Силовой полупроводниковый блок с принудительным охлаждением

 

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

„.Я0„„1129673 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5g Н 01 L 23/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3551349/24-21 .(22) 07.02.83 (46) 15.12.84. Бюл. М 46 (72) А.Б.:Буянов и B.Â.Åãîðîâà (53) 621.396.67.7(088.8) (56) 1. Патент Японии И 51-47576, кл. Н 01 Ь 23/34, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

У 970515, кл. Н 01 L 23/34, 1981 (прототип). (54}(57) СИЛОВОЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ

БЛОК С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ, содержащий обдуваемый потоком воздуха конденсатор, соединенный с герметичной емкостью, частично заполненной диэлектрической жидкостью, в которую погружены мощные таблеточные полупроводниковые приборы с теплоотводя- щими элементами, расположенными между ними, внутренняя полость кото" рых 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.

1129

Изобретение относится к электротехнике.

Известен силовой полупроводниковый преобразователь с принудительным воздушным охлаждением, содержащий обдуваемый потоком воздуха конденсатор, соединенный с герметичной емкостью частично з полненной диэлектрической жидкостью, в которую погружены полупроводниковые приборы 10 с охлаждающими ребрами, прижатыми к приборам (1) .

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 f2).

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

Цель изобретения — повьппение 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- 45 тичной емкостью, частично заполненной диэлектрической жидкостью, в которую погружены мощные таблеточные полупроводниковые приборы с теплоотводящими элементами, расположенными между ними, внутренняя полость которых заполнена теплоносителем с температурой кипения более высокой, чем температура кипения диэлектрической жидкости; каждый теплоотводя- 55

673 2 щий элемент выполнен 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 элемента в виде тепловой трубы.

Устройство состоит из герметичной емкости 1, частично заполненной диэлектрической жидкостью 2, IIGrpy женных в нее полупроводниковых приборов 3 вместе с теплоотводящими элементами — тепловыми трубами в виде диска 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 ll 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 выделяемое приборами тепло передается тепловым трубам, теплоноситель в них закипает и, конденсируяпь на внутренней поверхности, через стенку отдает тепло диэлектрической жидкости 2, которая тоже начинает кипеть. Образующийся при этом пар поднимается в верхнюю 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 жидкости

2 через тепловые трубы, плотность теплового потока к диэлектрической жидкости уменьшается, а это способствует уменьшению температурного напора между поверхностью тепловой трубы и диэлектрической жидкостью 2, т.е. исключает появление пленочного режима кипения диэлектрической жидкости 2 и интенсифицирует теплообмен.

1129673

71

12

Составитель С.Дудкин

Редактор М.Келемеш Техред З.Палий Корректор А.Тяско

Заказ 9458/42 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4