RU2548239C1 - Система жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов - Google Patents
Система жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2548239C1 RU2548239C1 RU2013145356/06A RU2013145356A RU2548239C1 RU 2548239 C1 RU2548239 C1 RU 2548239C1 RU 2013145356/06 A RU2013145356/06 A RU 2013145356/06A RU 2013145356 A RU2013145356 A RU 2013145356A RU 2548239 C1 RU2548239 C1 RU 2548239C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooler
- pumps
- cooling system
- check valve
- semiconductor devices
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области приборостроения, теплоснабжения и холодоснабжения, где может найти применение в системах термостатирования с жидким теплоносителем. Сущность изобретения заключается в том, что в системе жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов, включающей циркуляционный контур, в котором установлены насосы, теплообменник, ионообменный фильтр, включенный параллельно насосам, охладитель, подпиточную емкость, расположенную выше любого участка циркуляционного контура и подключенную к всасывающей линии насосов, и измерительные приборы, дополнительно установлены пульсатор, гидроаккумулятор, обратный клапан, подающий и обратный вентили. Параллельно пульсатору, включенному последовательно в циркулярный контур через падающий и обратный вентили, включен охладитель, в подающем трубопроводе которого установлен обратный клапан, а в его обратном трубопроводе перед обратным вентилем - гидроаккумулятор. Изобретение позволяет повысить надежность и эффективность работы системы жидкостного охлаждения полупроводникового прибора. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области приборостроения, теплоснабжения и холодоснабжения, где может найти применение в системах термостатирования с жидким теплоносителем.
Известно устройство для охлаждения полупроводниковых приборов, содержащее жидкостный теплоотвод, состоящий из охлаждаемой пластины, являющейся токоотводом, и расположенного на ней радиатора, на двух противоположных сторонах которого располагаются полупроводниковые приборы, и последовательно размещенные между траверсами центрирующие упоры, изоляторы, охлаждающие реакторы с токоотводами, установленные на токоведущих поверхностях полупроводниковых приборов, которые прижаты к жидкостному теплоотводу с помощью шпилек. Шпильки жестко крепятся к охлаждаемой пластине жидкостного теплоотвода (RU №74010, МПК H01L 23/34, опубл. 10.06.2008 г., Бюл. 16).
Среди недостатков данного устройства охлаждения полупроводниковых приборов можно отметить относительно низкую эффективность охлаждения, обусловленную наличием большого термического сопротивления - полупроводниковый прибор передает тепло радиатору, от него тепло передается охлаждающей пластине посредством теплопередачи через стенки и только потом передается охлаждающей жидкости.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является установка жидкостного охлаждения аппаратуры, содержащая циркуляционный контур, в котором установлены насосы, теплообменник и ионообменный фильтр, подпиточную емкость и измерительные приборы. Подпиточная емкость и ионообменный фильтр подключены к всасывающей линии насосов параллельно, при этом подпиточная емкость расположена выше любого участка циркуляционного контура (RU №3157, МПК F25B 19/04, опубл. 16.11.1996 г.).
Недостатками известной конструкции являются относительно низкая эффективность охлаждения полупроводникового прибора, склонность охладителя полупроводникового прибора к отложениям и наносам, содержащимся в деионизированной воде, которые снижают общую эффективность охлаждения но мере эксплуатации.
Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности системы жидкостного охлаждения полупроводникового прибора.
Технический результат достигается тем, что в системе жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов, включающей циркуляционный контур, в котором установлены насосы, теплообменник, ионообменный фильтр, включенный параллельно насосам, охладитель полупроводникового прибора, подпиточную емкость, расположенную выше любого участка циркуляционного контура и подключенную к всасывающей линии насосов, и измерительные приборы, дополнительно установлены пульсатор, гидроаккумулятор, обратный клапан, подающий и обратный вентили. Параллельно пульсатору, включенному последовательно в циркулярный контур через падающий и обратный вентили, включен охладитель, в подающем трубопроводе которого установлен обратный клапан, а в его обратном трубопроводе перед обратным вентилем - гидроаккумулятор.
Предлагаемый вариант конструкции системы жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов иллюстрируется чертежом, который представлен на фиг.1. Система включает циркуляционный контур 1, в котором установлены насосы 2, теплообменник 3, ионообменный фильтр 4, включенный параллельно насосам 2, охладитель 5 полупроводникового прибора, подпиточную емкость 6, расположенную выше любого участка циркуляционного контура 1 и подключенную к всасывающей линии насосов 2, измерительные приборы 7, пульсатор 8, гидроаккумулятор 9, обратный клапан 10, подающий 11 и обратный 12 вентили. Пульсатор 8 включен последовательно в циркуляционный контур 1. Параллельно пульсатору 8 через подающий 11 и обратный 12 вентили в циркуляционный контур 1 включен охладитель 5. В подающем трубопроводе охладителя 5 установлен обратный клапан 10. В обратном трубопроводе охладителя 5 перед обратным вентилем 12 установлен гидроаккумулятор 9.
Система работает следующим образом. Изначально циркуляционный контур 1 заполняется деионизированной водой до полного удаления воздуха. Затем в работу включаются насосы 2, после чего деионизированная вода начинает циркулировать через ионообменный фильтр 4, а также по циркуляционному контуру 1 через пульсатор 8 и теплообменник 3. При открытии подающего 11 и обратного 12 вентилей в охладителе 5 полупроводникового прибора, подключенного по зависимой схеме к циркуляционному контуру 1 параллельно пульсатору 8, возникнет движение деионизированной воды и тем самым будет обеспечен процесс теплоотвода от охладителя 5 полупроводникового прибора. Для наиболее эффективного охлаждения осуществляют запуск пульсатора 8 (автоматически или в ручном режиме), который при работе начинает периодически перекрывать проходное сечение циркуляционного контура 1 и, таким образом, создавать импульсы количества движения деионизированной воды, которая под избыточным давлением положительной волны локального гидравлического удара будет импульсно поступать через подающий вентиль 11, обратный клапан 10, охладитель 5, гидроаккумулятор 9 и обратный вентиль 12 в циркуляционный контур 1 деионизированной воды на вход теплообменника 3, после которого деионизированная вода вновь поступает на вход насосов 2, а положительная волна гидравлического удара сменяется отрицательной, в результате этого проходное сечение пульсатора 8 открывается и процесс повторится в описанной выше последовательности.
При импульсной циркуляции деионизированной воды в охладителе 5 полупроводникового прибора, а также в теплообменнике 3 от эффекта локальных гидравлических ударов за счет дополнительной турбулизации деионизированной воды в пограничных, с поверхностью теплопередачи, слоях интенсифицируется процесс теплопередачи, а также реализуется эффект самоочищения поверхностей теплопередачи.
Гидроаккумулятор 9 обеспечивает сглаживание пульсаций деионизированной воды на выходе с охладителя 5 полупроводникового прибора и может быть включен или выключен при помощи вентиля или задвижки (на фиг.1 не указаны). Обратный клапан 10 организует ток деионизированной воды только в направлении, описанном выше. Подающий 11 и обратный 12 вентили предназначены для отключения охладителя 5 полупроводникового прибора от циркуляционного контура 1 в случае ремонта или отсутствия необходимости его работы. Кроме того, обратный вентиль 12 может быть использован для создания располагаемого напора на охладителе 5 выше значения располагаемого напора, создаваемого насосами 2 в циркуляционном контуре 1. Для этого его проходное сечение обратного вентиля 12 прикрывается, а контроль за температурным и гидравлическим режимами в циркуляционном контуре 1 и контуре охладителя 5 осуществляется при помощи измерительных приборов 7. В случае необходимости поддержания располагаемого напора в контуре охладителя 5 выше располагаемого напора в циркуляционном контуре 1 вместо обратного вентиля 11 или совместно с ним может быть использован регулятор давления (на фиг.1 не указан).
Количество деионизированной воды, циркулирующей через ионообменный фильтр 4, регулируется вентилями (на фиг.1 не указаны). Подпиточная емкость 6 предназначена для создания запаса деионизированной воды в системе жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов, а также для отражения положительной волны гидравлического удара с последующим созданием фронта отрицательной волны, способствующей автоматическому открытию пульсатора 8, а также для сглаживания пульсаций деионизированной воды в циркуляционном контуре 1 на входе насосов 2.
В результате использования данной конструкции системы жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов повышается надежность и эффективность охлаждения полупроводникового прибора за счет принудительной интенсификации теплоотвода от реализации импульсной подачи деионизированной воды и обеспечения эффекта самоочищения внутренних пространств циркуляции деионизированной воды в охладителе полупроводникового прибора.
Claims (1)
- Система жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов, включающая циркуляционный контур, в котором установлены насосы, теплообменник и ионообменный фильтр, включенный параллельно насосам, охладитель, подпиточную емкость, расположенную выше любого участка циркуляционного контура и подключенную к всасывающей линии насосов, измерительные приборы, пульсатор, гидроаккумулятор, обратный клапан, подающий и обратный вентили, отличающаяся тем, что параллельно пульсатору, включенному последовательно в циркулярный контур через подающий и обратный вентили, подключен охладитель, в подающем трубопроводе которого установлен обратный клапан, а в его обратном трубопроводе перед обратным вентилем - гидроаккумулятор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013145356/06A RU2548239C1 (ru) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | Система жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013145356/06A RU2548239C1 (ru) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | Система жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013145356A RU2013145356A (ru) | 2015-04-20 |
RU2548239C1 true RU2548239C1 (ru) | 2015-04-20 |
Family
ID=53282673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013145356/06A RU2548239C1 (ru) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | Система жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2548239C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650454C1 (ru) * | 2017-02-09 | 2018-04-13 | Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" (ЧОУ ДПО "Саранский Дом науки и техники РСНИИОО") | Установка для исследования импульсного режима движения жидкости |
RU178633U1 (ru) * | 2017-12-18 | 2018-04-16 | Акционерное общество "Концерн "Научно-производственное объединение "Аврора" | Приборный блок с жидкостным охлаждением |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2059116C1 (ru) * | 1992-12-31 | 1996-04-27 | Юрий Иванович Батраков | Способ перекачки жидкости и устройство для его осуществления |
RU3157U1 (ru) * | 1996-02-27 | 1996-11-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральская электротехническая компания" | Установка жидкостного охлаждения аппаратуры |
RU2071016C1 (ru) * | 1993-06-18 | 1996-12-27 | Научно-исследовательское, испытательное и проектное предприятие вентиляторостроения "Турмаш" | Теплообменный аппарат с интенсивным процессом теплопередачи |
RU2162030C2 (ru) * | 1999-04-19 | 2001-01-20 | Хабаровский государственный технический университет | Устройство для вибропрессования арболита |
RU74010U1 (ru) * | 2006-12-21 | 2008-06-10 | ОАО "Электровыпрямитель" | Устройство для охлаждения полупроводниковых приборов |
RU2369750C1 (ru) * | 2008-04-17 | 2009-10-10 | Александр Миронович Балашов | Способ очистки маслосистемы турбомашины |
-
2013
- 2013-10-09 RU RU2013145356/06A patent/RU2548239C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2059116C1 (ru) * | 1992-12-31 | 1996-04-27 | Юрий Иванович Батраков | Способ перекачки жидкости и устройство для его осуществления |
RU2071016C1 (ru) * | 1993-06-18 | 1996-12-27 | Научно-исследовательское, испытательное и проектное предприятие вентиляторостроения "Турмаш" | Теплообменный аппарат с интенсивным процессом теплопередачи |
RU3157U1 (ru) * | 1996-02-27 | 1996-11-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральская электротехническая компания" | Установка жидкостного охлаждения аппаратуры |
RU2162030C2 (ru) * | 1999-04-19 | 2001-01-20 | Хабаровский государственный технический университет | Устройство для вибропрессования арболита |
RU74010U1 (ru) * | 2006-12-21 | 2008-06-10 | ОАО "Электровыпрямитель" | Устройство для охлаждения полупроводниковых приборов |
RU2369750C1 (ru) * | 2008-04-17 | 2009-10-10 | Александр Миронович Балашов | Способ очистки маслосистемы турбомашины |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650454C1 (ru) * | 2017-02-09 | 2018-04-13 | Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" (ЧОУ ДПО "Саранский Дом науки и техники РСНИИОО") | Установка для исследования импульсного режима движения жидкости |
RU178633U1 (ru) * | 2017-12-18 | 2018-04-16 | Акционерное общество "Концерн "Научно-производственное объединение "Аврора" | Приборный блок с жидкостным охлаждением |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013145356A (ru) | 2015-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Levtsev et al. | Pulsating heat transfer enhancement in the liquid cooling system of power semiconductor converter | |
CN201103451Y (zh) | 一种柴油机冷却系统循环系统 | |
RU2548239C1 (ru) | Система жидкостного охлаждения полупроводниковых приборов | |
CN109488438B (zh) | 一种带dct冷却大循环回路的冷却系统 | |
CN208264540U (zh) | 一种船舶游艇冷却系统 | |
CN103445682B (zh) | 饮水机及其所使用的热电热泵装置 | |
CN202081952U (zh) | 带有液压自动变速器的发动机冷却系统 | |
CN202124608U (zh) | 油脂冬化系统的冷却装置 | |
CN103701302A (zh) | 矿用变频器散热装置 | |
CN101726201A (zh) | 复合式散热装置 | |
CN205345306U (zh) | 船用窄型柜体式纯水冷却单元 | |
CN104129014A (zh) | 一种自循环水冷模温机 | |
CN206077921U (zh) | 带有气体稳压的循环冷却装置 | |
CN104129015A (zh) | 一种自循环风冷模温机 | |
WO2018133158A1 (zh) | 循环冷却系统 | |
CN110849205B (zh) | 一种水冷定压补液水箱系统及其使用方法 | |
CN210119714U (zh) | 液体控温系统 | |
CN209460660U (zh) | 汽车试验用冷却介质低温高温切换控制装置 | |
CN203303974U (zh) | 一种实验室冷却水循环系统 | |
RU161213U1 (ru) | Система жидкостного нагрева и охлаждения силовых полупроводниковых приборов | |
CN111564288A (zh) | 一种用于油浸变压器过负荷的冷却装置及其控制方法 | |
CN112196836A (zh) | 一种离心式鼓风机自动降温系统 | |
CN216895175U (zh) | 一种用于水泵的液压油路散热装置 | |
CN212390704U (zh) | 一种高温硅油快速冷却系统 | |
RU2699375C1 (ru) | Система охлаждения рентгеновской трубки |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161010 |