JP2569284B2 - 半導体冷却装置 - Google Patents
半導体冷却装置Info
- Publication number
- JP2569284B2 JP2569284B2 JP6222945A JP22294594A JP2569284B2 JP 2569284 B2 JP2569284 B2 JP 2569284B2 JP 6222945 A JP6222945 A JP 6222945A JP 22294594 A JP22294594 A JP 22294594A JP 2569284 B2 JP2569284 B2 JP 2569284B2
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- JP
- Japan
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- heater
- temperature
- semiconductor
- tank
- refrigerant
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄道車両における電車の
主電動機電力を制御するのに有効な半導体冷却装置に関
する。
主電動機電力を制御するのに有効な半導体冷却装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の装置は、特開昭56−23764 号公報
に記載のように、半導体スタックは冷媒を封入したタン
ク内に収納されており半導体からの発熱はフィンを介し
て冷媒に伝えられ、この熱により冷媒は蒸発して凝縮器
に導かれる。凝縮器により凝縮された冷媒は液化され、
再び、タンク内に流入するようになっている。
に記載のように、半導体スタックは冷媒を封入したタン
ク内に収納されており半導体からの発熱はフィンを介し
て冷媒に伝えられ、この熱により冷媒は蒸発して凝縮器
に導かれる。凝縮器により凝縮された冷媒は液化され、
再び、タンク内に流入するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は半導体
素子に使用可能な温度範囲があり、この点について考慮
がされておらず、特に、寒冷地で−２０℃以下の環境下
では使用できないという問題があった。
素子に使用可能な温度範囲があり、この点について考慮
がされておらず、特に、寒冷地で−２０℃以下の環境下
では使用できないという問題があった。
【０００４】本発明の目的は半導体素子が使用される環
境を広げ、さらに寒冷地に対応できる半導体冷却装置を
提供することにある。
境を広げ、さらに寒冷地に対応できる半導体冷却装置を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は半導体素子と冷媒を封入したタンクにヒー
タを設け、半導体素子の周囲温度が半導体素子の動作可
能な温度以下に低温となった時にヒータを作動させてタ
ンクを保温し素子の動作可能な温度以上に保持するよう
にしたものである。
に、本発明は半導体素子と冷媒を封入したタンクにヒー
タを設け、半導体素子の周囲温度が半導体素子の動作可
能な温度以下に低温となった時にヒータを作動させてタ
ンクを保温し素子の動作可能な温度以上に保持するよう
にしたものである。
【０００６】また、高温の領域では凝縮器の効率を上げ
るために送風機を設けて強制的に冷却するものである。
るために送風機を設けて強制的に冷却するものである。
【０００７】さらに、低温域の低温検知温度センサと高
温域の高温温度センサを設け、低温温度センサの作動に
よりヒータを作動させ、かつ、送風機の凍結を防止する
ため低速で作動させるようにしている。また、高温温度
センサの作動によりヒータの作動を停止させ、送風機を
高速で作動させるようにしたものである。
温域の高温温度センサを設け、低温温度センサの作動に
よりヒータを作動させ、かつ、送風機の凍結を防止する
ため低速で作動させるようにしている。また、高温温度
センサの作動によりヒータの作動を停止させ、送風機を
高速で作動させるようにしたものである。
【０００８】
【作用】低温温度センサはタンクに設けられており、タ
ンクの温度を検出して作動するとヒータ回路が作動して
ヒータは加熱する。ヒータはタンクに取付けたヒータブ
ロックに埋め込まれており、ヒータブロックを介してタ
ンク及びタンク内の冷媒を加熱する。冷媒に浸漬されて
いる半導体素子は冷媒により加熱されることになるので
低温温度センサの設定値を半導体の動作温度範囲内に設
定しておけば半導体冷却装置の周囲温度に影響されるこ
となく半導体素子は作動することができる。
ンクの温度を検出して作動するとヒータ回路が作動して
ヒータは加熱する。ヒータはタンクに取付けたヒータブ
ロックに埋め込まれており、ヒータブロックを介してタ
ンク及びタンク内の冷媒を加熱する。冷媒に浸漬されて
いる半導体素子は冷媒により加熱されることになるので
低温温度センサの設定値を半導体の動作温度範囲内に設
定しておけば半導体冷却装置の周囲温度に影響されるこ
となく半導体素子は作動することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
より説明する。１はタンクであり、内部に半導体素子
２，冷媒３が封入されている。４は蒸気管であり、５は
凝縮器であり凝縮された冷媒は液戻し管６によりタンク
に流入する。７はブッシングであり、タンク内に設けた
半導体素子と電気的に導通されている。８は低温温度セ
ンサ、９は高温温度センサである。１０はヒータブロッ
クであり内部にはヒータ１１が埋め込まれた状態でタン
ク１の下面に密着して設けられている。１２は送風機で
あり凝縮器５の下部に設置してあり凝縮器下部から上部
に冷風を送るようになっている。
より説明する。１はタンクであり、内部に半導体素子
２，冷媒３が封入されている。４は蒸気管であり、５は
凝縮器であり凝縮された冷媒は液戻し管６によりタンク
に流入する。７はブッシングであり、タンク内に設けた
半導体素子と電気的に導通されている。８は低温温度セ
ンサ、９は高温温度センサである。１０はヒータブロッ
クであり内部にはヒータ１１が埋め込まれた状態でタン
ク１の下面に密着して設けられている。１２は送風機で
あり凝縮器５の下部に設置してあり凝縮器下部から上部
に冷風を送るようになっている。
【００１０】このような構成に於いて、半導体素子２は
タンク１を貫通したブッシング７から給電され作動する
が、この時のワットロスにより発熱する。この熱は冷媒
３に伝達され冷媒を沸騰させる。冷媒の沸騰した蒸気は
蒸気管４を通り凝縮器５に流入する。凝縮器は下部に設
けた送風機１２により冷却されており外気との熱交換を
行って冷媒の蒸気を液化する。液化された冷媒は液戻し
管６を通って、再び、タンク１内に流入する。半導体素
子の使用可能な温度範囲は通常−２０℃から１２５℃の
範囲であり、この範囲以上に外気温度が変化した場合
は、動作不能となる。特に、寒冷地で半導体素子が休止
中に低温にさらされる場合、まず、−20℃に設定された
低温温度センサ８が作動し、ヒータ１１を作動させる。
ここでは電熱ヒータを使用しており、その制御回路，ヒ
ータ回路、並びに後述する送風機回路の詳細は記述しな
い。ヒータ１１はヒータブロック１０を加熱し、さら
に、タンク１を加熱する。又、低温時は送風機１２も凍
結により回転不能になることもあり、図３に示すように
ヒータ投入と同時に送風機を低速で回転させる。ヒータ
１１で加熱されたタンク１は内部の冷媒を加熱し、これ
に浸漬してある半導体素子を加熱することになる。この
状態からタンクの温度が上艇して７０℃になると高温温
度センサが作動しヒータ回路を切断する。そして、送風
機を高速回転して凝縮器を急速に冷却する。これにより
熱交換が急速に行われ半導体素子の温度が上限を越えな
いように制御する。
タンク１を貫通したブッシング７から給電され作動する
が、この時のワットロスにより発熱する。この熱は冷媒
３に伝達され冷媒を沸騰させる。冷媒の沸騰した蒸気は
蒸気管４を通り凝縮器５に流入する。凝縮器は下部に設
けた送風機１２により冷却されており外気との熱交換を
行って冷媒の蒸気を液化する。液化された冷媒は液戻し
管６を通って、再び、タンク１内に流入する。半導体素
子の使用可能な温度範囲は通常−２０℃から１２５℃の
範囲であり、この範囲以上に外気温度が変化した場合
は、動作不能となる。特に、寒冷地で半導体素子が休止
中に低温にさらされる場合、まず、−20℃に設定された
低温温度センサ８が作動し、ヒータ１１を作動させる。
ここでは電熱ヒータを使用しており、その制御回路，ヒ
ータ回路、並びに後述する送風機回路の詳細は記述しな
い。ヒータ１１はヒータブロック１０を加熱し、さら
に、タンク１を加熱する。又、低温時は送風機１２も凍
結により回転不能になることもあり、図３に示すように
ヒータ投入と同時に送風機を低速で回転させる。ヒータ
１１で加熱されたタンク１は内部の冷媒を加熱し、これ
に浸漬してある半導体素子を加熱することになる。この
状態からタンクの温度が上艇して７０℃になると高温温
度センサが作動しヒータ回路を切断する。そして、送風
機を高速回転して凝縮器を急速に冷却する。これにより
熱交換が急速に行われ半導体素子の温度が上限を越えな
いように制御する。
【００１１】本実施例によれば、寒冷地に対応できる半
導体冷却装置を提供することができる。
導体冷却装置を提供することができる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば寒冷地においてもヒータ
で保温することにより半導体素子を使用することができ
るので半導体素子の適用範囲を拡大することができる。
で保温することにより半導体素子を使用することができ
るので半導体素子の適用範囲を拡大することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す半導体冷却装置の斜視
図。
図。
【図２】図１のII−II矢視断面図。
【図３】ヒータと送風機の動作時期を示すダイヤグラム
である。
である。
１…タンク、２…半導体素子、３…冷媒、５…凝縮器、
８…低温温度センサ、９…高温温度センサ、１０…ヒー
タブロック、１１…ヒータ、１２…送風機。
８…低温温度センサ、９…高温温度センサ、１０…ヒー
タブロック、１１…ヒータ、１２…送風機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板鼻 博 茨城県勝田市堀口832番地の２ 日立シ ステムプラザ勝田 日立水戸エンジニア リング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−43478（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−110453（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−85961（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−82856（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−71397（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】被冷却体である半導体を冷媒を封入したタ
ンク中に浸漬し、前記半導体からの発熱を受けて沸騰し
た冷媒を凝縮する凝縮器を設けた半導体冷却装置におい
て、前記タンクを構成する一面にヒータを設けると共
に、前記凝縮器を冷却する冷却用送風機を設け、かつ、
前記タンク内の温度を検出する低温温度センサと高温温
度センサを設け、前記低温温度センサが基準低温度を検
出したとき前記ヒータを作動させると同時に前記冷却用
送風機を低速で作動させ、前記高温温度センサが基準高
温度検出したとき前記ヒータの作動を停止させると同時
に前記冷却用送風機を高速で作動させるように構成した
ことを特徴とする半導体冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6222945A JP2569284B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 半導体冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6222945A JP2569284B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 半導体冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07153876A JPH07153876A (ja) | 1995-06-16 |
| JP2569284B2 true JP2569284B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=16790339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6222945A Expired - Fee Related JP2569284B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 半導体冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569284B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6748755B2 (en) | 2000-03-09 | 2004-06-15 | Fujitsu Limited | Refrigeration system utilizing incomplete evaporation of refrigerant in evaporator |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8785823B2 (en) | 2007-07-11 | 2014-07-22 | International Business Machines Corporation | Extending the operating temperature range of high power devices |
| US8378271B2 (en) * | 2007-07-11 | 2013-02-19 | International Business Machines Corporation | Utilization of overvoltage and overcurrent compensation to extend the usable operating range of electronic devices |
| MX2021003176A (es) * | 2018-11-16 | 2021-08-11 | Tmgcore Llc | Plataforma de enfriamiento por inmersion liquida. |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP6222945A patent/JP2569284B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6748755B2 (en) | 2000-03-09 | 2004-06-15 | Fujitsu Limited | Refrigeration system utilizing incomplete evaporation of refrigerant in evaporator |
| US7007506B2 (en) | 2000-03-09 | 2006-03-07 | Fujitsu Limited | Refrigeration system utilizing incomplete evaporation of refrigerant in evaporator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07153876A (ja) | 1995-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |