Система жидкостного охлаждения силового полупроводникового прибора


 


Владельцы патента RU 2566679:

Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (ЧОУ ДПО "Саранский Дом науки и техники РСНИИОО") (RU)

Изобретение относится к системам охлаждения и термостатирования с жидким теплоносителем. Технический результат - повышение энергетической эффективности системы жидкостного охлаждения силового полупроводникового прибора за счет исключения необходимости использования внешнего водоподъемного устройства для подачи охлаждающей среды через тепловоспринимающий элемент системы. Достигается за счет того, что в системе жидкостного охлаждения силового полупроводникового прибора, содержащей электромагнит, состоящий из подвижной и неподвижной частей, мембрану, стойку, подводящий и отводящий патрубки, корпус и стакан, стакан и стойка, в сечении которой закреплена мембрана, установлены оппозитно с торцов корпуса с образованием внутренней полости между ними, которая сообщена с подводящим и отводящим патрубками, неподвижная часть электромагнита закреплена со стойкой, а подвижная часть электромагнита связана с мембраной. Дополнительно введены два обратных клапана и пружина, причем обратные клапаны установлены на подводящий и отводящий патрубки, а пружина расположена во внутренней полости корпуса между мембраной и стаканом. 1 ил.

 

Изобретение относится к области приборостроения, теплоснабжения и холодоснабжения, где может найти применение в системах охлаждения и термостатирования с жидким теплоносителем.

Известна система водяного охлаждения силового полупроводникового преобразователя, содержащая теплоотводы с каналами, в каждом из которых размещена охлаждающая трубка из гибкого диэлектрического материала, вскрытыми в местах установки полупроводниковых приборов, с обеспечением непосредственно теплового контакта полупроводниковых приборов с охлаждающей трубкой, и соединительные трубки, охлаждающая и соединительная трубки выполнены в виде единого элемента, теплоотводы выполнены в виде дисков, а трубка из гибкого диэлектрического материала выполнена с разветвлениями, внутренние из которых размещены в каналах теплоотвода, а внешние охватывают его с внешней стороны, диски теплоотводов образованы отдельными профилированными пластинами, размещенными между разветвлениями трубки (SU №1772897 А1, МПК H05K 7/20, H01L 23/34, опубл. 30.10.1992 г. Бюл. №40).

Среди недостатков данной конструкции следует отметить относительно низкую эффективность отведения тепла, а также склонность внутренних поверхностей охлаждающей и соединительной трубок к зашламлению и отложениям, содержащимся в охлаждающей среде.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является система жидкостного охлаждения силового полупроводникового прибора, которая содержит электромагнит, состоящий из подвижной и неподвижной частей, мембрану, цилиндрическую стойку, два патрубка, цилиндрический корпус, цилиндрический медный стакан и два гибких медных вывода, цилиндрический медный стакан и цилиндрическая стойка с закрепленной в ее торце мембраной установлены с противоположных торцов цилиндрического корпуса с образованием полости внутри цилиндрического корпуса между мембраной и дном цилиндрического медного стакана, которая выполнена проточной за счет двух патрубков, первый медный гибкий вывод соединен с цилиндрическим медным стаканом, второй медный гибкий вывод соединен с вентильным элементом, который установлен по центру дна внутри цилиндрического медного стакана, неподвижная часть электромагнита закреплена с цилиндрической стойкой, а подвижная часть электромагнита связана с мембраной (Исакиев А.И. Эффективные способы охлаждения силовых полупроводниковых приборов/ А.И. Исакеев, И.Г. Киселев, В.В. Филатов. - Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. - 136 с., ил.).

Среди недостатков прототипа следует отметить обязательное наличие внешнего водоподъемного устройства для обеспечения подачи охлаждающей среды через патрубки, что требует дополнительных затрат энергии.

Технической задачей изобретения является повышение энергетической эффективности системы жидкостного охлаждения силового полупроводникового прибора за счет исключения необходимости использования внешнего водоподъемного устройства для подачи охлаждающей среды через тепловоспринимающий элемент системы.

Технический результат достигается за счет того, что в систему жидкостного охлаждения силового полупроводникового прибора, содержащую электромагнит, состоящий из подвижной и неподвижной частей, мембрану, стойку, подводящий и отводящий патрубки, корпус и стакан, при этом стакан и стойка, в сечении которой закреплена мембрана, установлены оппозитно с торцов корпуса с образованием внутренней полости между ними, которая сообщена с подводящим и отводящим патрубками, неподвижная часть электромагнита закреплена со стойкой, а подвижная часть электромагнита связана с мембраной, дополнительно введены два обратных клапана и пружина, причем обратные клапаны установлены на подводящий и отводящий патрубки, а пружина расположена во внутренней полости корпуса между мембраной и стаканом.

Предлагаемый вариант конструкции системы жидкостного охлаждения силового полупроводникового прибора представлен на чертеже. Система жидкостного охлаждения силового полупроводникового прибора включает в себя электромагнит, состоящий из подвижной 1 и неподвижной 2 частей, мембрану 3, стойку 4, подводящий 5 и отводящий патрубки 6, корпус 7, стакан 8, два обратных клапана 9 и пружину 10,

Система жидкостного охлаждения силового полупроводникового прибора работает следующим образом. Изначально обратные клапаны 9 связываются с системой утилизации тепла (на чертеже не указана) охлаждающей среды, к стакану 8 крепится силовой полупроводниковый прибор (на чертеже не указан), выступающий в данной системе как источник тепловыделений при прохождении через него электрического тока. После этого электромагнит включается в сеть переменного тока, в результате чего его подвижная часть 1 начинает совершать колебательные движения относительно неподвижной части 2 электромагнита, прикрепленной к стойке 4, которые затем передаются мембране 3. При изменении пространственного положения диафрагмы 3 относительно связанных между собой неподвижно стойки 4, корпуса 7 и стакана 8 создаются условия для отведения тепла от стакана 8 при пульсирующей циркуляции охлаждающей среды через подводящий 5 и отводящий 6 патрубки корпуса 7, которая обеспечивается за счет установленных на них обратных клапанов 9.

Пружина 10, расположенная во внутренней полости корпуса 7 между мембраной 4 и стаканом 8, обеспечивает возвращение диафрагмы 3 в исходное пространственное положение в момент, когда выталкивающие (втягивающее) усилие электромагнита, вызванное действием переменного электрического тока, отсутствует или ослабевает, а ее жесткость определяет высоту всасывания (или нагнетания) охлаждающей среды. Таким образом, данная система охлаждения силового полупроводникового прибора выступает одновременно как тепловоспринимающее устройство для снятия тепловыделений от силового полупроводникового прибора и как мембранный насос, перекачивающий охлаждающую среду в названной системе.

Для обеспечения гальванической развязки между силовым полупроводниковым прибором (на чертеже не указан) и самой системой жидкостного охлаждения в качестве жидкой охлаждающей среды рекомендуется использовать перфтортриэтиламин МД3-Ф или деионизированную воду, при этом корпус 7 должен быть выполнен из диэлектрического материала.

Для регулирования частоты пульсаций диафрагмы 3, а следовательно, расхода охлаждающей среды через внутреннюю полость корпуса 7 и интенсивности отведения тепла (термостатирования), рекомендуется использовать преобразователь частоты электрического тока, которым питается электромагнит, состоящий из подвижной 1 и неподвижной 2 частей.

При использовании данной конструкции системы жидкостного охлаждения силового полупроводникового прибора исключается необходимость применения внешнего водоподъемного устройства для обеспечения циркуляции охлаждающей среды через тепловоспринимающий элемент конструкции и обеспечивается интенсификация теплоотведения при ее пульсирующей циркуляции, в результате чего энергетическая эффективность названной системы повышается.

Система жидкостного охлаждения силового полупроводникового прибора, содержащая электромагнит, состоящий из подвижной и неподвижной частей, мембрану, стойку, подводящий и отводящий патрубки, корпус и стакан, при этом стакан и стойка, в сечении которой закреплена мембрана, установлены оппозитно с торцов корпуса с образованием внутренней полости между ними, которая сообщена с подводящим и отводящим патрубками, неподвижная часть электромагнита закреплена со стойкой, а подвижная часть электромагнита связана с мембраной, отличающаяся тем, что дополнительно содержит два обратных клапана и пружину, причем обратные клапаны установлены на подводящий и отводящий патрубки, а пружина расположена во внутренней полости корпуса между мембраной и стаканом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, к электрическому оборудованию, работающему во взрывоопасной атмосфере. Технический результат состоит в повышении надежности за счет создания защиты от воспламенения и расширения диапазона окружающей атмосферы.

Изобретение относится к системам охлаждения Центров хранения и обработки данных. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения Центров хранения и обработки данных.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат - повышение эффективности охлаждения нагревающихся электронных компонентов, увеличение плотности установки вычислительных узлов, обеспечение функционирования серверной фермы при отрицательных температурах окружающей среды, а также сохранение эффективности охлаждения и экономии электроэнергии при установке неполного количества вычислительных узлов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для испытания объектов на электромагнитную совместимость с одновременными электромагнитным и климатическим воздействиями на объект испытания.

Изобретение относится к способам охлаждения и теплоотвода, например к способам охлаждения компьютерного процессора. Цель изобретения - улучшение процесса охлаждения тепловыделяющих электронных компонентов.

Изобретения относятся к компьютерным системам, монтируемым в серверных стойках и залах, а также к их охлаждению. Технический результат - обеспечение компьютерной системы с эффективным охлаждением, в которой возможен беспрепятственный монтаж/демонтаж оборудования в процессе ее работы.

Группа изобретений относится к области радиоэлектронной техники и может быть использована при конструировании корпусов радиоэлектронных устройств. Технический результат - обеспечение интенсивного отведения тепла от тепловыделяющих радиоэлектронных элементов при их контакте с дном корпусов при одновременной минимизации передачи тепла к радиоэлектронным элементам при герметизации корпусов при помощи пайки или сварки, что повышает надежность и долговечность работы радиоэлектронных устройств.

Изобретение относится к металлокерамической связанной подложке и, в частности, к объединенной подложке с жидкостным охлаждением, и к способу ее изготовления. Технический результат - уменьшение затрат на материалы и изготовление, и уменьшение изгиба (деформации формы), повышение прочности и теплоизлучающей производительности.

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и может быть использовано в конструкциях блоков радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), в состав которых устанавливаются сменные модули электронные, и, работающих в условиях повышенного тепловыделения элементами РЭА, значительных механических нагрузок, а также агрессивных погодно-климатических факторов при войсковой эксплуатации.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к охлаждению тепловыделяющих элементов электронной аппаратуры. Технический результат - обеспечение высокоэффективного отвода тепла от каждого из собранных в модуль полупроводниковых светодиодов при минимальном значении сопротивления теплопередаче и минимальном влиянии неконденсированных примесей.

Изобретение относится к области освещения, в частности к светодиодным лампам с жидкостным охлаждением. Достигаемый технический результат - создание светодиодной лампы с жидкостным охлаждением, обладающей хорошими теплоотводящими свойствами и простой конструкцией.

Изобретение относится к силовой электронике, а более конкретно к современному охлаждению силовой электроники. Технический результат - улучшение тепловых характеристик и компоновки блоков силовых преобразователей, в которых используются устройства в плоских корпусах.

Изобретение относится к модулю выпрямителя тока. Технический результат - создание модуля выпрямителя тока, система шин которого может охлаждаться простыми средствами без дополнительной трассировки и увеличения веса устройства в целом.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при конструировании эффективных систем охлаждения модулей мощных светодиодов. Технический результат - обеспечение высокоэффективного отвода тепла от расположенных на поверхности модуля полупроводниковых светодиодов при минимальном значении сопротивления теплопередачи.

Изобретение относится к модулю полупроводникового преобразователя электроэнергии. Технический результат - создание модуля полупроводникового преобразователя электроэнергии с охлаждаемой ошиновкой (8) по меньшей мере двух модулей (2, 4) силовых полупроводниковых приборов, который можно нагружать электрически сильнее по сравнению со стандартным модулем полупроводникового преобразователя электроэнергии, при этом может выдерживаться допустимая температура для изоляционного слоя (32) и материала ламинирования ошиновки (8).

Изобретение относится к средствам охлаждения радиоэлектронной аппаратуры, в частности, установленной на летательных аппаратах. .

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в уменьшении габаритов и упрощении обслуживания.

В частности, предметом настоящего изобретения является охлаждение силовых электронных элементов, в частности охлаждающий модуль, содержащий конденсатор, и силовой модуль, входящий в состав охлаждающего модуля, и способ охлаждения электрических и/или электронных элементов.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам охлаждения силовых электронных устройств. Технический результат - увеличение эффективности охлаждения путем создания прочной и надежной конструкции охладителя с большой площадью для размещения охлаждаемых элементов, а также упрощение конструкции, улучшение технологичности изготовления, упрощение процесса ремонта при засорении.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для охлаждения силовых модулей электронной аппаратуры. Технический результат - повышение технологичности и упрощение процесса изготовления, а также сокращение сроков проведения ремонтных и профилактических работ за счет наличия заглушек, обеспечение возможности параллельного и последовательного соединения охладителей для регулирования перепада давления и расхода хладагента.

Изобретение относится к закрытой системе охлаждения без движущихся механических частей с низким уровнем шума одного или более тепловыделяющих элементов. .
Наверх