Радиоэлектронный блок

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБ ЛИН 1 Ж (11)НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О Л ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Истринское отделение Всесоюэного электротехнического институтаим.В.И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССРУ 381850, кл. Р 25 В 19/04, 1973,Исакеев А.И, и др. Эффективныеспособы охлаздения силовых полупроводниковых приборов. Л.: Энергоиэда1982, с.26,(54) РАДИОЭЛЕКТРОННЬЙ БЛОК(57) Изобретение относится к теплообменным устройствам, Цель иэобретенияповышение надез;ности блока в работеи уменьшение его массогабарнтных характеристик. Радиоэлектронный блок(РБ) содержит эаполненный диэлектрической жидкостью 2 герметичный корпус1, конденсатор 3, собранные в столбтепловыделяющие полупроводниковыеприборы 4 с охладнтелями 5отделенными один от другого. РБ снабаензесткими перегородками (П) 6 иэ электропроводного материала, на поверхности1325963 которых выполнены с обеих сторон капиллярные каналы, и полой вставкой иэ:диэлектрического материала. Охладители 5 - многослойные, при этом внешние слои (С) 10 и 11 выполнены иэ материала с крупнодисперсной структурой, а внутренние С 13 - иэ материалас мелкодисперсной структурой. С 10,11 армированы элементами 12 иэ элек 1Изобретение относится к теплооб" менным устройствам, в частности к устройствам для охлаждения тепловыделяющих приборов, используемых преимущественно в полупроводниковой технике.Целью изобретения является повышение надежности блока в работе и уменьшение его массогабаритных характеристик.На фнг. 1 показан предлагаемый радиоэлектронный 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 тепловыделяющие полупроводниковые приборы, чередующиеся с охладителями 5отделенными друг от друга жесткими перегородками 6 из электропроводного материала, на поверхности которых выполнены с обеих сторон капиллярные каналы 7. Для выхода паров охлаждающей диэлектрической жидкости 2 полой вставкой 8 иэ синтетического материала и перегородками 6 образованы окна 9. Охладители 5 содержат внешние слои 10 и 11 из материала с крупнодисперсной структурой, армированные элементами 12 из электропроводного материала, в качестве которого может быть использована, например, медная проволока, а теске внутренний слой 13 из материала с мелкодисперсной структуройвБлок работает следующим образом,При относительно низких электрических нагрузках охлаждение тепловвг деляющих полупроводниковых приборов тропроводного материала, ориентированными в разных направлениях. В опи"сании приведены соотношения геометрических размеров охладителя и капиллярных каналов каждой П, Изобретениеможет быть использовано для охлаждения тепловыделяющих приборов, применяемых преимущественно в полупроводниковой технике. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. 24 происходит эа счет нагрева и испарения непосредственно с поверхностейприборов 4 диэлектрической жидкости2, которая поступает к охлаждаемым Ь поверхностям тепловыделяющих приборов 4 по капиллярным каналам 7 наповерхности перегородки 6 из электропроводного материала и через многослойные охладители 5, слои которых 10 выполнены из материала с капиллярнопористой структурой. Под действиемкапиллярных сил в охладителях 5 возникает капиллярный напор, наибольшийтам, где сильнее местные перегревына контактирующих с охладителями 5поверхностях тепловыделяющих приборов 4, что устраняет местные перегревы структуры полупроводниковыхприборов и обеспечивает равномерность,охлаждения всей их последовательнойцепочки. Это позволяет производитьрасчет нагруэочной способности тепловыделяющих приборов 4 из средних условий охлаждения, а не из условий их 2 наихудшего охлаждения. Смесь жидкости 2 удаляется из зоны нагрева черезобьем корпуса, ограниченного полойвставкой 8, через сегментные окна 9.Прн повышенных и импульсных тепловых нагрузках внешние слон иэ матери-,. ала с круннодисперсной структуройохладителей 5, обращенные к тепловыделяющим поверхностям полупроводни, коввв приборов 4, осуществляются и ЗЬ далее, с ростом тепловой. нагрузки,работают как проводники тепла к поверхностям раздела пар-жидкость, который образуется на внутреннем слое13 из материала с мелкодисперсной 40 структурой. 11 рн этом аидкнй теплоно3 13259 ситель поступает к поверхностям раздела пар-жидкость по капиллярным каналам 3 и частично по капиллярам внешних слоев из материала с крупно" дисперсной структурой, расположенных между перегородками 6 и внутренними слОями 13. Образующийся при нагревании теплоносителя пар удаляется иэ материала с крупнодисперсной структурой, имеющей контакт с поверхностью тепловыделяющих приборов. Смесь нагретой диэлектрической жидкости 2 поступает в конденсатор 3 через сегментные окна 9.15Слой 13 не дает пару воэможности пробиться во внешние крупнодисперсные слои, имеющие контакт с электро- проводными перегородками 6. Поэтому внешние крупнодисперсные слои, кон-, тактирующие с перегородками 6, всегда смочены жидким теплоносителем, и гидродинамика жидкого теплоносителя по капиллярам вставки и самой капиллярно-пористой структуре охладителей 5 не нарушается.Охлаждение тепловыделяющих полупроводниковых приборов 4 при повышенных и импульсных электрических нагрузках всегда сопровождается значительными электродинамическйми усилиями в осевом направлении, с помощью которых осуществляется механическое прижатне элементов системы друг к другу. Эти же условия действуют и на капиллярно-пористые слои охладителей 5. Поэтому для обеспечения работоспо" собности блока оба крупнопористых слоя огладителей 5 армированы электропроводным материалом, причем направление40 армирования одного слоя не совпадаетс направлением армирования другого слоя. 63 формула изобретения .11. Радиоэлектронный блок, содер-жащий герметичный корпус, заполненный диэлектрической жидкостью, разкапиллярными каналами на нх поверхности, столб чередующихся между собойполупроводниковых приборов н охлади"телей расположен внутри полой вставки, а перегородки поэтажно установлены между соседними охладителямн своэможностью их контакта с ннмн я.пересечения стенок полой вставки с.образованием соосных окон, входы капиллярных каналов перегородки расположены на двух ях противоположныхконцах, которые размещены с внешнейстороны полой вставки, каждый охладитель выполнен трехслойным нз материала с капиллярно"пористой структу.45 Эффективность охлаждения тепловыделяющих приборов повышается эа счеттого, что устранена возможность осуществления капллярно-пористой структуры охладителей, а также воэможностьих смятия под действием значительных механических усилий .и запаривання . 60прн одновременном уменьшении переход"ного теплового сопротивления охлаждающих элементов,Улучшение массогабаритных характеристик радиоэлектронного блока с теп- яяловыделяющей аппаратурой следует изуменьшения удельной массы охладителей, выполненных иэ капиллярно-пористого материала. Техникс-экономическая эффективность изобретения основана ня том, что в полупроводниковых преобразователях увеличение тока через полупроводниковые приборы из-эа повьппзння эффективности охлаждения позволяет увеличить мощность преобразователя или, при сохранении мощности, уменьшить количество приборов в силовых блоках и улучшить массогабаритные характеристики блоков, что особенно важно при использовании полупроводниковых преобразователей, например, на летательных аппаратах. Кроме того, изобретение может быть использовано как при последовательном электрическом соединении тепловыделяющих полупроводниковых приборов, так и прн монтаже любой иэ известных схем преобразования энергии в виде одного столба. При этом для электрического разделения плеч преобразовательной схемы в соответствующих местах столба вместо вентилей с охлаждающими элементами устанавливаются диэлектрические полые вставки. мещенный в корпусе конденсатор, полупроводниковые приборы, каждый нэ которых установлен между двумя охладителями с образованием столба, погрупенные в диэлектрическую жидкость, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности его в работе и уменьшения массогабаритных характеристик, он снабжен полой вставкой из диэлектрического материала,размещенной в корпусе, и перегородками нэ электропроводного материала сМ-А оставитель С.Дудкинехред Л.Сердюкова орректор И.Муск Редактор Г Заказ 3436 ьск Тираж 316ВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб.,пис/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.уагород, ул,Проектная,5 132596 рой, причем внутренний слой охладителя выполнен иэ материала с мелкодисперсной структурой, а смежные с ним внешние слои - из материала с крупнодисперсной структурой, армиро ванного элементами из теплозлектропроводного, материала.2, Блок по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что элементы армирования внешних слоев каздого охладителя ориентированы в разных направлениях.3. Блок по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что геометрические размеры внутреннего слоя и внешних 15 1слоев кашдого охладителя и капилляр- ных каналов каздой перегородки связаны следукшими соотношениями: д(0,005-0,5)с; У (0,5-0,005)с 3,3 6д(0,1.-0,01) ь; а=(2-5)И; Ъ=(0,1-1)а; с (0,1-1,0)а,где д- диаметр пор слоя нз материала с мелкодисперсной капиллярно-пористой структурой, м; д - диаметр порслоя из материала с крупнодисперснойкапиллярно-пористой структурой, м;8 к- толщина слоя из материала с крупнодисперсной капнллярно-пористой структурой, м; д - толщина слоя иэ мате"риала мелкодисперсной капиллярно-пористой структуры, м; д- диаметртепловыделяющей поверхности охлаадаемых приборов, м; а - шаг между соседними каналами на поверхности вставки, м, Ь - ширина поперечного сечения канала на поверхности вставки, мс - высота поперечного сечения канала на поверхности вставки, м.