JP2594688B2 - 浸漬ｄｃ―ｄｃコンバータ冷却器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は浸漬DC−DCコンバータ冷却器に関し、特に電
子計算機に用いられるDC−DCコンバータの冷却方法に関
する。

従来技術 従来、DC−DCコンバータの冷却方法としては、電源の
下部に設けられたファンにより強制冷却する方法が一般
的であった。

これに対して、近年、論理基板の高密度化が進むにつ
れて消費電力が増大してきたため、電源も大容量で小型
のものが必要となってきた。

しかしながら、強制空冷ではヒードシンクが大きくな
るために小型化が望めず、風量を増加させると騒音規制
を満足できないことから防音構造を備えなければならな
いので、強制空冷に変わって液冷方式が必要になる。

この液冷方式としては、第２図に示すように、トラン
ス５やチョークコイル６、および二次整流ダイオード14
などを搭載した回路基板21が金属またはプラスチックの
密封容器20の底部に設けられたコネクタ22に挿入され、
冷媒液８と密封容器20の上部との間に熱交換器23が凝縮
器として設けられており、回路基板21上の各部品（発熱
部品）を熱交換器23に注入される水または他の冷媒によ
り冷却する方法がある。

ここで、冷媒液８としては非腐食性でかつ非解離性の
溶液である各種フルオロカーボンなどが用いられてい
る。

また、他の冷却方式として、第３図に示すように、水
などの冷媒を入水口26から流入させて出水口27から排出
させることにより循環させる流路（図示せず）を内部に
有する金属のコールドプレート25上に二次整流タイオー
ド14などを搭載し、コールドプレート25により二次整流
ダイオード14などを直接伝導冷却するとともに、トラン
ス５やチョークコイル６などの発熱部品をファン（図示
せず）により強制空冷する方法がある。

このような従来のDC−DCコンバータの冷却方法では、
冷媒液８に回路基板21上の各部品（発熱部品）を浸漬し
て冷却する場合、回路基板21上の発熱部品の総発熱量が
非常に大きいため、冷媒液８を冷却するために大きな熱
交換器23を必要とし、装置の小型化を図ることができな
いという欠点がある。

また、コールドプレート25により二次整流ダイオード
14などの発熱部品を直接伝導冷却する場合、発熱部品の
種類が多く、形状も様々であることから、コールドプレ
ート25に搭載して伝導冷却できないものもあり、コール
ドプレート25に搭載して冷却できない部品をファンによ
り強制空冷しなければならないという欠点がある。

さらに、DC−DCコンバータ内部に熱交換器23やコール
ドプレート25を備えることにより、内部部品が短絡する
恐れがあり、保守および交換時にコールドプレート内の
水抜きなどの作業をする必要があるという欠点がある。

発明の目的 本発明は上記のような従来のものの欠点を除去すべく
なされたもので、ファンによる強制空冷の必要がなく、
装置の小型化を図ることができ、内部部品の短絡の恐れ
をなくし、保守および交換時にコールドプレート内の水
抜きなどの作業を不要とすることができる浸漬DC−DCコ
ンバータ冷却器の提供を目的とする。

発明の構成 本発明による浸漬DC−DCコンバータ冷却器は、冷媒液
が充填され、前記冷媒液によりDC−DCコンバータを浸漬
液冷する密封容器と、前記密封容器を構成する平面のう
ち一面に設けられ、発熱部品を搭載する伝熱部材と、前
記伝熱部材の前記密封容器内側に固定され、前記密封容
器内に充填された前記冷媒液を冷却するヒートパイプ
と、前記伝熱部材の前記密封容器外側に固定され、前記
伝熱部材に搭載された前記発熱部品を冷却するための冷
媒を循環させる流路を含むコールドプレートを有するこ
とを特徴とする。

実施例 次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図は本発明の一実施例の断面図である。図におい
て、密封容器１内にはDC−DCコンバータを構成するトラ
ンス５やチョークコイル６、および回路基板７などの各
部品が冷媒液８に浸されて、収納されている。

これら各部品に対する入出力電流や信号の出し入れ
は、密封コネクタ９およびバスバー10を介して行われ
る。

密封容器１内のメイントランジスタ13や二次整流ダイ
オード14は、密封容器１を構成する平面のうち一面であ
る伝熱板２の密封容器１内側に絶縁材15a,15bを介し
て、ネジ16a〜16cにより固定されている。

また、伝熱板２の密封容器１内側には熱伝導素子であ
るヒートパイプ３の一部が埋め込まれており、伝熱板２
の密封容器１外側には流路11を有するコールドプレート
12が、ネジ4a〜4cにより固定されている。

コールドプレート12内の流路11は、入水口17と出水口
18とに接続されている。

したがって、伝熱板２にはメイントランジスタ13や二
次整流ダイオード14の発熱が伝わるとともに、冷媒液８
を介してヒートパイプ３の入熱部に伝わったトランス５
やチョークコイル６、および回路基板７上の各部品など
の他の発熱部品の発熱がヒートパイプ３の放熱部から伝
わる。

伝熱板２に伝わった熱はコールドプレート12に伝わる
ので、入水口17から出水口18へとコールドプレート12内
の流路11を循環する水などの冷媒に伝わる。

これにより、メイントランジスタ13や二次整流ダイオ
ード14の発熱が伝熱板２およびコールドプレート12によ
り冷却されるので、冷媒液８により液冷する部品の数が
減り、浸漬液冷する発熱量が減るため、冷媒液８を冷却
するための熱交換器であるヒートパイプ３を小さくする
ことができ、装置の小型化を図ることができる。

また、伝熱板２に固定できないトランス５やチョーク
コイル６、および回路基板７上の各部品などを浸漬液冷
するため、ファンによる強制空冷の必要がなくなる。

さらに、コールドプレート12を密封容器１の外部に設
置することにより、DC−DCコンバータ内部に水などの冷
媒が持ち込まれないので、内部部品の短絡の恐れがなく
なるとともに、保守および交換時にはコールドプレート
12を取外すだけでよいため、保守および交換時のコール
ドプレート12内からの水抜きの作業が不要となる。

このように、密封容器１を構成する平面のうち一面に
伝熱板２を設け、この伝熱板２にメイントランジスタ13
や二次整流ダイオード14を搭載するとともに、他の発熱
部品が浸された冷媒液８を冷却するヒートパイプを埋め
込み、この伝熱板２をコールドプレート12により冷却す
るようにすることによって、ファンによる強制空冷の必
要がなく、装置の小型化を図ることができるとともに、
内部部品の短絡の恐れをなくし、保守および交換時にコ
ールドプレート12内の水抜きなどの作業を不要とするこ
とができる。

発明の効果 以上説明したように本発明によれば、密封容器を構成
する平面のうち一面に伝熱部材を設け、この、伝熱部材
の密封容器内側に発熱部品を搭載するとともに、冷媒液
を冷却するヒートパイプを固定し、その伝熱部材をコー
ルドプレートにより冷却するようにすることによって、
ファンによる強制空冷の必要がなく、装置の小型化を図
ることができ、内部部品の短絡の恐れをなくし、保守お
よび交換時にコールドプレート内の水抜きなどの作業を
不要とすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図および第３
図は従来例を示す図である。 主要部分の符号の説明 １……密封容器 ２……伝熱板 ３……ヒートパイプ ８……冷媒液 11……流路 12……コールドプレート

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷媒液が充填され、前記冷媒液によりDC−
   DCコンバータを浸漬液冷する密封容器と、前記密封容器
   を構成する平面のうち一面に設けられ、発熱部品を搭載
   する伝熱部材と、前記伝熱部材の前記密封容器内側に固
   定され、前記密封容器内に充填された前記冷媒液を冷却
   するヒートパイプと、前記伝熱部材の前記密封容器外側
   に固定され、前記伝熱部材に搭載された前記発熱部品を
   冷却するための冷媒を循環させる流路を含むコールドプ
   レートを有することを特徴とする浸漬DC−DCコンバータ
   冷却器。