АНАЛИЗ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Электротехника
  • Элементы электрических цепей
  • Схемы замещения источников
    электрической энергии
  • Анализ цепи переменного тока
     и входящих в нее элементов
  • Параллельное соединение резистивного
    и индуктивного элементов
  • Машины постоянного и переменного тока
  • Принцип действия асинхронного
    и синхронного двигателей
  • Принцип действия машин постоянного тока
  • Трансформаторы и электромагнитные устройства
  • Трансформатор
  • ПРИВЕДЕННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
  • ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА ТРАНСФОРМАТОРОВ
  • ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
  • СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
  • Машины переменного тока
  •  Электрические машины разделяются
    на генераторы и электродвигатели
  • Коллекторные двигатели переменного тока
  • Разборка и сборка электродвигателя
    постоянного тока
  • Выполнению ремонтных работ
  • Электроника
  • Электрические и электронные аппараты
    и устройства
  • Некоторые лампы СВЧ диапазона
  • Полупроводниковые диоды
  • Тиристоры.
  • Выпрямители и инверторы промышленной частоты
  • Электронные усилители
  • Обратная связь в усилителях
  • Катодный и эмиттерный повторители
  • Усилители мощности
  • Повторитель напряжения
  • Шумы в усилителях
  • Генераторы электрических колебаний
  • RC-генераторы
  • Ждущий мультивибратор
  • Мультивибратор на ОУ
  • Цифровые электронные устройства
  • Реализация сложных логических функций
    на интегральных микросхемах
  • Последовательные цифровые устройства
  • Счётчик
  • Регистр
  • Комбинационное цифровое устройство
  •  Сумматоры
  • Импульсные генераторы
    на цифровых микросхемах
  • Охлаждение полупроводниковых приборов
  • Способы охлаждения полупроводниковых
    приборов
  • Воздушное, естественное
    и принудительное охлаждение
  • Системы охлаждения силовых модулей
  • Основные методы охлаждения
  • Расчет параметров охладителей
  • Выбор охладителя
  • Дискретные приборы
  •  

    Системы охлаждения силовых модулей

    Подпись: Рис 1.8. Сравнение значений тепловых сопротивлений силовых модулей различных конструкцийк жидкостному  рис6
     Системы охлаждения силовых модулей

    Подпись: Рис 1.7. Система жидкостного охлаждения силового модуляНа рис. 1.7.a и 1.7.b показаны силовые модули, у которых изолирующая подложка из нитрида алюминия является неотъемлемой частью системы микроканального охлаждения. Внутренняя структура представляет собой шестиугольные соты, протравленные в нескольких слоях меди, соединенных друг с другом по технологии DBC. Тепловое сопротивление такого модуля составляет всего лишь 36% от сравнимого по мощности стандартного модуля, установленного на подложку с водяным охлаждением (рис.1.8.).

    По сравнению со стандартным модулем, имеющим воздушное охлаждение, тепловое сопротивление в данном случае уменьшено на 90%. Модуль, показанный на иллюстрации, работает с током 450 A и охлаждается жидкостью, которая может иметь температуру на входе вплоть до 80 °C. К тому же сокращение расстояния от кристалла до теплоотводящей жидкости системы существенно уменьшает габариты модуля.

    Испарительное охлаждение с промежуточным теплоносителем

    Такие системы охлаждения состоят из двух контуров: внутреннего замкнутого, в котором используется своя охладительная среда — теплоноситель, и наружного разомкнутого, который обеспечивает охлаждение промежуточного теплоносителя. Принцип их действия заключается в том, что теплота от СПП передается жидкости (например, воде), которая испаряется, ее пары по трубкам внутреннего контура поступают в конденсатор и конденсируются, затем конденсат вновь поступает к охладителю СПП. Конденсатор включается во внешний разомкнутый контур, например, воздушного или жидкостного охлаждения.

    В испарительной системе погруженного типа (рис. 1.9. а) СПП 1, закрепленные в охладителях 2, помещаются в охлаждающую жидкость 3, которая заливается в закрытый бак 4. При нагревании при­боров жидкость испаряется, и пар поступает в конденсатор 6, где конденсируется, и жидкость 7 из конденсатора вновь стекает в бак. Конденсатор охлаждается воздухом с помощью вентилятора 8. В качестве промежуточного теплоносителя используется легкокипящая жидкость, например фреон, точка кипения которого 47 °С. При этом в баке создается разрежение, что приводит к снижению точки кипения жидкости.

    системы охлМожет применяться также разнесенная испарительная система (рис. 1.9.б), в которой полупроводниковые приборы 1 закрепляются с помощью охладителей 2, заполненных охлаждающей жидкостью.

    Подпись: Рис 1.9. Испарительные системы охлаждения.  Корпус каждого охладителя посредством изолирующих патрубков 3 и соединительных труб 4 сообщается с баком 6, заполненным охлаждающей жидкостью 5. Пары жидкости 7 поступают в конденсатор 8, и конденсат 9 вновь стекает в бак 6. Конденсатор охлаждается с помощью вентилятора 10.

    Обе рассмотренные системы испарительного охлаждения громоздки и сложны в эксплуатации. В современной преобразовательной технике перспективным является применение испарительной системы охлаждения с охладителями в виде тепловых труб (рис. 1.10.а), которые совмещают функции собственно охладителя и конденсатора.

    Подпись: Рис 1.10. Схема испарительного охлаждения с тепловой трубой и график изменения температуры
    испар охл


    Таблетка СПП 1 устанавливается на корпусе 2 охладителя, в который вмонтированы одна или несколько трубок 3. Внутренняя поверхность трубок покрыта слоем материала 4 с капиллярными каналами. Трубки герметически запаяны и снабжены ребрами 5, многократно увеличивающими поверхность теплопередачи внешней охлаждающей среды. Внутренняя полость корпуса 2 и трубок 3 заполнена на 20— 30 % объема жидкостью (промежуточный теплоноситель). Жидкость испаряется и в виде пара 6 движется вдоль трубок, где пары охлаж­даются и конденсируются. Конденсат 7 по капиллярным каналам возвращается в зону нагревания. С помощью вентилятора 8 воздух внешней среды направляется в межреберное пространство охладителя и выводит теплоту во внешнее пространство. В охладителе имеются (рис. 1.10.б) зоны парообразования 1, передачи теплоты 2, конденса­ции 3. В зоне / происходит интенсивное поглощение теплоты, а в зоне 3 — выделение теплоты. В отличие от простого охладителя, у которого теплосток со всех точек поверхности крайне неравномерный, в тепловой трубе достигается высокая интенсивность использования охлаждающей поверхности, благодаря чему можно рассеивать мощности до нескольких киловатт. При этом размеры и масса трубчатых охладителей меньше, чем у обычных воздушных охладителей. Тепловые трубы для СПП на токи 320—2000 А имеют длину L=600+650 мм, ширину В = 100-5-120 мм, высоту Я = 60 мм.

    Реализация сложных логических функций на интегральных микросхемах