RU110190U1 - DEVICE FOR DETERMINING THERMAL CONDUCTIVITY OF A HEAT-CONDUCTING BASE FOR A POWER SEMICONDUCTOR DEVICE - Google Patents
DEVICE FOR DETERMINING THERMAL CONDUCTIVITY OF A HEAT-CONDUCTING BASE FOR A POWER SEMICONDUCTOR DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU110190U1 RU110190U1 RU2011118172/28U RU2011118172U RU110190U1 RU 110190 U1 RU110190 U1 RU 110190U1 RU 2011118172/28 U RU2011118172/28 U RU 2011118172/28U RU 2011118172 U RU2011118172 U RU 2011118172U RU 110190 U1 RU110190 U1 RU 110190U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- copper measuring
- heat
- power semiconductor
- conducting base
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
1. Устройство для определения теплопроводности теплопроводящего основания силового полупроводникового прибора, включающее нагреватель и измерители температур, отличающееся тем, что измерители температур размещены в двух одинаковых медных измерительных цилиндрах, установленных относительно друг друга с зазором между их рабочими торцевыми поверхностями для расположения в нем исследуемого теплопроводящего основания с диаметром, равным диаметру медных измерительных цилиндров, размещенных между электрическим нагревателем и водяным охладителем, при этом на боковых поверхностях медных цилиндрических цилиндров размещена теплоизоляция. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высота каждого медного измерительного цилиндра равна: ! Н=(3-4) D, ! где Н - высота медного измерительного цилиндра, мм; ! D - диаметр медного измерительного цилиндра, мм. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что чистота обработки и неплоскостность рабочих торцевых поверхностей медных измерительных цилиндров аналогичны рабочей поверхности силового полупроводникового прибора. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в каждом медном измерительном цилиндре количество измерителей температур должно быть не менее двух. 1. A device for determining the thermal conductivity of the heat-conducting base of a power semiconductor device, including a heater and temperature meters, characterized in that the temperature meters are placed in two identical copper measuring cylinders mounted relative to each other with a gap between their working end surfaces for the location of the studied heat-conducting base with a diameter equal to the diameter of the copper measuring cylinders placed between the electric heater and the water cooler, while on the side surfaces of copper cylindrical cylinders placed insulation. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the height of each copper measuring cylinder is equal to:! H = (3-4) D,! where H is the height of the copper measuring cylinder, mm; ! D is the diameter of the copper measuring cylinder, mm ! 3. The device according to claim 1, characterized in that the processing cleanliness and non-flatness of the working end surfaces of the copper measuring cylinders are similar to the working surface of a power semiconductor device. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that in each copper measuring cylinder the number of temperature meters must be at least two.
Description
Полезная модель относится к области теплофизических исследований и может быть использована для определения теплопроводности теплопроводящего основания силового полупроводникового прибора.The utility model relates to the field of thermophysical research and can be used to determine the thermal conductivity of the heat-conducting base of a power semiconductor device.
Известно устройство для определения теплопроводности материалов, включающее измерители температур, установленные на нагревателе на противоположной от него поверхности исследуемого образца (Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена, Москва: «Энергия», 1969, с.38).A device for determining the thermal conductivity of materials, including temperature meters mounted on a heater on the opposite surface of the test sample (Osipova VA Experimental study of heat transfer processes, Moscow: "Energy", 1969, p. 38).
Недостатками известного устройство являются низкая точность определения теплопроводности из-за неточности измерения температур, невозможности регулирования температур в исследуемом образце, невозможности контроля механического усилия сжатия исследуемого образца.The disadvantages of the known device are the low accuracy of determining thermal conductivity due to inaccurate temperature measurements, the inability to control temperatures in the test sample, the inability to control the mechanical compression force of the test sample.
Технический результат заключается в повышении точности определения теплопроводности оснований силового полупроводникового прибора в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации силовых полупроводниковых приборов.The technical result consists in increasing the accuracy of determining the thermal conductivity of the bases of a power semiconductor device in conditions as close as possible to the operating conditions of power semiconductor devices.
Технический результат достигается тем, что в устройстве измерители температур размещены в двух одинаковых медных измерительных цилиндрах, установленных относительно друг друга с зазором между рабочими торцевыми поверхностями для расположения в нем исследуемого теплопроводящего основания с диаметром равным диаметру медных измерительных цилиндров, размещенных между электрическим нагревателем и водяным охладителем. На боковых поверхностях медных цилиндрических цилиндров размещена теплоизоляция.The technical result is achieved by the fact that in the device the temperature meters are placed in two identical copper measuring cylinders mounted relative to each other with a gap between the working end surfaces for the location of the studied heat-conducting base with a diameter equal to the diameter of copper measuring cylinders placed between the electric heater and the water cooler . Thermal insulation is placed on the lateral surfaces of copper cylindrical cylinders.
Высота каждого медного измерительного цилиндра равна:The height of each copper measuring cylinder is:
Н=(3-4) DH = (3-4) D
где: Н - высота медного измерительного цилиндра, мм;where: N is the height of the copper measuring cylinder, mm;
D - диаметр медного измерительного цилиндра, мм.D is the diameter of the copper measuring cylinder, mm
Чистота обработки и неплоскостность рабочих торцевых поверхностей медных измерительных цилиндров аналогичны рабочей поверхности силового полупроводникового прибора. В каждом медном измерительном цилиндре количество измерителей температур должно быть не менее двух.The purity of processing and the non-flatness of the working end surfaces of the copper measuring cylinders are similar to the working surface of a power semiconductor device. In each copper measuring cylinder, the number of temperature meters must be at least two.
На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, содержащее два медных одинаковых измерительных цилиндров 1 и 2, размещенных относительно друг друга с зазором между их рабочими торцевыми поверхностями для расположения в нем исследуемого теплопроводящего основания 3 с диаметром равным диаметру медных измерительных цилиндров 1 и 2, на боковых поверхностях которых размещена теплоизоляция 4. Медные измерительные цилиндры 1 и 2 размещены между электрическим нагревателем 5 и водяным охладителем 6. В медных измерительных цилиндрах 1 и 2 установлены измерители температур 7 не менее двух, например, в виде хромель-копеливых термопар T1…Т3 и Т4..Т6. Высота каждого медного измерительного цилиндра 1 и 2 равна:Figure 1 shows the proposed device containing two identical copper measuring cylinders 1 and 2, placed relative to each other with a gap between their working end surfaces for the location of the studied heat-conducting base 3 with a diameter equal to the diameter of the copper measuring cylinders 1 and 2, on the side the surfaces of which are insulated 4. Copper measuring cylinders 1 and 2 are placed between the electric heater 5 and the water cooler 6. In the copper measuring cylinders 1 and 2 are installed from temperature gauges 7 not less than two, for example, in the form of chrome-accumulating thermocouples T 1 ... T 3 and T 4 .. T 6 . The height of each copper measuring cylinder 1 and 2 is equal to:
Н=(3-4) DH = (3-4) D
где: Н - высота медного измерительного цилиндра, мм;where: N is the height of the copper measuring cylinder, mm;
D - диаметр медного измерительного цилиндра, мм.D is the diameter of the copper measuring cylinder, mm
Чистота обработки и неплоскостность рабочих торцевых поверхностей медных измерительных цилиндров 1 и 2 аналогичны рабочей поверхности силового полупроводникового прибора. Измерительные цилиндры 1 и 2 выполнены из меди, имеющей самую высокую теплопроводность.The purity of processing and the non-flatness of the working end surfaces of the copper measuring cylinders 1 and 2 are similar to the working surface of a power semiconductor device. The measuring cylinders 1 and 2 are made of copper having the highest thermal conductivity.
Устройство работает следующим образом. Прежде всего выполняется условие, что диаметр исследуемого теплопроводящего основания 3 равен диаметру медных измерительных цилиндров 1 и 2. Исследуемое теплопроводное основание 3 помещают в зазор между рабочими торцевыми поверхностями медных измерительных цилиндров 1 и 2. Затем с помощью силы F медные измерительные цилиндры 1 и 2 сжимают, например, с помощью любого прижимного устройства, между электрическим нагревателем 5 и водяным охладителем 6. Теплопроводность исследуемого теплопроводного основания 3 определяется по формуле (Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. Москва: Энергия, 1969, с.194)The device operates as follows. First of all, the condition is satisfied that the diameter of the investigated heat-conducting base 3 is equal to the diameter of the copper measuring cylinders 1 and 2. The studied heat-conducting base 3 is placed in the gap between the working end surfaces of the copper measuring cylinders 1 and 2. Then, with the help of force F, the copper measuring cylinders 1 and 2 are compressed , for example, using any clamping device, between an electric heater 5 and a water cooler 6. The thermal conductivity of the investigated heat-conducting base 3 is determined by the formula (Osipova V. . Experimental investigation of processes of heat exchange Moscow:. Energy 1969, p.194)
где: λ - искомая удельная теплопроводность, Вт/м°С;where: λ is the desired specific thermal conductivity, W / m ° C;
δ - толщина теплопроводящего основания, м;δ is the thickness of the heat-conducting base, m;
Q - тепловой поток в медных измерительных цилиндрах 1 и 2, Вт;Q is the heat flux in the copper measuring cylinders 1 and 2, W;
Δt -перепад температуры на основании, °С;Δt is the temperature difference on the basis, ° С;
S - площадь теплопроводящего основания, м2.S is the area of the heat-conducting base, m 2 .
Перепад температуры Δt на исследуемом основании 3 определяется графоаналитическим методом (фиг.2).The temperature difference Δt on the investigated base 3 is determined by graphoanalytical method (figure 2).
Тепловой поток через медный измерительный цилиндр 1 определяется из выражения:The heat flux through the copper measuring cylinder 1 is determined from the expression:
где: Δt1,3 - перепад температур между термопарами Т1-Т3, °С;where: Δt 1,3 - temperature difference between thermocouples T 1 -T 3 , ° C;
λCu - теплопроводность меди, 380 Вт/м, °С;λ Cu - copper thermal conductivity, 380 W / m, ° С;
S - площадь сечения медных измерительных цилиндров 1 и 2, м;S is the cross-sectional area of the copper measuring cylinders 1 and 2, m;
L1,3 - расстояние между термопарами Т1 и Т3, м.L 1,3 - the distance between the thermocouples T 1 and T 3 , m
Тепловой поток через медный цилиндрический цилиндр 2 определяется из выражения:The heat flux through the copper cylindrical cylinder 2 is determined from the expression:
где: Δt4,6 - перепад температур между термопарами Т4-Т6, °С;where: Δt 4.6 - temperature difference between thermocouples T 4 -T 6 , ° C;
λСu - теплопроводность меди, 380 Вт/м, °С;λ Сu - thermal conductivity of copper, 380 W / m, ° С;
S - площадь сечения медных измерительных цилиндров 1 и 2, м;S is the cross-sectional area of the copper measuring cylinders 1 and 2, m;
L4,6 - расстояние между термопарами Т4 и Т6, м.L 4,6 - the distance between the thermocouples T 4 and T 6 , m
Перепады температур Δt1,3 и Δt4,6 определяются по показаниям термопарTemperature differences Δt 1.3 and Δt 4.6 are determined by the readings of thermocouples
t1-t3 и t4-t6 t 1 -t 3 and t 4 -t 6
Устройство работает при условии:The device works under the condition:
Q=Q1-Q2,Q = Q 1 -Q 2 ,
которое обеспечивается теплоизоляцией 4 боковых поверхностей медных цилиндрических цилиндров 1 и 2.which is provided by thermal insulation of 4 lateral surfaces of copper cylindrical cylinders 1 and 2.
Интервал эксплуатационных температур t3 и t4 и усилие сжатия силы F соответствуют аналогичным значениям для силового полупроводникового прибора.The range of operating temperatures t 3 and t 4 and the compression force F correspond to the same values for a power semiconductor device.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет повысить точность определения теплопроводности основания силового полупроводникового прибора.Compared with the known solution, the proposed one improves the accuracy of determining the thermal conductivity of the base of a power semiconductor device.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011118172/28U RU110190U1 (en) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | DEVICE FOR DETERMINING THERMAL CONDUCTIVITY OF A HEAT-CONDUCTING BASE FOR A POWER SEMICONDUCTOR DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011118172/28U RU110190U1 (en) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | DEVICE FOR DETERMINING THERMAL CONDUCTIVITY OF A HEAT-CONDUCTING BASE FOR A POWER SEMICONDUCTOR DEVICE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU110190U1 true RU110190U1 (en) | 2011-11-10 |
Family
ID=44997636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011118172/28U RU110190U1 (en) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | DEVICE FOR DETERMINING THERMAL CONDUCTIVITY OF A HEAT-CONDUCTING BASE FOR A POWER SEMICONDUCTOR DEVICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU110190U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109001254A (en) * | 2018-08-27 | 2018-12-14 | 中南大学 | A kind of device and method of quick test metallurgical cinder Thermal Conductivity at High Temperature |
-
2011
- 2011-05-05 RU RU2011118172/28U patent/RU110190U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109001254A (en) * | 2018-08-27 | 2018-12-14 | 中南大学 | A kind of device and method of quick test metallurgical cinder Thermal Conductivity at High Temperature |
| CN109001254B (en) * | 2018-08-27 | 2020-09-29 | 中南大学 | Device and method for rapidly testing high-temperature heat conductivity coefficient of metallurgical slag |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102297877B (en) | Device and method for measuring thermoelectric parameters of film | |
| CN101915783B (en) | Heat conductivity coefficient measurer of double-test-piece guarded hot plate for liquid nitrogen temperature area | |
| CN104181195B (en) | Steady-state method-based heat conductivity coefficient measurement device | |
| CN102798645A (en) | Heat conduction coefficient and contact thermal resistance testing device | |
| CN106093654A (en) | The test device of thermoelectricity module conversion efficiency of thermoelectric and method of testing thereof | |
| CN102768224B (en) | Testing method for testing solid-solid contact thermal resistance by using forward and reverse bidirectional heat flux method | |
| CN103983660B (en) | A kind of indoor rock sample test device of thermal conductivity coefficient | |
| CN103411996A (en) | Measuring equipment and measuring method for heat conductivity coefficients of solid materials | |
| CN105352992A (en) | Method for determining thermal-conduction resistance of metal foam porous medium | |
| CN105628735A (en) | Device and method for testing quasi-stable states of heat conductivity of concrete at high temperatures | |
| RU110190U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THERMAL CONDUCTIVITY OF A HEAT-CONDUCTING BASE FOR A POWER SEMICONDUCTOR DEVICE | |
| CN106645284B (en) | Circular tube material heat conductivity coefficient measuring system and measuring method thereof | |
| CN111157574A (en) | Experimental device for measuring contact thermal resistance | |
| CN103149238B (en) | Simple measurement device for heat conductivity coefficient of porous ceramics | |
| CN101806761B (en) | Instrument for measuring thermal conductivity coefficient of one-dimensional plane by using properties of graphite material | |
| CN108387601B (en) | Device and method for measuring thermal resistance of high-heat-conducting-piece-metal heat sink interface | |
| CN203849193U (en) | Indoor rock sample heat conduction coefficient testing device | |
| CN109283216A (en) | A kind of measurement method and device of grapheme material interface resistance | |
| CN108072680A (en) | A kind of use for laboratory heat conductivity of heat-conduction silicone grease evaluating apparatus | |
| CN103018137A (en) | Apparatus and method used for determining thermal contact resistance in hot stamping process | |
| RU2008138643A (en) | METHOD FOR NON-CONTACT DETERMINATION OF THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF SOLIDS | |
| CN204188310U (en) | A kind of dynamically K value calorimeter temperature element device | |
| CN109283217A (en) | A kind of measurement method and device of grapheme material thermal conductivity | |
| RU148273U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF THERMAL CONDUCTIVITY OF PLATES FROM ALUMONITRIDE CERAMICS | |
| CN212988425U (en) | Cooling efficiency measuring device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150506 |