RU2133084C1 - Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для отвода теплоты и термостабилизации микросборок - Google Patents
Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для отвода теплоты и термостабилизации микросборок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2133084C1 RU2133084C1 RU96109278A RU96109278A RU2133084C1 RU 2133084 C1 RU2133084 C1 RU 2133084C1 RU 96109278 A RU96109278 A RU 96109278A RU 96109278 A RU96109278 A RU 96109278A RU 2133084 C1 RU2133084 C1 RU 2133084C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermoelectric
- heat
- temperature
- cea
- thermoelectric modules
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано для обеспечения требуемых температурных режимов узлов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), рассеивающих значительные мощности. Техническим результатом на достижение которого направлено изобретение, является повышение эффективности термостабилизации РЭА. Предлагаемое устройство позволяет интенсивно термостабилизировать и эффективно поддерживать заданный тепловой режим работы узлов РЭА за счет оригинальной конструкции термоэлектрической батареи (ТЭБ) и автоматического блока управления и, следовательно, позволяет повысить стабильность характеристик РЭА, а схема соединения термоэлектрических модулей в термоэлектрическую батарею обеспечивает высокую надежность работы устройства. Сущность изобретения состоит в том, что устройство содержит ТЭБ, теплообменник, герметичный корпус для термостабилизируемого узла РЭА, блок автоматического управления с датчиком температуры для установки на термостабилизируемом узле РЭА. Согласно изобретению герметичный корпус выполнен прозрачным для теплового излучения, а ТЭБ выполнена из компактных электрически последовательно соединенных групп термоэлектрических модулей, которые в каждой группе соединены между собой параллельно. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к электронике и может быть использовано для обеспечения требуемых температурных режимов узлов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), рассеивающих значительные мощности.
Работа большинства современных приборов и устройств РЭА существенно зависит от систем обеспечения требуемых температурных режимов их работы, которая, как правило, связана с необходимостью отвода значительных теплот от тепловыделяющих элементов.
Известны устройства с развитой поверхностью теплообмена, отводящие теплоту от тепловыделяющих элементов РЭА под действием естественной разности температур, например элементы РЭА снабжают радиаторами [1]. Для интенсификации теплопередачи применяют радиаторы с различными расположениями ребер [2, 3], снабжают радиатор дополнительными гофрированными вставками, выполняют ребра радиаторов обтекаемыми, со сквозными отверстиями [4] и т. п. Все эти конструктивные признаки применяют для создания турбулентности воздушного потока, обтекающего ребра радиатора, в результате чего увеличивается интенсивность теплопередачи.
Широко используют в электронике решения, согласно которым к охлаждаемому элементу РЭА непосредственно присоединяют с обеспечением теплового контакта термоэлектрическую батарею (ТЭБ). Недостатком этого решения является малая эффективность, т. к. площадь основания охлаждаемого элемента РЭА мала и это не позволяет присоединить к нему значительное количество термоэлектрических элементов, следствием чего и является малая эффективность устройства.
Перечисленные устройства мало эффективны, когда температура эффективной работы элемента РЭА превышает температуру окружающей среды, но сам элемент при работе разогревается гораздо выше. Кроме того, радиаторы в этих случаях имеют значительные габариты, что делает устройство громоздким.
Указанные устройства не позволяют обеспечить и поддерживать требуемый тепловой режим работы РЭА.
Известно также устройство для обеспечения заданного теплового режима элементов РЭА, содержащее теплоизолированный корпус, плату с радиоэлектронными элементами, заключенными в герметичную полость, терморегулятор и теплообменник [5].
Прототипом предлагаемого устройства является устройство для термостабилизации элементов РЭА, представляющее собой корпус с полостью, плату с радиоэлектронными элементами и терморегулятор [6].
С целью модернизации и улучшения параметров прототипа предлагается устройство, конструкция которого показана на фиг. 1. Устройство состоит из ТЭБ 1, на основании 2 которой к "холодным" спаям термоэлектрических модулей с помощью теплопроводной пасты (например, КТП-8) закрепляют термостабилизируемый узел РЭА 3, заключенный в герметичный, пропускающий тепловое излучение корпус 4. На другом основании 5 в тепловом контакте к "горячим" спаям термоэлектрических модулей присоединяют теплообменник 6. Свободный объем вокруг ТЭБ между основаниями 2 и 5 заполняют теплоизолирующим слоем 7. Рядом с термостабилизируемым узлом РЭА на основании 2 укреплен датчик температуры 8, электрически связанный со входом блока управления 9, выход которого в свою очередь электрически связан с термоэлектрическими модулями 1. Фиг. 2 представляет собой схему соединения термоэлектрических модулей 1... 20 в ТЭБ, где все термоэлектрические модули с 1-го по 20-й электрически параллельно соединены в компактные группы, причем компактные группы термоэлектрических модулей соединены последовательно. Такое соединение обеспечивает более надежную работу ТЭБ, даже при выходе из работы всех, кроме одного термоэлектрического модуля в группе.
Устройство работает следующим образом. Если температура основания 2 превышает допустимую величину, то датчик 8 подает сигнал на блок управления 9, который в соответствии с этим сигналом подает необходимой величины ток на термоэлектрические модули 1. В результате термоэлектрические модули 1 охлаждают через основание 2 узел РЭА 3, а избыток тепла от "горячих" спаев термоэлектрических модулей 1 отводят теплообменником 6. При уменьшении температуры основания 2 до допустимой величины, измеряемой датчиком 8, блок управления 9 отключает термоэлектрические модули 1. Выполнение корпуса 4 прозрачным для теплового излучения обеспечивает дополнительную теплоотдачу от элементов РЭА. В целях экономии энергии блок управления 9 отключает термоэлектрические модули 1 в тех случаях, когда рабочий диапазон температур узла РЭА 3 выше температуры окружающей среды, т. к. вектор потока теплоты процесса естественной теплопередачи направлен от узла РЭА 3 к теплообменнику 6.
Зависимости температуры корпуса узла РЭА от рассеивающей мощности при различных режимах теплоотвода прилагаются (фиг. 3). Исследования в динамическом режиме показали, что температура на корпусе узла РЭА при максимальной рассеивающей мощности устанавливается через 20-25 минут на уровне 80oC, а на теплоотводящем теплообменнике установилась 65oC.
В тех случаях, когда необходимо отводить теплоту от элементов и узлов РЭА большой мощности, предлагаемое устройство выполняют в виде каскадной ТЭБ. Она представляет собой последовательно включенные в тепловую цепь термоэлектрические модули так, чтобы теплоотводящие спаи первого каскада термоэлектрических модулей присоединялись к теплопоглощающим спаям второго каскада термоэлектрических модулей и т.д. Такое конструктивное выполнение устройства позволяет получить большее снижение температуры, чем при использовании одного каскада. При каскадировании происходит охлаждение верхних термоэлектрических модулей нижними, причем наращивая количество каскадов, можно получить глубокое охлаждение. Количество каскадов ТЭБ рассчитывают в зависимости от величины отводимой мощности, рассеиваемой в окружающую среду.
Литература
1. Дульнев Г.И. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. M., Высшая школа. 1984.
1. Дульнев Г.И. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. M., Высшая школа. 1984.
2. А. с. 752863 (СССР) Радиатор. /Федотов А.И.. Рейфе Е.Д., Денисенков А.И. и др./Б.И. N 28, 1980.
3. А. с. 801331 (СССР) Устройство для охлаждения полупроводниковых приборов./Благодатный В.M., Костюк В.А., Ремха Ю.С./Б.И, N 4, 1981.
4. А. с. 721870 (СССР) Радиатор. /Сеферовский В.Н./Б.И. N 10, 1980.
5. А. с. 1832409 (СССР) Радиоэлектронное устройство. Исмаилов Т.А., Цветков Ю.Н. и др./Б.И. N 29, 1993.
6. А. с. 1725424 (СССР) Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для термостабилизации элементов РЭА/ Исмаилов Т.А. и др./ Б.И. N 13. 1992 г.
Claims (2)
1. Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для отвода теплоты и термостабилизации микросборок, содержащее теплообменник, герметичный корпус для термостабилизируемого узла радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), термоэлектрическую батарею, находящуюся в тепловом контакте с термостабилизируемым узлом РЭА и теплообменником, и блок автоматического управления с датчиком температуры для установки на термостабилизируемом узле РЭА, отличающееся тем, что герметичный корпус выполнен прозрачным для теплового излучения, а термоэлектрическая батарея выполнена из компактных электрически последовательно соединенных групп термоэлектрических модулей, которые в каждой группе соединены между собой параллельно.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что термоэлектрическая батарея выполнена в виде каскадов, в которых теплоотводящие спаи первого каскада термоэлектрических модулей присоединены к теплопоглощающим спаям второго каскада термоэлектрических модулей и так далее, при этом количество каскадов термоэлектрической батареи зависит от величины отводимой мощности, рассеиваемой в окружающую среду.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96109278A RU2133084C1 (ru) | 1996-05-05 | 1996-05-05 | Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для отвода теплоты и термостабилизации микросборок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96109278A RU2133084C1 (ru) | 1996-05-05 | 1996-05-05 | Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для отвода теплоты и термостабилизации микросборок |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96109278A RU96109278A (ru) | 1998-08-10 |
RU2133084C1 true RU2133084C1 (ru) | 1999-07-10 |
Family
ID=20180367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96109278A RU2133084C1 (ru) | 1996-05-05 | 1996-05-05 | Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для отвода теплоты и термостабилизации микросборок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2133084C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507613C2 (ru) * | 2012-01-30 | 2014-02-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Каскадное светоизлучающее термоэлектрическое устройство |
RU2589744C2 (ru) * | 2014-12-05 | 2016-07-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Устройство термостабилизации и отвода тепла от электронных модулей радиотелевизионной аппаратуры |
RU2788110C2 (ru) * | 2021-06-02 | 2023-01-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов рэа |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2558217C1 (ru) * | 2014-01-13 | 2015-07-27 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" | Способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов в виде электромагнитной энергии на основе диодов ганна |
-
1996
- 1996-05-05 RU RU96109278A patent/RU2133084C1/ru active
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507613C2 (ru) * | 2012-01-30 | 2014-02-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Каскадное светоизлучающее термоэлектрическое устройство |
RU2589744C2 (ru) * | 2014-12-05 | 2016-07-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Устройство термостабилизации и отвода тепла от электронных модулей радиотелевизионной аппаратуры |
RU2788110C2 (ru) * | 2021-06-02 | 2023-01-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов рэа |
RU2788038C2 (ru) * | 2021-06-02 | 2023-01-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов рэа |
RU2788037C2 (ru) * | 2021-06-02 | 2023-01-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов рэа |
RU2788108C2 (ru) * | 2021-06-02 | 2023-01-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов рэа |
RU2788082C2 (ru) * | 2021-06-02 | 2023-01-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов рэа |
RU2788036C2 (ru) * | 2021-06-02 | 2023-01-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов рэа |
RU2788992C2 (ru) * | 2021-06-02 | 2023-01-26 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов рэа |
RU2790357C2 (ru) * | 2021-06-02 | 2023-02-16 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов рэа |
RU2795504C1 (ru) * | 2023-01-31 | 2023-05-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов РЭА |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH1123091A (ja) | 液体循環型熱電冷却・加熱装置 | |
GB2329012A (en) | A heating and cooling system | |
Remeli et al. | Experimental study of a mini cooler by using Peltier thermoelectric cell | |
JP4363981B2 (ja) | 戦術ミサイル用の外部でアクセス可能な熱接地面 | |
CN113555492B (zh) | 一种电子余热收集装置及其控制方法 | |
RU2133084C1 (ru) | Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для отвода теплоты и термостабилизации микросборок | |
Kumar et al. | Optimal Performance Of Compact Electronic Appliances And Heat Sink Design | |
US11026343B1 (en) | Thermodynamic heat exchanger | |
CN212007569U (zh) | 一种基于半导体制冷器温差自供电的温度测量装置 | |
JPH09186379A (ja) | レーザ冷却用熱交換器及びレーザ装置 | |
KR102001029B1 (ko) | 펠티에 소자를 이용한 태양광 발전 접속반 다이오드 모듈 방열 모듈 | |
Ikeda et al. | Thermal performance of thermoelectric cooler (tec) integrated heat sink and optimizing structure for low acoustic noise/power consumption | |
RU2161385C1 (ru) | Устройство для термостабилизации элементов радиоэлектроники большой мощности | |
JP2001230584A (ja) | 熱電子冷却素子を利用したプリント配線板実装部品の冷却法 | |
KR20040061286A (ko) | Tec와 히트 파이프 조합의 하이브리드 히트 익스체인저 | |
RU2133560C1 (ru) | Термоэлектрический интенсификатор теплопередачи преимущественно для отвода тепла от импульсных источников и элементов радиоэлектроники большой мощности | |
RU96109278A (ru) | Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для отвода теплоты и термостабилизации микросборок | |
US20190363410A1 (en) | Externally-cooled battery housing | |
RU60271U1 (ru) | Термоэлектрический модуль | |
RU2805560C1 (ru) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов РЭА | |
RU2805976C1 (ru) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов РЭА | |
CN216901447U (zh) | 一种热电制冷器的控制电路 | |
RU2797712C1 (ru) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов РЭА | |
RU2804038C1 (ru) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов РЭА | |
RU2805463C1 (ru) | Термоэлектрическое устройство для отвода теплоты от элементов РЭА |