RU2640819C2 - Электронные модули с жидкостным охлаждением и способы их замены - Google Patents

Электронные модули с жидкостным охлаждением и способы их замены Download PDF

Info

Publication number
RU2640819C2
RU2640819C2 RU2016114768A RU2016114768A RU2640819C2 RU 2640819 C2 RU2640819 C2 RU 2640819C2 RU 2016114768 A RU2016114768 A RU 2016114768A RU 2016114768 A RU2016114768 A RU 2016114768A RU 2640819 C2 RU2640819 C2 RU 2640819C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cooling
module
electronic module
electronic device
stationary
Prior art date
Application number
RU2016114768A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016114768A (ru
Inventor
Богдан ИОНЕСКУ
Питер Уиллард ХЭММОНД
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2016114768A publication Critical patent/RU2016114768A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2640819C2 publication Critical patent/RU2640819C2/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927Liquid coolant without phase change
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электронному устройству, содержащему электронные модули с жидкостным охлаждением, и способам для быстрого удаления и/или замены электронных модулей. Технический результат - создание электронного модуля с жидкостным охлаждением для электронного устройства, которое может быть заменено без нарушения гидравлических охлаждающих соединений. Достигается тем, что электронное устройство с жидкостным охлаждением включает в себя отсек, сконфигурированный, чтобы вмещать в нем электронный модуль. Отсек содержит стационарную охлаждающую плату, расположенную на внутренней части отсека, с системой жидкостного охлаждения, сконфигурированной для отвода тепла от стационарной охлаждающей платы, и множество электрических соединителей для соединения с электронным модулем. Электронный модуль включает в себя подвижную охлаждающую плату, сконфигурированную для сопряжения со стационарной охлаждающей платой, когда множество электрических соединителей соединены с модулем электронного устройства. Тепло, генерируемое электронным модулем, удаляется посредством подвижной охлаждающей платы и стационарной охлаждающей платы. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ
[1] Настоящее изобретение относится в целом к электронному устройству, содержащему электронные модули с жидкостным охлаждением, и способам для быстрого удаления и/или замены электронных модулей.
[2] Нормальные операции электронных устройств иногда прерываются из-за состояний неисправности. Когда это происходит, желательно минимизировать время, необходимое для восстановления электронного устройства и возврата его в рабочее состояние. По этой причине электронные устройства часто конструируются с одним или несколькими электронными модулями, которые могут быть быстро удалены и заменены, если это необходимо.
[3] В одном примере электронное устройство, например источник питания, может иметь все электронные компоненты, объединенные в единый модуль, который может быть быстро удален и заменен без нарушения корпуса, входящих соединений питания, размыкателя цепи, исходящих соединений питания или комбинации вышеуказанного. В другом примере источник питания может включать в себя несколько модулей, соединенных параллельно, чтобы увеличить выходной ток источника питания. Если один модуль выходит из строя, он может быть быстро и удобно заменен без нарушения других модулей или любого из других компонентов источника питания. В еще одном примере источник питания может включать в себя несколько модулей, соединенных последовательно, чтобы увеличить выходное напряжение источника питания. Если один модуль выходит из строя, он может быть быстро и удобно заменить без нарушения других модулей или любого из других компонентов источника питания.
[4] В общем электронные модули могут быть с воздушным охлаждением или жидкостным охлаждением. В электронных устройствах с жидкостным охлаждением (см., например, US 2004/0057211) электронные модули включают в себя одно или несколько гидравлических соединений, где отбирающие тепло флюиды текут в электронный модуль и из него под давлением. Быстрая замена электронных модулей с воздушным охлаждением может быть достигнута путем обеспечения штекерных разъемов на электронном модуле для электрических соединений. Электронные модули с жидкостным охлаждением также могут использовать штекерные разъемы, но замена становится более трудной из-за гидравлических охлаждающих соединений.
[5] Таким образом, существует потребность в создании электронного модуля с жидкостным охлаждением для электронного устройства, которое может быть заменено без нарушения гидравлических охлаждающих соединений.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[6] В соответствии с одним из вариантов осуществления электронное устройство с жидкостным охлаждением включает в себя отсек, выполненный с возможностью вмещения в нем электронного модуля. Отсек содержит стационарную охлаждающую плату, расположенную на внутренней части отсека, стационарная охлаждающая плата содержит систему жидкостного охлаждения, сконфигурированную для отвода тепла от стационарной охлаждающей платы, и множество электрических соединителей, сконфигурированных для соединения с электронным модулем. Электронный модуль включает в себя подвижную охлаждающую плату, выполненную с возможностью тесной связи со стационарной охлаждающей платой, когда множество электрических соединителей соединены с модулем электронного устройства. Тепло, генерируемое электронным модулем, удаляется путем протекания в подвижную охлаждающую плату, затем в стационарную охлаждающую плату и затем в охлаждающую жидкость.
[7] В соответствии с другим вариантом осуществления способ замены первого электронного модуля, расположенного в отсеке электронного устройства с жидкостным охлаждением, включает в себя перемещение первого электронного модуля, чтобы электрически отсоединять первый электронный модуль от множества электрических соединителей, а также отделение подвижной охлаждающей платы первого электронного модуля от стационарной охлаждающей пласты, прикрепленной к отсеку. Способ дополнительно включает в себя удаление первого электронного модуля из отсека. Способ дополнительно включает в себя вставку второго электронного модуля в отсек и перемещение второго модуля электронного устройства для электрического соединения второго электронного модуля с множеством электрических соединителей, а также приведение подвижной охлаждающей платы второго электронного устройства в тесный контакт со стационарной охлаждающей платой.
[8] Дополнительные признаки и преимущества реализованы посредством методов настоящего изобретения. Другие варианты осуществления и аспекты изобретения описаны здесь подробно и считаются частью заявленного изобретения. Для лучшего понимания изобретения, его преимуществ и признаков можно сослаться на описание и чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ НА ЧЕРТЕЖАХ
[9] Предмет, который рассматривается в качестве изобретения, конкретно определен и четко заявлен в формуле изобретения в заключение настоящей спецификации. Вышеописанные и другие признаки и преимущества настоящего изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания во взаимосвязи с приложенными чертежами, на которых:
[10] Фиг. 1 иллюстрирует схематичное представление источника питания, имеющего один модуль в соответствии с предшествующим уровнем техники.
[11] Фиг. 2 иллюстрирует схематичное представление источника питания, имеющего множество последовательно соединенных электронных модулей в соответствии с предшествующим уровнем техники.
[12] Фиг. 3 иллюстрирует схематичное представление источника питания, имеющего множество параллельно соединенных электронных модулей в соответствии с предшествующим уровнем техники.
[13] Фиг. 4 иллюстрирует виды сверху, сбоку и сзади электронного модуля, сконфигурированного с штыревыми электрическими соединителями в соответствии с предшествующим уровнем техники.
[14] Фиг. 5А иллюстрирует вид сзади электронного модуля с жидкостным охлаждением в соответствии с примерным вариантом осуществления.
[15] Фиг. 5B иллюстрирует вид сбоку электронного модуля с жидкостным охлаждением в соответствии с примерным вариантом осуществления.
[16] Фиг. 6A иллюстрирует вид сбоку электронного модуля с жидкостным охлаждением и устройство охлаждения в соединенном режиме в соответствии с примерным вариантом осуществления.
[17] Фиг. 6B иллюстрирует вид сбоку электронного модуля с жидкостным охлаждением и устройство охлаждения в отсоединенном режиме в соответствии с примерным вариантом осуществления.
[18] Фиг. 7A иллюстрирует вид в поперечном сечении электронного модуля с жидкостным охлаждением и устройства охлаждения по фиг. 6А в соответствии с примерным вариантом осуществления.
[19] Фиг. 7B иллюстрирует вид в поперечном сечении электронного модуля с жидкостным охлаждением и устройства охлаждения по фиг. 6В в соответствии с примерным вариантом осуществления.
[20] Фиг. 8 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую способ замены электронного модуля электронного устройства с жидкостным охлаждением в соответствии с примерным вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[21] Предложен электронный модуль с жидкостным охлаждением для электронного устройства, который может быть заменен без нарушения гидравлических охлаждающих соединений. В примерных вариантах осуществления механизм жидкостного охлаждения для электронного модуля разделяется на две платы, одну подвижную охлаждающую плату и одну стационарную охлаждающую плату. В примерных вариантах осуществления стационарная охлаждающая плата расположена в корпусе, где находится электронный модуль в процессе работы, а не в электронном модуле. Все гидравлические охлаждающие соединения выполнены к стационарной плате. В примерных вариантах осуществления подвижная охлаждающая плата расположена на внешней поверхности электронного модуля и размещена таким образом, что подвижная охлаждающая плата создает тепловой контакт со стационарной платой, когда электронный модуль находится в полностью соединенном положении. При отделении стационарной платы с жидкостным охлаждением от электронного модуля, электронный модуль может быть заменен без отсоединения труб, шлангов и т.д., которые являются частью системы жидкостного охлаждения. В примерных вариантах осуществления две охлаждающие платы могут иметь пазы и ребра, которые увеличивают площадь поверхности контакта и могут быть покрыты теплопроводной смазкой, чтобы улучшить теплообмен между ними. Стационарная плата механизма охлаждения сконфигурирована, чтобы тесно сопрягаться с подвижной платой механизма охлаждения, расположенного на электронном модуле, для эффективного удаления тепла, генерируемого в электронном модуле.
[22] Фиг. 1 иллюстрирует пример известного источника 100 питания, имеющего один модуль 101. Входной источник 102 питания трехфазного переменного тока (АС) соединен с модулем 101 источника 100 питания. Источник 100 питания может обеспечить напряжение переменной частоты и может быть соединен с нагрузкой 103, например, двигателем трехфазного переменного тока.
[23] Фиг. 2 иллюстрирует пример известного источника 200 питания, имеющего последовательно соединенные электронные модули 212. Источник 200 питания может обеспечить напряжение переменной частоты и может быть связан с нагрузкой 204, такой как трехфазный АС двигатель. Источник 200 питания включает в себя трансформатор 206, имеющий первичную обмотку 208 и множество вторичных обмоток 210. Источник 200 питания также включает в себя множество идентичных модулей 212, и каждая вторичная обмотка 210 может питать соответствующий модуль 212. Каждый из электронных модулей 212 может включать в себя входной AC-DC-выпрямитель, сглаживающий фильтр и однофазный выходной DC-AC-преобразователь, использующий широтно-импульсную модуляцию (PWM). Электронные модули 212 сконфигурированы в три группы, причем выходы каждого электронного модуля 212 в каждой группе соединены последовательно, чтобы генерировать напряжение для одной фазы выходной мощности на нагрузку 204. Источник 200 питания включает в себя двенадцать модулей, сконфигурированных в три группы из четырех соединенных последовательно модулей каждая. Пример источника 200 питания и схем для электронных модулей 212 описан в патенте США № 5625545, который включен в настоящий документ посредством ссылки.
[24] Фиг. 3 иллюстрирует пример известного источника 300 питания, имеющего параллельно соединенные электронные модули 312. Источник 300 питания включает в себя трансформатор 306, который включает в себя первичную обмотку 308 и множество вторичных обмоток 310. Каждая вторичная обмотка 310 может питать соответствующий электронный модуль 312. Источник 300 питания имеет множество идентичных модулей 312, соединенных параллельно. Электронные модули 312 могут включать в себя входной АС-DC-выпрямитель, сглаживающий фильтр и выходной DC-DC-преобразователь, использующий широтно-импульсную модуляцию (PWM). Отрицательные выходные выводы всех электронных модулей 312 подсоединены параллельно к отрицательному выводу нагрузки 304, которая может быть сопротивлением. Положительные выходные выводы всех электронных модулей 312 подсоединены через индукторы 314 параллельно к положительному выводу нагрузки 304. Пример источника 300 питания и схем для электронных модулей 312 описан в патенте США № 5638263, который включен в настоящий документ посредством ссылки.
[25] В источниках питания согласно фиг. 1, 2 и 3 желательно иметь возможность быстро удалять и заменять неисправный электронный модуль. Фиг. 4 показывает три вида типового известного электронного модуля 401, сконфигурированного для обеспечения быстрой замены. Электронные модули 401 могут иметь множество электрических соединителей 402, расположенных на задней поверхности 404. Электрические соединители 402 могут содержать как входные, так и выходные соединения питания. Электрические соединители 402 могут быть штыревыми соединителями (разъемами) и могут соединяться без ручных инструментов и могут представлять собой, например, металлические ножевые соединители, как показано, спроектированные в соответствии с величиной тока, который они должны проводить. Электрические соединители 402 могут иметь другие конфигурации соединителей, не требующие ручных инструментов для соединения, такие как, например, конфигурация штепсельного разъема и/или любая другая подходящая конфигурация штекерного типа. Электрические соединители 402 могут быть разъемом охватываемого или охватывающего типа и могут быть выполнены из любого подходящего электропроводного материала. Электрические соединители для управляющих сигналов (не показаны) в некоторых вариантах осуществления также могут быть расположены на задней поверхности 404 и также могут соединяться без ручных инструментов.
[26] На фиг. 5А показан вид сзади и на фиг. 5B - вид сбоку примерного варианта осуществления электронного модуля 501 в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. В примерных вариантах осуществления задняя поверхность модуля 520 имеет множество электрических соединителей 511, но другие поверхности также могут быть использованы. В примерных вариантах нижняя поверхность электронного модуля 501 имеет подвижную охлаждающую плату 502, но и другие поверхности электронного модуля 501 могут также включать в себя подвижную охлаждающую плату. В примерных вариантах осуществления нижняя поверхность электронного модуля 501 может включать в себя одно или несколько отверстий, так что различные генерирующие тепло компоненты 508, 509 и 510, которые требуют охлаждения, могут быть смонтированы непосредственно на верхней поверхности подвижной охлаждающей платы 502. Генерирующие тепло компоненты 508, 509 и 510 могут быть распределены таким образом, чтобы поддерживать тепловой поток на единицу площади подвижной охлаждающей платы 502 как можно более равномерным. В примерных вариантах осуществления теплопроводный элемент может быть расположен на или внутри подвижной охлаждающей платы 502, чтобы способствовать распространению тепла, генерируемого электрическими компонентами первого модуля электронного устройства, по подвижной охлаждающей плате 502. Например, тепловые трубки могут быть добавлены к подвижной охлаждающей плате 502, чтобы способствовать распределению тепла, выделяемого генерирующими тепло компонентами 508, 509 и 510, по подвижной охлаждающей плате 502. В другом примере теплопроводный элемент может быть расположен наверху подвижной охлаждающей платы 502, чтобы способствовать распределению тепла, выделяемого генерирующими тепло компонентами 508, 509 и 510, по подвижной охлаждающей плате 502.
[27] В примерных вариантах осуществления нижняя поверхность подвижной охлаждающей платы 502 может иметь множество пазов и ребер, которые сконфигурированы для увеличения площади поверхности охлаждающей платы 502, которая находится в контакте со стационарной платой 503. В одном варианте осуществления нижняя поверхность подвижной охлаждающей платы 502 также может быть покрыта теплопроводной смазкой, такой как Wakefield Type 120, для дополнительного улучшения теплопередачи между подвижной охлаждающей платой 502 и стационарной охлаждающей платой 503.
[28] В примерных вариантах осуществления стационарная охлаждающая плата 503 смонтирована на корпусе (не показан), где будет установлен электронный модуль 501, и расположена таким образом, что подвижная охлаждающая плата 502 электронного модуля 501 может контактировать с ней. Стационарная охлаждающая плата 503 может включать в себя поверхность, которая имеет множество пазов и ребер, которые тесно сопрягаются с ребрами и пазами на подвижной охлаждающей плате 502. В одном варианте осуществления пазы и ребра на обеих платах расположены параллельно друг к другу, вдоль оси, ориентированной спереди назад, что может помогать пользователю перемещать скольжением электронный модуль 501 на стационарную охлаждающую плату 503 спереди, пока электрические соединители 511 на задней поверхности не будут вставлены в свои ответные части в корпусе (не показано). В примерных вариантах осуществления ребра и пазы показаны с эквидистантным пространственным распределением, однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что могут быть использованы различные конфигурации. Например, неравномерное распределение ребер, пазов и внутренних охлаждающих каналов может быть использовано для компенсации недостатка в равномерности рассеивания тепла на подвижной плате 502.
[29] В примерных вариантах осуществления стационарная охлаждающая плата 503 имеет множество внутренних каналов, проходящих спереди назад, чтобы переносить жидкий хладагент, который протекает под давлением. Питающий коллектор 504 может быть расположен на одном конце стационарной охлаждающей платы 503 для приема потока поступающего хладагента 505 и распределения хладагента 505 по множеству внутренних каналов. Возвратный коллектор 506 может быть расположен на противоположном конце стационарной охлаждающей платы 503 для сбора хладагента, выходящего из множества внутренних каналов, и доставки его в поток исходящего хладагента 507.
[30] Так как стационарная охлаждающая плата 503 постоянно смонтирована в корпусе блока питания, трубки или шланги, которые несут поступающий хладагент 505 и исходящий хладагент 507, также могут быть постоянно соединены со стационарной охлаждающей платой 503. В одном варианте осуществления вся система охлаждения может работать под потенциалом земли, так что трубки и механические опоры, соединенные со стационарной охлаждающей платой 503, могут быть металлическими. В других вариантах осуществления стационарная охлаждающая плата 503 может быть смонтирована на изолированных опорах и непроводящие трубки, шланги и хладагент могут быть использованы как для всей, так и для части системы охлаждения.
[31] В примерном варианте осуществления как подвижная охлаждающая плата 502, так и стационарная охлаждающая плата 503 могут быть выполнены из материала с низким тепловым сопротивлением, таким как медь или алюминий. В примерных вариантах осуществления геометрия сопрягаемых поверхностей 502 и 503, например общая площадь и количество, размер и расположение ребер, могут быть выбраны в зависимости от условий эксплуатации и окружающей среды электронного модуля 501, чтобы обеспечить желаемую величину теплопередачи.
[32] В одном варианте осуществления электронный модуль 501 является малым и имеет легкий вес и его можно поднимать вручную от стационарной охлаждающей платы 503 и модуль замены может быть поднят вручную на стационарную охлаждающую плату 503. Однако в других вариантах осуществления электронные модули с жидкостным охлаждением могут быть большими и тяжелыми.
[33] На фиг. 6A и 6B показаны виды сбоку большого и тяжелого электронного модуля 601 с жидкостным охлаждением в подсоединенном и отсоединенном состояниях соответственно. Электронный модуль 601 может быть оснащен колесами 609, которые катятся по горизонтальной поверхности 608 в корпусе источника питания. В некоторых случаях поверхность 608 может представлять собой заземленный металл, но и в других случаях она выполняется из изоляционного материала. Электронный модуль 601 помещается на поверхность 608 от передней части корпуса (слева на фиг. 6А и 6В) и откатывается в положение, пока соединители 604 питания на задней поверхности электронного модуля 601 не будут вставлены в соответствующие соединители 605 на вертикальной изоляционной панели 607 в корпусе источника питания, как показано. Шины или кабели 606 проводят ток к соединителям 605 и от них.
[34] В примерных вариантах осуществления подвижная охлаждающая плата 602 крепится к электронному модулю 601 так, что она наклонена вниз к передней части (слева на фиг. 6А и 6В) под малым углом. Стационарная охлаждающая плата 603 смонтирована на поверхности 608 корпуса источника питания таким образом, чтобы она также наклонена по направлению к передней части на тот же малый угол. Охлаждающие платы 602, 603 расположены так, что когда электронный модуль 601 вкатывается в направлении вертикальной изоляционной панели 607, охлаждающие платы 602, 603 входят в контакт за несколько миллиметров до того, как соединители 604 и 605 будут полностью вставлены. В примерных вариантах осуществления на протяжении последних нескольких миллиметров перемещения электронный модуль 601 съезжает на стационарную охлаждающую плату 603, так что большая часть веса электронного модуля 601 переносится с колес 609 на охлаждающие платы 602, 603. Вес, сжимающий две охлаждающие платы 602, 603 вместе, улучшает теплопередачу между охлаждающими платами 602, 603.
[35] На фиг. 7А и 7В показаны виды в поперечном сечении охлаждающих плат, показанных на фиг. 6А и 6В, по линии A-A’ и В-В’ соответственно. Как показано на фиг. 7A, когда электронный модуль находится в соединенном положении, охлаждающие платы 702, 703 находятся в тесном контакте. Как показано на фиг. 7В, когда электронный модуль находится в отсоединенном положении, охлаждающие платы 702, 703 не находятся в прямом контакте. В примерных вариантах осуществления одна или обе из охлаждающих плат 702 могут быть покрыты теплопроводной смазкой для улучшения передачи тепла между ними. В примерном варианте осуществления стационарная охлаждающая плата 703 включает в себя множество каналов 710 для циркуляции охлаждающего флюида системы жидкостного охлаждения.
[36] На фиг. 8 представлена блок-схема последовательности операций способа 800 для замены электронного модуля электронного устройства с жидкостным охлаждением в соответствии с примерными вариантами осуществления. Электронное устройство включает в себя по меньшей мере один электронный модуль, размещенный в отдельном отсеке. В примерных вариантах осуществления система охлаждения включает в себя стационарную охлаждающую плату, расположенную в каждом отсеке электронного устройства, и подвижную охлаждающую плату, прикрепленную к каждому электронному модулю. Как показано в блоке 802, способ 800 может включать в себя перемещение первого электронного модуля, чтобы электрически отсоединять первый электронный модуль от множества электрических соединителей электронного устройства. Например, первый электронный модуль может быть перемещен в направлении от стационарных электрических соединителей к передней стенке и дверце. Это движение может привести к тому, что электрические соединители электронного модуля электрически отсоединяются от стационарных электрических соединителей, когда электронный модуль переходит из соединенного режима в отсоединенный режим. Кроме того, это движение вызовет то, что подвижная охлаждающая плата электронного модуля отсоединится от стационарной охлаждающей платы, расположенной в отсеке.
[37] Со ссылкой на фиг. 8, как показано в блоке 804, способ 800 включает в себя удаление первого электронного модуля из отсека. Как показано в блоке 806, способ 800 включает в себя вставку второго электронного модуля в отсек. Как показано в блоке 808, способ 800 включает в себя перемещение второго модуля электронного устройства для электрического соединения второго электронного модуля с множеством электрических соединителей и приведения подвижной охлаждающей платы второго электронного устройства в тесный контакт со стационарной охлаждающей платой.
[38] Хотя изобретение было обсуждено в основном применительно к источнику питания и модулям, специалистам в данной области должно быть понятно, что изобретение не ограничивается такими устройствами и может быть применено к любому электронному устройству, имеющему съемные модули.
[39] Терминология, использованная здесь, предназначается только для целей описания конкретных вариантов осуществления и не предназначается для ограничения изобретения. Как используется здесь, формы единственного числа предназначены также для включения форм множественного числа, если из контекста явно не следует иное. Также должно быть понятно, что термины “содержит” и/или “содержащий”, когда используются в данном описании, указывают на наличие указанных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают присутствия или добавления одного или более других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов и/или их групп.
[40] Соответствующие структуры, материалы, действия и эквиваленты всех средств или элементы типа “этап плюс функция” в нижеследующей формуле изобретения предназначены для включения любой структуры, материала или действия для выполнения функции в комбинации с другими заявленными элементами, как конкретно заявлено. Описание настоящего изобретения было представлено в целях иллюстрации и описания, но не подразумевается исчерпывающим или ограничивающим изобретение в раскрытой форме. Многие модификации и вариации будут очевидны специалистам в данной области техники без отступления от объема и сущности настоящего изобретения. Вариант осуществления был выбран и описан, чтобы наилучшим образом пояснить принципы изобретения и практическое применение и дать возможность другим специалистам в данной области техники понять изобретение для различных вариантов осуществления с различными модификациями, подходящими для конкретного предусмотренного использования.
[41] В то время как был описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, должно быть понятно, что специалисты в данной области техники и сейчас, и в будущем могут вносить различные изменения и усовершенствования, которые находятся в пределах объема нижеследующей формулы изобретения. Эта формула изобретения должна толковаться так, чтобы обеспечивать надлежащую охрану для впервые описанного изобретения.

Claims (31)

1. Электронное устройство с жидкостным охлаждением, содержащее:
отсек, выполненный с возможностью вмещения в нем электронного модуля, причем отсек содержит:
стационарную охлаждающую плату, расположенную на внутренней части отсека, причем стационарная охлаждающая плата снабжена системой жидкостного охлаждения, выполненной с возможностью отвода тепла от стационарной охлаждающей платы, причем стационарная охлаждающая плата содержит множество ребер и пазов и множество каналов для циркуляции охлаждающего флюида системы жидкостного охлаждения, при этом каждый из множества упомянутых каналов для циркуляции охлаждающего флюида системы жидкостного охлаждения расположен смежно с одним или более из множества ребер стационарной охлаждающей платы, и
множество электрических соединителей, выполненных с возможностью соединения с электронным модулем,
причем электронный модуль содержит:
подвижную охлаждающую плату, выполненную с возможностью тесного сопряжения со стационарной охлаждающей платой, когда множество электрических соединителей соединены с электронным модулем, и
при этом тепло, генерируемое электронным модулем, удаляется посредством подвижной охлаждающей платы и стационарной охлаждающей платы.
2. Электронное устройство с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором электронный модуль включает в себя теплопроводный элемент, выполненный с возможностью распространения тепла, генерируемого электрическими компонентами электронного модуля, по подвижной охлаждающей плате.
3. Электронное устройство с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором термическая смазка расположена между подвижной охлаждающей платой электронного модуля и стационарной охлаждающей платой.
4. Электронное устройство с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором множество ребер и пазов стационарной охлаждающей платы размещены с эквидистантным распределением.
5. Электронное устройство с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором подвижная охлаждающая плата электронного модуля содержит множество ребер и пазов с эквидистантным распределением.
6. Электронное устройство с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором геометрия подвижной охлаждающей платы и стационарной охлаждающей платы основана на желаемой скорости передачи тепла от модуля электронного устройства.
7. Электронное устройство с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором множество электрических соединителей выполнены с возможностью соединения без ручных инструментов.
8. Электронное устройство с жидкостным охлаждением по п. 1, дополнительно содержащее подвижную направляющую, выполненную с возможностью направления модуля электронного устройства в электрический контакт или из электрического контакта с множеством электрических соединителей.
9. Электронное устройство с жидкостным охлаждением по п. 1, в котором множество ребер, пазов и охлаждающих каналов стационарной охлаждающей платы размещены с неэквидистантным распределением.
10. Электронное устройство с жидкостным охлаждением по п. 9, в котором подвижная охлаждающая плата электронного модуля содержит множество ребер и пазов с неэквидистантным распределением, согласованных с геометрией стационарной платы.
11. Способ замены модуля электронного устройства, расположенного в отсеке электронного устройства с жидкостным охлаждением, при этом способ содержит этапы, на которых:
перемещают первый электронный модуль, чтобы электрически отсоединять первый электронный модуль от множества электрических соединителей и отделять подвижную охлаждающую плату первого электронного модуля от стационарной охлаждающей платы, прикрепленной к отсеку,
удаляют первый электронный модуль из отсека,
вставляют второй электронный модуль в отсек, и
перемещают второй модуль электронного устройства для электрического соединения второго электронного модуля с множеством электрических соединителей и приведения подвижной охлаждающей платы второго электронного устройства в тесный контакт со стационарной охлаждающей платой, прикрепленной к отсеку,
причем стационарная охлаждающая плата содержит множество ребер и пазов и множество каналов для циркуляции охлаждающего флюида системы жидкостного охлаждения, при этом каждый из множества упомянутых каналов для циркуляции охлаждающего флюида системы жидкостного охлаждения расположен смежно с одним или более из множества ребер стационарной охлаждающей платы.
12. Способ по п. 11, в котором подвижная охлаждающая плата первого электронного модуля выполнена с возможностью тесного сопряжения со стационарной охлаждающей платой, когда множество электрических соединителей соединены с первым модулем электронного устройства.
13. Способ по п. 12, в котором первый электронный модуль включает в себя теплопроводный элемент, выполненный с возможностью распространения тепла, генерируемого электрическими компонентами первого электронного модуля, по подвижной охлаждающей плате.
14. Способ по п. 12, в котором термическая смазка расположена между подвижной охлаждающей платой первого модуля электронного устройства и стационарной охлаждающей платой.
15. Способ по п. 12, в котором поверхность подвижной охлаждающей платы содержит множество ребер.
16. Способ по п. 11, в котором подвижная охлаждающая плата второго электронного модуля выполнена с возможностью тесного сопряжения со стационарной охлаждающей платой, когда множество электрических соединителей соединяется со вторым модулем электронного устройства.
17. Способ по п. 11, в котором второй электронный модуль включает в себя теплопроводный элемент, выполненный с возможностью распространения тепла, генерируемого электрическими компонентами второго модуля электронного устройства, по подвижной охлаждающей плате.
18. Способ по п. 11, в котором термическая смазка расположена между подвижной охлаждающей платой второго модуля электронного устройства и стационарной охлаждающей платой.
19. Способ по п. 11, в котором поверхность подвижной охлаждающей платы второго модуля электронного устройства содержит множество ребер.
20. Способ по п. 12, в котором подвижная и стационарная охлаждающие платы наклонены под малым углом в сторону от электрических соединителей так, что, когда второй электронный модуль устанавливают, подвижная охлаждающая плата второго электронного модуля скользит вверх по стационарной охлаждающей плате, и электрические соединители входят в контакт, тем самым вызывая то, что вес второго электронного модуля прижимает подвижную охлаждающую плату к стационарной охлаждающей плате, чтобы улучшить теплопередачу.
RU2016114768A 2013-09-19 2014-09-05 Электронные модули с жидкостным охлаждением и способы их замены RU2640819C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/031,097 2013-09-19
US14/031,097 US9277683B2 (en) 2013-09-19 2013-09-19 Liquid cooled electronic modules and methods for replacing the same
PCT/US2014/054172 WO2015041861A1 (en) 2013-09-19 2014-09-05 Liquid cooled electronic modules and methods for replacing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016114768A RU2016114768A (ru) 2017-10-24
RU2640819C2 true RU2640819C2 (ru) 2018-01-12

Family

ID=51564825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016114768A RU2640819C2 (ru) 2013-09-19 2014-09-05 Электронные модули с жидкостным охлаждением и способы их замены

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9277683B2 (ru)
EP (1) EP3047711A1 (ru)
KR (1) KR101853106B1 (ru)
CN (1) CN105993210B (ru)
AU (1) AU2014321654B2 (ru)
BR (1) BR112016005556B1 (ru)
CA (1) CA2924654C (ru)
RU (1) RU2640819C2 (ru)
WO (1) WO2015041861A1 (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015018443A1 (en) * 2013-08-07 2015-02-12 Abb S.P.A. Cooling apparatus for an electrical or electronic device, and electrical or electronic device, in particular a circuit breaker, comprising such cooling apparatus
CN106793693B (zh) * 2016-12-22 2019-01-18 广东技术师范学院 一种智能伺服驱动器系统散热装置
US10110149B2 (en) 2017-01-06 2018-10-23 General Electric Company Grounding scheme for power converters with silicon carbide MOSFETs
US10103665B2 (en) 2017-01-06 2018-10-16 General Electric Company Protection for redundancy of isolated inverter blocks
US10027240B1 (en) 2017-01-06 2018-07-17 General Electric Company Ground fault isolation for power converters with silicon carbide MOSFETs
US10205399B2 (en) 2017-01-13 2019-02-12 General Electric Company Switching strategy for increased efficiency of power converters
US10186995B2 (en) 2017-01-13 2019-01-22 General Electric Company Rotating switching strategy for power converters
US10148205B2 (en) 2017-02-02 2018-12-04 General Electric Company Control method for power converters with inverter blocks with silicon carbide MOSFETs
US11495908B2 (en) 2019-04-01 2022-11-08 Aptiv Technologies Limited Electrical connector assembly with liquid cooling features
US11511636B2 (en) 2019-04-01 2022-11-29 Aptiv Technologies Limited Electrical connector assembly with liquid cooling features
US11539158B2 (en) 2019-09-09 2022-12-27 Aptiv Technologies Limited Electrical terminal seal and electrical connector containing same
US11697353B2 (en) 2020-08-21 2023-07-11 Aptiv Technologies Limited Electric vehicle charging connector
US11849569B2 (en) * 2020-10-30 2023-12-19 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Ultra-compact configurable double-sided manifold micro-channel cold plate

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2605481A1 (fr) * 1986-10-16 1988-04-22 Merlin Gerin Dispositif de refroidissement de composants electriques de puissance disposes dans un tiroir embrochable dans une baie
SU1466017A1 (ru) * 1986-07-07 1989-03-15 Предприятие П/Я В-2634 Шкаф дл радиоэлектронной аппаратуры
US6393853B1 (en) * 2000-12-19 2002-05-28 Nortel Networks Limited Liquid cooling of removable electronic modules based on low pressure applying biasing mechanisms
US20040057211A1 (en) * 2002-09-24 2004-03-25 Yoshihiro Kondo Electronic equipment
DE102007013906A1 (de) * 2007-03-22 2008-10-02 Airbus Deutschland Gmbh Luftfahrzeugelektronikkühleinrichtung
RU2399174C1 (ru) * 2009-06-29 2010-09-10 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Шкаф с радиоэлектронной аппаратурой
US20120281359A1 (en) * 2011-05-05 2012-11-08 Alcatel-Lucent Mechanically-reattachable liquid-cooled cooling apparatus
RU125757U1 (ru) * 2012-10-26 2013-03-10 Закрытое акционерное общество "РСК Технологии" Охладитель вычислительных модулей компьютера

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5625545A (en) 1994-03-01 1997-04-29 Halmar Robicon Group Medium voltage PWM drive and method
US5638263A (en) 1994-03-01 1997-06-10 Halmar Robicon Group Low and medium voltage PWM AC/DC power conversion method and apparatus
JP3581318B2 (ja) * 2001-02-06 2004-10-27 株式会社東芝 電子機器システムおよび携帯形電子機器に用いる冷却装置
US7715194B2 (en) * 2006-04-11 2010-05-11 Cooligy Inc. Methodology of cooling multiple heat sources in a personal computer through the use of multiple fluid-based heat exchanging loops coupled via modular bus-type heat exchangers
CN201601940U (zh) * 2010-01-26 2010-10-06 中兴通讯股份有限公司 一种水冷散热模块

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1466017A1 (ru) * 1986-07-07 1989-03-15 Предприятие П/Я В-2634 Шкаф дл радиоэлектронной аппаратуры
FR2605481A1 (fr) * 1986-10-16 1988-04-22 Merlin Gerin Dispositif de refroidissement de composants electriques de puissance disposes dans un tiroir embrochable dans une baie
US6393853B1 (en) * 2000-12-19 2002-05-28 Nortel Networks Limited Liquid cooling of removable electronic modules based on low pressure applying biasing mechanisms
US20040057211A1 (en) * 2002-09-24 2004-03-25 Yoshihiro Kondo Electronic equipment
DE102007013906A1 (de) * 2007-03-22 2008-10-02 Airbus Deutschland Gmbh Luftfahrzeugelektronikkühleinrichtung
RU2399174C1 (ru) * 2009-06-29 2010-09-10 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Шкаф с радиоэлектронной аппаратурой
US20120281359A1 (en) * 2011-05-05 2012-11-08 Alcatel-Lucent Mechanically-reattachable liquid-cooled cooling apparatus
RU125757U1 (ru) * 2012-10-26 2013-03-10 Закрытое акционерное общество "РСК Технологии" Охладитель вычислительных модулей компьютера

Also Published As

Publication number Publication date
BR112016005556B1 (pt) 2022-05-10
CN105993210B (zh) 2018-10-26
US20150077936A1 (en) 2015-03-19
CA2924654A1 (en) 2015-03-26
WO2015041861A1 (en) 2015-03-26
RU2016114768A (ru) 2017-10-24
US9277683B2 (en) 2016-03-01
BR112016005556A2 (ru) 2017-08-01
CN105993210A (zh) 2016-10-05
EP3047711A1 (en) 2016-07-27
KR20160058862A (ko) 2016-05-25
AU2014321654B2 (en) 2017-03-16
KR101853106B1 (ko) 2018-04-27
CA2924654C (en) 2018-08-07
AU2014321654A1 (en) 2016-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2640819C2 (ru) Электронные модули с жидкостным охлаждением и способы их замены
US9153374B2 (en) Cooling arrangements for drive systems
US9974214B2 (en) Cooled power conversion assembly
US11958372B2 (en) Device for bi-directional power conversion and charging for use with electric vehicles
RU2659092C1 (ru) Преобразователь, имеющий промежуточный контур постоянного напряжения
JP5457435B2 (ja) 気化性誘電体流体で冷却されるモジュール型高電力ドライブスタック
NO346645B1 (en) Device for charging at least one battery
US9906154B2 (en) Power conversion unit and power conversion device
CA2671823A1 (en) Modular power converters usable alone or in a multiphase power converter
US11013143B2 (en) Electronic device for liquid immersion cooling, power supply unit, and cooling system
US20190317570A1 (en) Electronic device for liquid immersion cooling, power supply unit, and cooling system
CN107026560B (zh) 一种变流器机柜
CN106549584B (zh) 风电变流器的功率模块
US11872901B1 (en) Charging electric vehicles using DC-to-DC converters with immersion-cooled inductors
US11848129B1 (en) Immersion-cooled inductors in DC-to-DC converters and methods of operating thereof
CN107431052B (zh) 电气总成
JP2022526486A (ja) 電力変換器中で使用するための冷却システム
CN220492849U (zh) 一种激光焊接设备专用开关电源
CN107799504A (zh) 功率单元和包含其的交流器
CN106685241B (zh) 新型h桥逆变器
Matsumoto et al. Development of modular concept uninterruptible power system
KR101566671B1 (ko) 방열 구조를 갖는 전원공급장치
KR20140003080A (ko) 전력 장치의 냉각 시스템