Устройство для естественного конвективного охлаждения полупроводниковых приборов

 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам охлаждения полупроводниковых приборов, и может быть использовано в стационарной аппаратуретипа источников питания и усилителей мощности. Целью изобретения является уменьшение массогабаритных характеристик. Устройство содержит радиатор 1, имеющий тепловой контакт с охлаждаемым полупроводниковым прибором, корпус в виде ориентированной вертикально сквозной трубы. Кроме того, устройство содержит электронагревательный элемент 4, выполненный с возможностью прохождения воздушного потока, и установленный в верхней части основания трубы с зазором относительно ее стенок и радиатора 1. При этом радиатор имеет полированную поверхность, а сквозная труба 3 выполнена из теплоизоляционного материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.0--0елС4i_^ Ч1"SЮ СЛ Оч Os

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sx>s Н 05 К 7/20, Н 01 L 23/34

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4392727/21 (22) 18.03.88 (46) 30.01.92. Бюл. N 4 (72) А.С.Макунин (53) 624.396.67.7(088.8) (56) Заявка Великобритании

% 1592143, кл. Н 01 Е. 23/34, 1981.

Заявка Великобритании

ЬЬ 1441159, кл. Н 01 1 23/34, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕСТЕСТВЕННОГО

КОН В Е КТИВ HOГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПОЛУ- .

ПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам охлаждения полупроводниковых приборов, и может быть использовано в стационарной аппаратуре

„„. Ц „„1709566 А1 типа источников питания и усилителей мощности. Целью изобретения является уменьшение массогабаритных характеристик.

Устройство содержит радиатор 1, имеющий тепловой контакт с охлаждаемым полупроводниковым прибором, корпус в виде ориентированной вертикально сквозной трубы.

Кроме того, устройство содержит электронагревательный элемент 4, выполненный с воэможностью прохождения воздуlUHoco потока, и установленный в верхней части основания трубы с зазором относительно ее стенок и радиатора 1. При этом радиатор имеет полированную поверхность, а сквозная труба 3 выполнена из теплоизоляционного материала. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.

1709566

55

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам охлаждения полупроводниковых приборов, и может быть использовано в стационарной аппаратуре типа источников питания и усилителей мощности.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных характеристик.

На фиг.1 изображено устройство, продольное сечение; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1. . Устройство содержит радиатор 1, имеющий тепловой контакт с полупроводниковым прибором 2, корпус в виде ориентированной вертикально сквозной трубы 3, в нижней части которой смонтирован радиатор 1. Кроме того, устройство содержит электронагревательный элемент 4, выполненный с возможностью свободного прохождения воздушного потока через него и установленный в верхней части сквозной трубы 3 с зазором относительно ее стенок и радиатора 1. Причем последний имеет пол ированную поверхность, а сквозная труба 3 выполнена из теплоизоляционного материала.

Устройство работает следующим образом.

Конструкция устройства предполагает его установку в радиотехнической аппаратуре непосредственно между нижней и верхней поверхностями кожуха аппаратуры, имеющего в этом месте вентиляционное отверстие.. Рациональным является и другой вариант установки устройства — вне кожуха аппаратуры, укрепленного на его задней или боковой стенке. Это позволяет исключить тепловое влияние устройства на остальные элементы аппаратуры. В этом случае устройство необходимо дополнить сеткой, установленной над вертикальной трубой, которая перекрывает свободный доступ к электронагревательному элементу.

При включении аппаратуры, в состав которой входит предлагаемое.устройство, подается напряжение к выводам электронагревательного элемента 4, смонтированного.-a сквозной трубе 3. Одновременно включается в работу полупроводниковый прибор 2, тепловая мощность рассеивания которого передается радиатору 1, улучшающему теплоотдачу массе окружающего воздуха. Благодаря конвекции нагретая радиатором 1 масса воздуха поднимается.

Сквозная труба, уСтановленная над радиатором 1, способствует усилению естественной конвекции.

Дополнительный нагрев обьема воздуха в вертикальной трубе 3 над радиатором

1 электронагревательным элементом 4 позволяет увеличить скорость движения и расход конвектируемого воздуха, что, в свою очередь, обеспечивает большую интенсивность обтекания наружным, более холодным, воздухом поверхности радиатора 1, Таким образом, эффект охлаждения полупроводникаBolo прибора 2 усиливается без увеличения высоты сквозной трубы 3.

Улучшение теплоотдачи радиатора 1 дает возможность уменьшить размеры и вес радиатора 1, При этом конструкция радиатора

1 должна быть такой, чтобы не препятствовать прохождению вертикального потока воздуха. Величина зазора между электронагревательным элементом 4, стенками сквозной трубы 3 и горизонтальной поверхностью радиатора 1 сводит к минимуму непосредственный нагрев их электронагревательным элементом 4.

Тепловое влияние практически исключается благодаря отполированной поверхности радиатора 1. При необходимости внутренние стенки вертикальной трубы также полируются. Вертикальная труба изготавливается из теплостойкого теплоизолирующего материала, например, стеклотекстолита, В данном случае электронагревательный элемент 4 (фиг.2) выполнен в виде зигзагообразно согнутой прямоугольной металлической ленты с высоким удельным сопротивлением. Такая форма электронагревательного элемента 4 обеспечивает эффективный нагрев слоя воздуха в верхней части сквозной трубы 3 и малое гидравлическое сопротивление конвекционному потоку воздуха через него, Пожаро- и электробезопасность обеспечивается установкой защитного ограждения, например, сетки с крупной ячейкой, на выходе трубы, препятствующей касанию электронагревательного элемента и попаданию на него горючих материалов, подбором негорючего теплоизолирующего материала для выводов электронагревательного элемента и ограничением электрического напряжения на его выводах на уровне, обеспечивающем температуру электронагревательного элемента не более

2000

Формула изобретения

1. Устройство для естественного конвективного охлаждения полупроводниковых приборов, содержащее корпус, выполненный в виде сквозной трубы из тврмостойкого материала, ориентированной своей продольной геометрической осью симметрии вдоль конвективного потока воз1709566

A-A

Составитель А.Попова

Редактор И.Касарда Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Заказ 45g Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "П ент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 духа, с установочной площадкой для размещения полупроводниковых приборов, кото; рая расположена по крайней мере на внешней поверхности одной из ее стенок, со стороны одного конца сквозной трубы. радиатор с ребрами и основанием, установленный внутри сквозной трубы, со стороны ее конца с установочной площадкой с обеспечением его теплового и механического контакта со стенками сквозной трубы и с установочной площадкой и ориентированный своими ребрами и основанием соответственно вдоль и перпендикулярно продольной геометрической оси сквозной трубы, которая своей свободной внутренней частью расположена над радиатором, отл и ча ю щ ееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных характеристик, оно снабжено электронагревательным элементом, установленным .в свободной внутренней части сквозной трубы со сторо5 ны ее свободного конца, над радиатором с образованием между ним, стенками сквозной трубы и радиатором зазоров соответственно и ориентированным вдоль продольной геометрической оси сквозной

10 трубы, причем радиатор выполнен с полированной поверхностью, а в качестве термостойкого материала сквозной трубы использован теплоизоляционный материал.

2. Устройство по п.1, от л ич а ю wee15 с я тем, что электронагревательный элемент выполнен зигзагообразным из прямоугольной металлической ленты.