаи которого снабжены воздушным радиатором 6 или другим теплообменником. На плате посажены герметично электрические контакты 7. Устройство

15 содержит терморегулятор (не показан), вход которого электрически связан с датчиком температуры (не показан), размещенным внутри полости 1 рядом с радиоэлектронными элементами и измеряющим их фактиче0 скую температуру. Выход терморегулятора электрически связан с термоэлектрическим модулем 5.

В зависимости от задаваемого теплового режима терморегулятор подает на выво5 ды термоэлектрического модуля 5 необходимой величины и полярности напряжение, в результате чего ток, проходящий по термоэлектрическому модулю 5, нагревает или охлаждает его соответствую0 щие спаи, а следовательно, и полость 1. Фактическую температуру в полости 1 размещенный в ней датчик подает на выход терморегулятора, что обеспечивает коррекцию напряжения, подаваемого на термо5 электрический модуль 5. Теплообменник обеспечивает отвод тепла или холода от вторых спаев термомодуля 5. В полости 1 могут размещается элементы РЭА, для которых требуется поддержание температуры, на0 пример образцовые элементы опорного напряжения, кварцевые резонаторы и т.д.

Проведенные испытания показали, что применение предлагаемого устройства обеспечивает более эффективное по срав5 нению с известным охлаждение радиоэлектронных элементов, а также возможность автоматического поддержания заданного теплового режима работы элементов с высокой точностью (±0,1 °С).

0 Формула изобретения

1. Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для термостабилизации элементов радиоэлектронной аппаратуры, содержащее корпус с полостью, плату с ра5 диоэлектронными элементами и терморегулятор, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности термостабилизации, оно снабжено датчиком температуры, установленным внутри полости корпуса, теплообменником и термоэлектрическим

модулем, соединенным с обеспечением теплового контакта одними своими спаями с теплообменником, а другими - с внешней поверхностью корпуса, при этом корпус выполнен открытым с одной стороны, к которой по ее периметру герметично присоединена плата, так что ее радиоэлектронные элементы расположены в полости корпуса, а на его свободную внешнюю по0

верхность между платой и теплообменником нанесен теплоизолирующий слой, при этом терморегулятор своим входом электрически соединен с датчиком температуры, а его выход связан с термоэлектрическим модулем.

2. Устройство по п.1, о т я и ч а ю щ е е- с я тем, что теплообменник выполнен в виде воздушного радиатора.

Изобретение относится к электронике и может быть использовано для обеспечения необходимых температурных режимов элементов радиоэлектронной аппаратуры, рассеивающих большие мощности. Цель изобретения - повышение эффективности термостабилизации. Плата 2 с радиоэлектронными элементами (РЭ) соединена с открытой частью корпуса 3 так, что ее РЭ размещены внутри полости 1. Термоэлектрический модуль 5 одними своими спаями соединен с внешней поверхностью корпуса 3, а другими спаями - с воздушным радиатором 6. Электрические контакты 7 герметично выведены из корпуса 3. На свободную внешнюю поверхность корпуса 3 между радиатором 6 и платой 2 нанесен теплоизолирующий слой 4. Устройство содержит терморегулятор, вход которого электрически связан с датчиком температуры, размещенным внутри полости 1. Выход терморегулятора электрически связан с термоэлектрическим модулем 5. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Ё