Спосіб встановлення радіаторів для охолодження напівпровідникових приладів

1 Спосіб встановлення радіаторів для охолодження напівпровідникових приладів, що включає встановлення радіаторів так, що вони утворюють єдину систему охолодження, підсилюючу охолодження, який відрізняється тим, що два радіатори встановлюють на одній площині, паралельно один одному і ребрами охолодження зустрічно один одному, причому відстань між радіаторами L визначають наступною залежністю (V [(В ср1 V 2 ) х (0,5 4,0 ср2 )/2] х [(а ср1 ) c2 p де Vi і V2 - об'єми нагрітого повітря, яке знаходилось між ребрами одного і другого радіаторів ВІДПОВІДНО, В ср і і ВСР2 - середня висота першого і другого радіаторів ВІДПОВІДНО, а ср і і аср2 - середня ширина першого і другого радіаторів ВІДПОВІДНО 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що радіатори встановлюють так, щоб їх ребра охолодження були повернуті в напрямку конструкційної площини, паралельно конструкційній площині і на відстані S від конструкційної площини, причому S= (1,2 4,0)xV Вер ДЄ V - об'єм нагрітого повітря, яке знаходилось між ребрами радіатора, В ср - середня висота радіатора, а ср - середня ширина радіатора о Винахід належить до електротехніки і може бути використаний для охолодження напівпровідникових приладів працюючих в умовах підвищеного нагріву Відомий спосіб встановлення ціліндричних радіаторів щільно один до одного з метою утворення направлених потоків повітря через них Недоліком вказаного способу є слабке охолодження напівпровідникових приладів в наслідок низької швидкості рухання повітря через радіатори, що обумовлено тертям повітря об направляючі поверхні та внутрішні поверхні циліндрів радіаторів [1] Найбільш близьким до заявлюваного є спосіб встановлення радіаторів щільно один до одного, так що вони утворюють єдину систему охолодження, посилюючу ефект охолодження за рахунок утворення замкнутих каналів для протікання повітря Недоліком вказаного способу токож є слабке охолодження напівпровідникових приладів внаслідок низької швидкості рухання повітря через канали, що обумовлено тертям повітря об стінки каналів [2] В основу способу встановлення радіаторів для охолодження напівпровідникових приладів поставлена задача шляхом збільшення швидкості протікання повітря через канали радіаторів забезпечити збільшення інтенсивності охолодження напівпровідникових приладів Поставлена задача вирішується тим що в способі встановлення радіаторів для охолодження напівпровідникових приладів, включаючому встановлення радіаторів так, що вони утворюють єдину систему охолодження, підсилюючу охолодження, новим є те що два радіатори встановлюють на одній площині, паралельно один одному і ребрами охолодження зустрічне один одному, причому від 49270 стань між радіаторами L визначається слідуючою залежністю . (V, + V 2 )x(0,5 4,0) [(Всрі+Вср2)/2]х[(аср1+аср2)/2] Vi і V2, - об'єми нагрітого повітря, яке знаходилось між ребрами одного і другого радіаторів ВІДПОВІДНО В с р і і ВСР2 - середня висота першого і другого радіаторів ВІДПОВІДНО а с р і і аср2 - середня ширина першого і другого радіаторів ВІДПОВІДНО Поставлена задача вирішується ще й тим, що в способі по п 1 новим є те, що радіатори встановлюють так, щоб їхні ребра охолодження були повернуті в напрямку конструкційної площини, паралельно конструкційній площині і на відстані S від конструкційної площини, причому (1,2 4,0)xV S= Вер д ср V-об'єм нагрітого повітря, яке знаходилось між ребрами радіатора, В с р -середня висота радіатора, а с р - середня ширина радіатора На фіг 1 зображена схема встановлення двох радіаторів, де L -відстань між радіаторами, а а с р і і аср2 - середня ширина першого і другого радіаторів ВІДПОВІДНО На фіг 2 зображено переріз А-А вказаний на фіг 1, де V-і і V2 -об'єми нагрітого повітря, яке знаходилось між ребрами одного і другого радіаторів ВІДПОВІДНО, Voi і Vo2- об'єми повітря, що надходить в простір між ребрами одного і другого радіаторів ВІДПОВІДНО, Vo- об'єм повітря, яке надходить в міжрадіаторний простір, В с р і і ВСР2 - середня висота першого і другого радіаторів ВІДПОВІДНО На фіг 3 зображена схема встановлення радіатора біля конструкційної площини, де S - відстань між радіатором і конструкційною площиною, а с р середня ширина радіатора На фіг 4 зображено переріз В - В вказаний на фіг 3 де V - об'єм нагрітого повітря, яке знаходилось між ребрами радіатора, V B - об'єм повітря, що надходить в простір між ребрами радіатора, Vo об'єм повітря, яке надходить в простір між радіатором та конструкційною площиною В с р - середня висота радіатора Спосіб здійснюють наступним чином Радіатори 1 з закріпленими на них напівпровідниковими приладами 2 встановлюють на одній площині, паралельно один одному і ребрами охолодження зустрічне один одному на відстані L один від одного (фіг 1 2) Відстань L визначають згідно залежності L 4,0) [(Всрі+Вср2)/2]х[(аср1+аср2)/2] Де Vi і V2, - об'єми нагрітого повітря, яке знаходилось між ребрами одного і другого радіаторів ВІДПОВІДНО В с р і і ВСР2 - середня висота першого і другого радіаторів ВІДПОВІДНО а с р і і аср2 - середня ширина першого і другого радіаторів ВІДПОВІДНО При такому розташуванні радіаторів 1 об'єми повітря Voi і V02 яке надходять в простір між ребрами радіаторів 1, нагріваються теплом радіаторів 1 і збільшившись до об'ємів Vi і V2 ВІДПОВІДНО залишають міжребровий простір в напрямку вказаному стрілками на фіг 2 Рухаючись зустрічно і вгору потоки нагрітого повітря утворюють в міжребровому просторі зону зниженого тиску, в котру втягується додатковий об'єм холодного повітря Vo Це знижує температуру нагрітого повітря в міжрадіатороному просторі Крім того зона зниженого тиску прискорює ВІДТІК нагрітого повітря із простору між ребрами радіаторів 1 Це збільшує інтенсивність охолодження радіаторів 1, а також розташованих на них напівпровідникових приладів 2 Об'єм міжрадіаторного простору не повинен бути меншим 0,5 х (Vi+ V2), так як в цьому разі швидкість потоку повітря знижується через сили тертя з поверхнею радіаторів Зниження швидкості повітря зменшує зону зниженого тиску і призводить до підвищення тиску в ній, що знижує інтенсивність охолодження напівпровідникових приладів 2 Збільшення міжрадіаторного простору до об'єму, який перевищує в чотири рази суму об'ємів Vi і V2 також веде до значного зниження швидкості рухання повітря в ньому, що також призводить до зниження інтенсивності охолодження напівпровідникових приладів 2 і крім того приводить до невиправданого збільшення габаритів електронного обладнання В тому випадку якщо радіатор 1 з закріпленими на них напівпровідниковим приладом 2 встановлюють біля конструкційної площини 3 то ребра радіатора 1 повертають в сторону конструкційної площини і розташовують паралельно конструкційній площині 3 на відстані S від конструкційної площини 3, причому s _(1,2 4,0)xV Вср х аср де V-об'єм нагрітого повітря, яке знаходилось між ребрами радіатора, В с р -середня висота радіатора, а с р - середня ширина радіатора При такому розташуванню радіатора 1 і конструкційної площини 3 (фіг 3,4) відбувається ефект аналогічний описаному вище Об'єм повітря VB, яке надходить в простір між ребрами радіатора 1, нагрівається і, збільшившись до об'єму V, залишає міжребровий простір, рухаючись в напрямку конструкційної площини 3 та вгору (фіг 4) Це утворює зону зниженого тиску між радіатором 1 та конструкційною площиною 3, в котру втягується додатковий об'єм холодного повітря Vo Завдяки цього знижується температура нагрітого повітря в зоні, яка прилягає до ребер радіатора 1 Крім того зона зниженого тиску прискорює ВІДТІК нагрітого повітря із простору між ребрами радіатора 1 За рахунок цього збільшується інтенсивність охолодження радіатора 1, а також розташованому на ньому напівпровідникового прилада 2 Об'єм простору між радіатором 1 та конструкційною площиною 3 не повинен бути менш ніж 1,2 х V, тому що в цьому випадку швидкість потоку 49270 повітря знижується через сили тертя з поверхнею радіатора 1 та конструкційної площини 3 Зниження швидкості рухання повітря зменшує зону зниженого тиску, а також веде до підвищення тиску в ній, що знижує інтенсивність охолодження напівпровідникового приладу 2 Збільшення об'єму міжрадіаторного простору до розмірів, перевищуючих 4xV також веде до значного зниження швидкості рухання повітря в ньому, що також призводить до зниження інтенсивності охолодження напівпровідникового приладу 2 Таким чином в обох випадках збільшення інтенсивності охолодження радіаторів 1 а також напівпровідникових приладів 2 досягають за рахунок збільшення швидкості рухання повітря в міжребровому просторі радіаторів 1 що веде до зниження температури повітря в межребровому просторі радіаторів 1 ПРИКЛАД КОНКРЕТНОГО ВИКОНАННЯ Спосіб випробований на радіаторах типу 0153, де а ср і = аср2 - 150мм, а Всрі = ВСР2 = 170мм Об'єм міжребрового простору Vi = \І2= 255 х 103мм3 Між двома радіаторами зажатий за допомогою болтів таблетковий діод марки ДЛ 153-2000 Для випробування способу застосовували дві такі зборки, встановлені в трьохфазному випрямувачі Електричний струм випрямувача - 1,25 КА, напруга - 600В Теплова потужність, що виділяється на кожному з радіаторів - 625Вт Відстань L між радіаторними зборками змінювали в кожному ІСПИТІ, при цьому міряли температуру радіаторів за допомогою термопари через 60 хвилин після вмикання Одержана інформація показана в таблиці 1 Фіг. 1 Таблиця 1 № і спита 1 2 3 4 5 L, мм 5 25 35 50 80 t,°C 104 92 86 81 85 Аналогичні вимірювання проводили при розташуванні однієї радіаторної зборки на різній відстані S від торцевої стінки шафи випрямувача Результати ІСПИТІВ показані в таблиці 2 Таблиця 2 № і спита 1 2 3 4 5 S,MM 15 25 35 50 60 t,°C 96 86 68 73 75 Таким чином застосування вказаного винаходу забезпечить зниження температури радіаторів на 12 -20° тільки за рахунок їх оптимального розташування в корпусі електронного пристрою ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 1 Авторське свідоцтво СРСР №1039038 А Н05К 720 бюл №32, ЗО 08 83 2 Авторське свідоцтво СРСР №1637046 АІ, Н05К 7/20, бюл №11, 23 03 91 49270 Фіг.2 в-в V o V B Фіг.4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71