RU2273970C1 - Охладитель силовых электронных модулей - Google Patents
Охладитель силовых электронных модулей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2273970C1 RU2273970C1 RU2004126885/09A RU2004126885A RU2273970C1 RU 2273970 C1 RU2273970 C1 RU 2273970C1 RU 2004126885/09 A RU2004126885/09 A RU 2004126885/09A RU 2004126885 A RU2004126885 A RU 2004126885A RU 2273970 C1 RU2273970 C1 RU 2273970C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channels
- electronic modules
- sections
- refrigerant
- channel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для охлаждения силовых модулей электронной аппаратуры. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и экономичности системы охлаждения силовых электронных модулей. Организации локальной интенсификации теплоотвода при малом гидравлическом сопротивлении системы, при обеспечении жесткости и прочности конструкции. В охладителе силовых электронных модулей, содержащем крышку и основание с каналами для прохождения жидкого хладагента, каналы выполнены с использованием формы меандра, а теплоотводящее основание включает выполненные под местами монтажа электронных модулей полости с установленными в них сопряженными с крышкой вкладышами, формирующими форму канала. Указанные каналы соединены в параллельно-последовательную схему движения жидкого хладагента. Площади поперечных сечений каналов для прохождения хладагента пропорциональны мощности соответствующих им силовых электронных модулей, при этом для уменьшения гидравлического сопротивления в каждом из каналов площадь поперечного сечения прямолинейных участков превышает площадь поперечного сечения участков, выполненных в виде меандрических секций. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для охлаждения силовых модулей электронной аппаратуры.
Известно устройство жидкостного охлаждения для мощных электронных модулей, расположенных на одной охлаждаемой поверхности (патент US 5978220, Н 05 К 7/20). Данное устройство включает корпус с расположенными на нем рядами электронных модулей, в котором выполнен соприкасающийся с охлаждаемой поверхностью канал для прохождения охлаждающей жидкости. Для улучшения теплопередачи в устройстве предусмотрены дополнительные элементы, установленные в потоке хладагента и соприкасающиеся с охлаждаемой поверхностью.
Известно жидкостное охлаждающее устройство с направляющими для выборочного охлаждения электронных компонентов (патент US 6457514, Н 05 К 7/20). Устройство включает каналы, образованные параллельно расположенными направляющими элементами, обеспечивающими параллельный подвод охлаждающей жидкости к охлаждаемым электронным компонентам, рассеивающие тепло ребра, установленные в потоке хладагента непосредственно под охлаждающими модулями.
В указанных устройствах осуществляется интенсификация локальной теплоотдачи в местах установки охлаждаемых модулей за счет внесения в поток хладагента дополнительных элементов (ребер, пористых вставок), что приводит к увеличению гидравлического сопротивления каналов охладителя.
Известен также модуль радиоэлектронного блока, содержащий раму, жестко закрепленные на ней печатные платы с рядами электронных компонентов на одних их сторонах и теплоотводящий узел, состоящий из многослойных пластин, формирующих каналы для прохождения хладагента (авторское свидетельство СССР, №1637051, Н 05 К 7/20, прототип). В указанном модуле с целью повышения плотности компоновки и улучшения теплообмена печатные платы соединены с теплоотводящим узлом своими свободными сторонами, а каналы для хладагента расположены во внутреннем слое теплоотводящего узла с обеспечением контакта по всей их длине с внешними слоями и выполнены с продольным сечением в форме меандра, ориентированного по направлению рядов электронных компонентов.
К недостатку данного технического решения следует отнести недостаточную эффективность и экономичность конструкции, в том числе за счет того, что теплоотвод осуществляется от практически всей поверхности основания с частичной локализацией вдоль рядов электронных блоков.
Задачей изобретения является повышение эффективности и экономичности системы охлаждения силовых электронных модулей.
Техническим результатом изобретения является организация локальной интенсификации теплоотвода при малом гидравлическом сопротивлении системы и обеспечении жесткости и прочности конструкции.
Поставленная задача решается за счет того, что в охладителе силовых электронных модулей, содержащем крышку и включающем каналы для прохождения хладагента теплоотводящее основание, с установленными на нем рядами тепловыделяющих электронных модулей, при этом каналы для прохождения жидкого хладагента выполнены с использованием формы меандра, согласно изобретению теплоотводящее основание включает выполненные под местами монтажа электронных модулей полости с установленными в них сопряженными с крышкой вкладышами, формирующими форму канала, указанные каналы для прохождения хладагента выполнены в виде расположенных в разных плоскостях, связанных между собой прямолинейных участков и меандрических секций, каждая из которых расположена в указанной полости, при этом указанные каналы, соединены в параллельно-последовательную схему движения жидкого хладагента.
Для крепления электронных модулей в основании выполнены приливы, проходящие сквозь меандрические секции каналов для прохождения жидкого хладагента, при этом участки приливов, расположенные внутри каналов, выполнены в виде удобообтекаемых лопаток, а в местах поворота потока жидкого хладагента указанные каналы снабжены поворотными лопатками.
Поставленная задача решается также тем, что площади поперечных сечений каналов для прохождения хладагента пропорциональны мощности соответствующих им силовых электронных модулей, при этом для уменьшения гидравлического сопротивления в каждом из каналов площадь поперечного сечения прямолинейных участков превышает площадь поперечного сечения участков, выполненных в виде меандрических секций.
Кроме того, по меньшей мере, один из каналов для прохождения хладагента снабжен дросселем для выравнивания расхода охлаждающей жидкости.
На фиг.1 представлен общий вид охладителя силовых электронных модулей согласно изобретению, на примере трехканального варианта; на фиг.2 - то же, вид А.
Охладитель содержит основание 1, на котором с наружной стороны рядами расположены тепловыделяющие силовые электронные модули 2. В боковой стенке основания 2 для подачи и вывода охлаждающей жидкости выполнены впускное 3 и выпускное 4 отверстия, связанные соответственно через раздающий коллектор 5 и собирающий коллектор 6 с каналами 7-9 для прохождения хладагента, выполненными на внутренней стороне основания 1 под рядами электронных модулей 2. При этом вдоль двух боковых рядов 7, 9, как показано на фиг. 1 в качестве примера, расположены электронные модули 2 равной мощности, а центральный канал 8 содержит электронные модули 2 с меньшей выделяемой мощностью. Каналы 7-9 выполнены в виде соединенных между собой линейных и меандрических участков - секций, каждая из которых расположена в полостях 10, выполненных в основании 1 под местами установки электронных модулей 2 (фиг.2). Каналы 7-9 закрыты крышкой 11, к которой прикреплены вкладыши 12, входящие в полости 10. Внутри меандрических секций каналов 7-9 в местах крепления тепловыделяющих модулей 2 расположены приливы 13 с удобообтекаемыми лопатками 14, а в местах поворота направления жидкости каналы 7-9 снабжены поворотными лопатками 15. Канал 9 содержит выравнивающий расходы хладагента дроссель 16.
Площади поперечных сечений (на прямолинейных и меандрических участках) каждого из каналов 7-9 и, соответственно, расходы хладагента по каждому из них пропорциональны тепловой мощности электронных модулей соответствующего ряда.
Охладитель силовых электронных модулей согласно изобретению работает следующим образом.
Хладагент через впускное отверстие 3 поступает в основание 1 и через раздающий коллектор 5 поступает в каналы 7-9. При организованной последовательно-параллельной схеме движения охлаждающей жидкости и соответствующих сечениях каналов 7-9 хладагент разделяется на три части, пропорционально количеству тепла, выделяемому электронными модулями 2 в соответствующем ряду. Выравнивание расхода охлаждающей жидкости по каналам 7, 9 обеспечивается дросселем 16. Проходя под рядами тепловыделяющих модулей 2, поток хладагента забирает выделяемое ими тепло. Наиболее высокая теплоотдача осуществляется непосредственно в местах установки тепловыделяющих модулей 2 за счет уменьшенного термического сопротивления, высокой скорости движения охлаждающей жидкости и, соответственно, более высокого значения коэффициента теплоотдачи на этих участках относительно других участков теплоотводящего основания 1. Это обусловлено тем, что под тепловыделяющими модулями 2 основание 1 за счет выполненных полостей 10 имеет меньшую толщину, при этом в полости 10 установлены вкладыши 12, которые формируют оптимальную форму канала, обеспечивающую высокую скорость прохождения жидкости. Принятая схема расположения каналов для прохождения хладагента в разных плоскостях позволяет выполнить основную часть основания 1 с толщиной, достаточной для обеспечения жесткости и прочности конструкции в целом при воздействии внешних и внутренних нагрузок, в том числе внутреннего давления.
При прохождении охлаждающей жидкости через меандрические участки каналов 7-9 уменьшение гидравлического сопротивления приливов 13 для винтов крепления модулей 2 обеспечивается тем, что участки приливов 13, расположенные в потоке жидкости, выполнены в виде удобообтекаемых лопаток 14. Для уменьшения гидравлического сопротивления при поворотах потока жидкости в меандрических каналах применены поворотные лопатки 15.
Принятая схема движения охлаждающей жидкости при относительно малом расходе жидкости и размерах сечений каналов 7-9, выбираемых с учетом количества выделяемой мощности, позволяет получить высокие скорости движения охлаждающей жидкости в каналах непосредственно под электронными модулями 2, а следовательно, и высокие значения коэффициентов теплоотдачи. При этом, так как прямолинейные участки каналов 7-9 выполнены с большей площадью сечения, чем на меандрических участках, обеспечивается уменьшение общего гидравлического сопротивления охладителя. Следует отметить, что при традиционном параллельном разделении потока (например, как в автомобильных радиаторах) необходимы или очень малые сечения каналов, или большой расход жидкости, а при последовательном движении потока (например, как у прототипа) канал охлаждения имеет большое гидравлическое сопротивление.
Отобрав тепло от электронных модулей 2, охлаждающая жидкость попадает в собирающий коллектор 6, после чего через выпускное отверстие 4 выходит из охладителя.
В целом, совокупность признаков охладителя согласно изобретению за счет организации локальной интенсификации теплоотвода обеспечивает повышение эффективности отвода тепла от силовых электронных модулей при малом гидравлическом сопротивлении и обеспечении прочности и жесткости конструкции, что обуславливает высокие энергетические, экономические и эксплутационные характеристики конструкции охладителя.
Claims (4)
1. Охладитель силовых электронных модулей, содержащий крышку и включающий каналы для прохождения хладагента, теплоотводящее основание с установленными на нем рядами тепловыделяющих электронных модулей, при этом каналы для прохождения жидкого хладагента выполнены с использованием формы меандра, отличающийся тем, что теплоотводящее основание включает выполненные под местами установки электронных модулей полости с установленными в них сопряженными с крышкой вкладышами, формирующими форму канала, указанные каналы для прохождения хладагента выполнены в виде расположенных в разных плоскостях, связанных между собой прямолинейных участков и меандрических секций, каждая из которых расположена в указанной полости, при этом указанные каналы соединены в параллельно-последовательную схему движения жидкого хладагента.
2. Охладитель силовых электронных модулей по п.1, отличающийся тем, что для крепления электронных модулей в основании выполнены приливы, проходящие сквозь меандрические секции каналов для прохождения жидкого хладагента, при этом участки приливов, расположенные внутри канала, выполнены в виде удобообтекаемых лопаток, а в местах поворота потока жидкого хладагента указанные каналы снабжены поворотными лопатками.
3. Охладитель силовых электронных модулей по п.1, отличающийся тем, что площади поперечных сечений каналов для прохождения жидкого хладагента пропорциональны мощности соответствующих им силовых электронных модулей, при этом для снижения гидравлических потерь в каждом из каналов площадь поперечного сечения прямолинейных участков превышает площадь поперечного сечения участков, выполненных в виде меандрических секций.
4. Охладитель силовых электронных модулей по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из каналов для прохождения хладагента снабжен дросселем для выравнивания расходов охлаждающей жидкости.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004126885/09A RU2273970C1 (ru) | 2004-09-06 | 2004-09-06 | Охладитель силовых электронных модулей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004126885/09A RU2273970C1 (ru) | 2004-09-06 | 2004-09-06 | Охладитель силовых электронных модулей |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004126885A RU2004126885A (ru) | 2006-02-20 |
RU2273970C1 true RU2273970C1 (ru) | 2006-04-10 |
Family
ID=36050582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004126885/09A RU2273970C1 (ru) | 2004-09-06 | 2004-09-06 | Охладитель силовых электронных модулей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2273970C1 (ru) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD4061B1 (ru) * | 2009-02-20 | 2010-07-31 | Николае Павел КОВАЛЕНКО | Охладитель для светильника со светодиодами |
WO2014065696A1 (ru) * | 2012-10-26 | 2014-05-01 | Закрытое акционерное общество "РСК Технологии" | Охладитель вычислительных модулей компьютера |
RU2516227C2 (ru) * | 2009-11-23 | 2014-05-20 | Дженерал Электрик Компани | Теплоотвод и блок для плоских корпусов, обеспечивающий охлаждение и компоновку |
RU167555U1 (ru) * | 2016-04-20 | 2017-01-10 | Закрытое акционерное общество "РСК Технологии" | Охладитель вычислительных модулей компьютера |
RU2652790C2 (ru) * | 2012-01-16 | 2018-05-03 | Зе Боинг Компани | Многоканальная охлаждающая пленум-полость |
RU183433U1 (ru) * | 2018-05-29 | 2018-09-24 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Радиоэлектронный блок со встроенной системой распределения охлаждающей жидкости |
RU2683425C1 (ru) * | 2018-02-02 | 2019-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью "НИЦ супер-ЭВМ и нейрокомпьютеров" | Система теплообмена для жидкостного охлаждения электронных устройств (варианты) |
RU2748855C1 (ru) * | 2017-05-08 | 2021-06-01 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Конструкция охлаждения устройства преобразования электроэнергии |
RU2821267C1 (ru) * | 2023-03-24 | 2024-06-19 | Закрытое акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА "ДОЛОМАНТ" (ЗАО "НПФ "ДОЛОМАНТ") | Система теплоотвода модулей вычислительного комплекса магистрально-модульной архитектуры |
-
2004
- 2004-09-06 RU RU2004126885/09A patent/RU2273970C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD4061B1 (ru) * | 2009-02-20 | 2010-07-31 | Николае Павел КОВАЛЕНКО | Охладитель для светильника со светодиодами |
RU2516227C2 (ru) * | 2009-11-23 | 2014-05-20 | Дженерал Электрик Компани | Теплоотвод и блок для плоских корпусов, обеспечивающий охлаждение и компоновку |
RU2652790C2 (ru) * | 2012-01-16 | 2018-05-03 | Зе Боинг Компани | Многоканальная охлаждающая пленум-полость |
WO2014065696A1 (ru) * | 2012-10-26 | 2014-05-01 | Закрытое акционерное общество "РСК Технологии" | Охладитель вычислительных модулей компьютера |
DE202013011767U1 (de) | 2012-10-26 | 2015-01-30 | Zakryitoe Aktsionernoe Obschestvo "Rsc Technologies" | Kühler für Rechenmodule eines Computers |
RU167555U1 (ru) * | 2016-04-20 | 2017-01-10 | Закрытое акционерное общество "РСК Технологии" | Охладитель вычислительных модулей компьютера |
RU2748855C1 (ru) * | 2017-05-08 | 2021-06-01 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Конструкция охлаждения устройства преобразования электроэнергии |
RU2683425C1 (ru) * | 2018-02-02 | 2019-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью "НИЦ супер-ЭВМ и нейрокомпьютеров" | Система теплообмена для жидкостного охлаждения электронных устройств (варианты) |
RU183433U1 (ru) * | 2018-05-29 | 2018-09-24 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Радиоэлектронный блок со встроенной системой распределения охлаждающей жидкости |
RU2821267C1 (ru) * | 2023-03-24 | 2024-06-19 | Закрытое акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА "ДОЛОМАНТ" (ЗАО "НПФ "ДОЛОМАНТ") | Система теплоотвода модулей вычислительного комплекса магистрально-модульной архитектуры |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004126885A (ru) | 2006-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100584169C (zh) | 液冷散热装置 | |
CN111918527A (zh) | 液冷装置和包括液冷装置的服务器 | |
JP6477276B2 (ja) | クーリングプレート及びクーリングプレートを備える情報処理装置 | |
RU2273970C1 (ru) | Охладитель силовых электронных модулей | |
JP4306120B2 (ja) | 積層冷却器 | |
CN112393626A (zh) | 进水多流道多集水盒加水泵的液冷散热水排 | |
CN208189576U (zh) | 电子功率器件液冷散热器装置及新能源汽车电机控制器 | |
US9335800B2 (en) | Cooler for computing modules of a computer | |
RU125757U1 (ru) | Охладитель вычислительных модулей компьютера | |
CN207994912U (zh) | 电力电子功率柜 | |
CN111799238B (zh) | 一种双面水冷igbt散热器及其散热安装结构 | |
RU2415523C1 (ru) | Охладитель силовых электронных модулей | |
CN201066984Y (zh) | 水冷式散热排及具有该散热排的散热装置 | |
CN103179843B (zh) | 一种高功率密度变频控制器的散热结构 | |
RU89318U1 (ru) | Охладитель силовых электронных модулей | |
RU167555U1 (ru) | Охладитель вычислительных модулей компьютера | |
CN221449000U (zh) | 一种双层水冷散热板 | |
Lee et al. | Compact liquid cooling module incorporating metal foam and fin hybrid structures for high power IGBTs | |
CN221510080U (zh) | 一种铝制散热器 | |
CN218603841U (zh) | 一种电子元器件用水冷板 | |
CN217283827U (zh) | 一种电力电子设备变压器循环冷却装置 | |
CN219269421U (zh) | 一种基于液体介质的循环散热式一体化电源 | |
CN217589137U (zh) | 一种移动充电装置 | |
CN214278878U (zh) | 一种可用于阵列式服务器计算板的水冷散热装置 | |
JP5133968B2 (ja) | 積層型冷却装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060907 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20081210 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100907 |