SU1325963A1 - Радиоэлектронный блок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к теплооб- менным устройствам. Цель изобретени - повышение надежности блока в работе и уменьшение его массогабар тных характеристик . Радиоэлектронный блок (РБ) содержит заполненный диэлектри- ч-ской жидкостью 2 герметичный корпус 1, конденсатор 3, собранные в столб тепловыдел ющие полупроводниковые приборы 4 с охладител ми 5, отделенными один от другого. РБ снабжен жесткими перегородками (П) 6 из электропроводного материала, на поверхности .1. f-- Я - 5J .. .13 И -П -Ю

Description

13

которых выполнены с обеих сторон капилл рные каналы и по)1ой вставкой из диэлектрического материала. Охладители 5 - многослойные, при этом внешние слои (С) 10 и 11 выполнены из материала с крупнодисперсной структурой а внутренние С 13 - из материала с мелкодисперсной структурой. С 10, 11 армированы элементами 12 из элек

Изобретение относитс  к теплооб- менным устройствам, в частности к устройствам дл  охлаждени  тепловыдел ющих приборов, используемых преимущественно в полупроводниковой технике .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности блока в работе и уменьшение его массогабаритных характеристик .

На фиг.1 показан предлагаемый ра- диоэлектронньА блок; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Радиоэлектронный блок содержит герметичный корпус 1, заполненный диэлектрической жидкостью 2, конденсатор 3 и собранные в столб тепловыдел ющие полупроводниковые приборы , чередующиес  с охладител ми 5, отделенными друг от друга жесткими перегородками 6 из электропроводного материала, на поверхности которых выполнены с обеих сторон капилл рные каналы 7. Дп  выхода паров охлаждающей диэлектрической жидкости 2 полой вставкой 8 из синтетического материала и перегородками б образованы окна 9..Охладители 5 содержат внешние слои 10 и 11 из материала с крупнодисперсной структурой, армированные элементами 12 из электропровоМного материала, в качестве которого может быть использована, например, медна  проволока, а также внутренний слой 13 из материала с мелкодисперсной структурой.

Блок работает следуювом образом.

При относительно низких электрических нагрузках охлаждение тепловы- дел юцих полупроводииковых приборов

.

тропроводного материала, ориентированными в разньк направлени х. В описании приведены соотношени  геометрических размеров охладител  и капилл рных каналов калугой П. Изобретение может быть использовано дл  охлаждени  тепловьщел кнцих приборов, примен емых преимущественно в полупроводниковой технике. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

А происходит за счет нагрева и испа- рени  непосредственно с поверхностей приборов А диэлектрической жидкости 2, котора  поступает к охлаждаемым поверхност м тепловыдел ющих приборов А по капилл рным каналам 7 на поверхности перегородки 6 из электропроводного материала и через многослойные охладители 5, слои которьлс выполнены из материала с капилл рно- пористой структурой. Под действием капилл рных сил в охладител х 5 возникает капилл рный напор, наибольогий там, где сильнее местные перегревы на контактирующих с охладител ми 5 поверхност х тепловыдел ющих приборов А, что устран ет местные перегревы структуры полупроводниковых приборов и обеспечивает равномерность, охлаждени  всей их последовательной цепочки. Это позвол ет производить расчет нагрузочной способности тепло- внпел ющих приборов А из средних условий охлаждени , а не из условий их наихудшего охлаждени . Смесь жидкости 2 удал етс  Из зоны нагрева через объем корпуса, ограниченного полой вставкой 8, через сегментные окна 9.

При повышенньре и им1 гульсных тепловых нагрузках внещние слои из матери- .. ала с крупнодисперсной структурой

охладителей 5, обращенные к тепловы- дел ицим поверхност м полупроводниковых приборов 4, осуществл ютс  и далее, с ростом тепловой.нагрузки, работают как проводники тепла к поверхност м раздела пар-жидкость, который образуетс  на внутреннем слое 13 Из материала с мелкодисперсной структурой. При этом жидкий тешгоно

ситель поступает к.поверхност м раз-- дела пар-жидкость по капилл рным каналам 7 и частично по капилл рам внешних слоев из материала с крупнодисперсной структурой, расположенных между перегородками 6 и внутренними али ми 13. Образующийс  при нагревании теплоносител  пар удал етс  из материала с крупнодисперсной структурой , имеющей контакт с поверхностью тепловыдел ющих приборов. Смесь нагретой диэлектрической жидкости 2 поступает в конденсатор 3 через сегментные окна 9.

Слой 13 не дает пару возможности пробитьс  во внешние крупнодисперсные , имеющие контакт с электропроводными перегородками 6. Поэтому внешние крупнодисперсные слои, кон-, тактирующие с перегородками 6, всегда смочены жидким теплоносителем, и гидродинамика жидкого теплоносител  по капилл рам вставки и самой капилл рно-пористой структуре охладителей 5 не нарушаетс .

Охлаждение тепловыдел ющих полупроводниковых приборов А при повьппен- ных и импульсных электрических нагрузках всегда сопровождаетс  значительными электродинамическими, усили ми в осевом направлении, с помощью которых осуществл етс  механическое прижатие элементов системы друг к другу . Эти же услови  действуют и на капилл рно-пористые слои охладителей 5. Поэтому дл  обеспечени  работоспособности блока оба крупнопористых сло  озитадителей 5 армированы электропроводным материалом, причем направление армировани  одного сло  не совпадает с направлением армировани  другого сло .

,.

Эффективность охлаждени  тепловыдел ющих приборов повьппаетс  за счет того, что устранена возможность осуществлени  кашш рно-пористой структуры охладителей, а также возможность их см ти  под действием значительных механических усилий и запаривани  при одновременном уменьшении переходного теплового сопротивлени  охлажда- х цих элементов.

Улучшение массогабаритных характеристик радиоэлектронного блока с тепловыдел ющей аппаратурой следует иэ уменьшени  удельной массы охладителей , выполненных из капилл рно-пористого материала.

Технико-экономическа  эффективность изобретени  основана к  том, что в полупроводниковых преобразовател х увеличение тока через полупроводниковые приборы из-за повыпигнн  эффективности охлаждени  позвол ет увеличить мощность преобразовател  или, при сохранении мощности, уменьд шить количество приборов в силовых блоках и улучшить массогабаритные характеристики блоков, что особенно важно при использовании полупроводниковых преобразователей, например, на

с летательных аппаратах. Кроме того, изобретение может быть использовано как при последовательном электрическом соединении тепловыдел ющих полупроводниковых приборов, так и при

Q монтаже любой из известных схем преобразовани  энергии в виде одного столба. При этом дл  электрического разделени  плеч преобразовательной схемы в соответствующих местах стол5 ба вместо вентилей с охлаждающими элементами устанавливаютс  диэлектрические полые вставки.

Claims (3)

1. Формула изобретени . I

   0 1. Радиоэлектронный блок, содер- жащий герметичный корпус, заполненный диэлектрической жидкостью, размещенный в корпусе конденсатор, полупроводниковые приборы, каждый из ко5 торых установлен между двум  охладител ми с образованием столба, погруженные в диэлектрическую жидкость, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности его в

   0 работе и уменьшени  массогабаритных

   характеристик, он снабжен полой встав- кой из диэлектрического материала, размещенной в корпусе, и перегородками из электропроводного материала с

   5 капилл рными каналами на их поверхности , столб чередующихс  между собой полупроводниковых приборов и охладителей расположен внутри полой вставки , а перегородки поэтажно установле0 иы между соседними охладител ми с возможностью их контакта с ними и пересечени  стенок полой вставки с образованием соосных окон, входы капилл рных каналов перегородки распо5 ложены на двух их противоположных концах, которые размещены с внеггаей стороны полой вставки, каждый охладитель выполнен трехслойным из материала с капилл рно-пористой структуррой , причем внутренний слой охладител  выполнен из материала с мелкодисперсной структурой, а смежные с ним внешние слои - иэ материала с крупнодисперс ой структурой, армированного элементами иэ теплоэлектро- проводного.материала.
2. 2.Блок ПОП.1, отличающийс  тем, что элементы армировани  внешних слоев каждого охладител  ориентированы в разных направлени х ,
3. 3.Блок non.t, отличающийс  тем, что геометрические размеры внутреннего сло  и внешних слоев каждого охладител  и капилл рных каналов каждой перегородки св заны следукщими соотношени ми: d -(0,005-0,5)dfc-, «/-к-(0,5-0,005)dn.;

   . 4-А

   cy;(0,1-0,01).i а(2-5)с/, i b(0,1- -1)ai c-(0,1-1,0)a,

   где диаметр пор сло  из материала с мелкодисперсной капилл рно-пористой структурой. Mi d,. - диаметр пор сло  из материала с крупнодисперсной капилл рно-пористой структурой, MJ OR- толщина сло  из материала с крупно- дисперсной капилл рно-пористой структурой , м; rf - толщина сло  из материала мелкодисперсной капилл рно-пористой структуры, Mj di, - диаметр тепловыдел ющей поверхности охлаждаемых приборов, Mj а - шаг между соседними каналами не поверхности вставки , м; Ь - ширина поперечного сечени  канала на поверхности вставки, м} с - высота поперечного сечени  канала на поверхности вставки, м.

   Редактор Г.Бельска 

   Составитель С.Дудкин Техред Л.Сердюкова

   Заказ 3436Тираж 316Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д; 4/5

   .Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4

   Фиг. 2

   Корректор И.Муска