СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ УСТРОЙСТВ

1. Система охлаждения полупроводниковых устройств, включающая:
один или несколько полупроводниковых сборных блоков, причем каждый сборный блок включает радиатор и одно или несколько силовых полупроводниковых устройств, термически связанных с радиатором;
корпус для содержания одного или нескольких сборных блоков в камере внутри корпуса, причем корпус включает впускной и выпускной каналы в сообщении по текучей среде с камерой, соответственно, для поступления и выведения охлаждающей среды, причем камера затоплена охлаждающей средой для охлаждения сборных блоков;
причем радиатор включает теплообменные элементы в форме многочисленных отверстий в радиаторе, протяженных сквозь радиатор от передней лицевой поверхности радиатора, с которой связаны один или несколько силовых полупроводниковых устройств, до задней лицевой поверхности радиатора, противоположной относительно передней лицевой поверхности, с обеспечением возможности протекания охлаждающей текучей среды через отверстия для поглощения тепла от радиатора.
2. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 1, в которой радиатор имеет плоскую форму.
3. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 1 или 2, в которой отверстия размещены в радиаторе в форме одиночного ряда отверстий, окружающих периметр каждого из одного или нескольких связанных с радиатором силовых полупроводниковых устройств.
4. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 3, в которой, в месте расположения двух или более силовых полупроводниковых устройств, содержатся участки в радиаторе между одиночным рядом отверстий, окружающих периметр соседних силовых полупроводниковых устройств, которые лишены отверстий.
5. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой одно или несколько силовых полупроводниковых устройств электрически связаны с радиатором, и в которой радиатор представляет собой токоподводящую шину, которая электрически соединяет одно или несколько силовых полупроводниковых устройств друг с другом для передачи электроэнергии между одним или несколькими силовыми полупроводниковыми устройствами.
6. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой одно или несколько силовых полупроводниковых устройств включают IGBT, полупроводниковые коммутационные устройства на основе карбида кремния (SiC), полевые транзисторы со структурой металл-оксид-полупроводник (MOSFET), или силовые диоды.
7. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой одно или несколько силовых полупроводниковых устройств механически сопряжены с радиатором или присоединены к нему.
8. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой один или несколько полупроводниковых сборных блоков смонтированы на плате с печатной схемой (PCB), причем PCB обеспечивает электрические соединения между одним или несколькими силовыми полупроводниковыми устройствами.
9. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 8, в которой PCB и смонтированные на PCB дополнительные электрические и электронные компоненты более низкой мощности размещены внутри камеры и погружены в охлаждающую текучую среду.
10. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 9, в которой одно или несколько силовых полупроводниковых устройств совместно размещены внутри камеры, а электрические и электронные компоненты более низкой мощности совместно размещены внутри иной области камеры, нежели одно или несколько силовых полупроводниковых устройств.
11. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой впускной канал в сообщении по текучей среде с камерой выполнен с возможностью протекания по нему охлаждающей текучей среды более предпочтительно в областях камеры, занятых одним или несколькими силовыми полупроводниковыми устройствами.
12. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 11, в которой впускной канал в сообщении по текучей среде с камерой выполнен с возможностью протекания по нему от 51% до 99% потока охлаждающей текучей среды в областях камеры, занятых одним или несколькими силовыми полупроводниковыми устройствами, предпочтительно 95% потока охлаждающей текучей среды.
13. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой, при размещении внутри камеры двух или нескольких полупроводниковых сборных блоков, каждый соседний сборный блок размещен смещенным относительно еще одного сборного блока так, что отверстия в одном радиаторе не находятся на одной линии с отверстиями в соседнем радиаторе, с обеспечением возможности охлаждающей текучей среды протекать через отверстия в одном из радиаторов и сталкиваться с поверхностью следующего радиатора на пути течения охлаждающей текучей среды.
14. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 13, в которой два или несколько полупроводниковых сборных блоков размещены параллельно друг другу.
15. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой один или несколько радиаторов одного или нескольких сборных блоков включают распределитель охлаждающей текучей среды для распределения охлаждающей текучей среды.
16. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 15, в которой распределитель охлаждающей текучей среды включает первый и второй слои распределителя, присоединенные к задней поверхности радиатора, где задняя поверхность радиатора представляет собой поверхность радиатора, противолежащую относительно поверхности, имеющей связанные с нею силовые полупроводниковые устройства,
причем первый слой включает наружный слой, и имеет многочисленные отверстия, протяженные между передней и задней поверхностями первого слоя, причем отверстия размещены на участке радиатора, связанном с положениями одного или нескольких силовых полупроводниковых устройств; и
второй слой, сэндвичеобразно размещенный между радиатором и первым слоем, включающий ряд отверстий, размещенных в положении, эквивалентном периметру каждого из связанных с радиатором силовых полупроводниковых устройств, и многочисленные направляющие, протяженные внутрь положения отверстий во втором слое, для направления охлаждающей текучей среды между отверстиями в первом слоем и отверстиями во втором слое.
17. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, включающая одну или несколько разделительных пластин, размещенных внутри корпуса на пути течения охлаждающей текучей среды между впускным каналом и выпускным каналом, причем одна или несколько разделительных пластин включают многочисленные отверстия в разделительной пластине, протяженные сквозь разделительную пластину между передней поверхностью и задней поверхностью, с обеспечением возможности протекания охлаждающей текучей среды через отверстия.
18. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 17, в которой каждая из одной или нескольких разделительных пластин размещена внутри корпуса, будучи смежной относительно одного из каждых одного или нескольких полупроводниковых сборных блоков и находящейся на пути течения между впускным каналом и соответствующим полупроводниковым сборным блоком.
19. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 18, в которой каждая из одной или нескольких разделительных пластин размещена внутри корпуса на расстоянии в пределах от 1 мм до 5 мм, предпочтительно 2 мм, относительно одного из каждых одного или нескольких полупроводниковых сборных блоков.
20. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 18 или 19, в которой многочисленные отверстия включают одну или несколько групп из многочисленных отверстий в каждой разделительной пластине, причем каждая группа многочисленных отверстий сопряжена с соответственным одним из каждых одного или нескольких силовых полупроводниковых устройств, термически связанных с радиатором, и каждая из групп многочисленных отверстий в разделительной пластине размещена на пути течения охлаждающей текучей среды между впускным каналом и соответственным одним из каждых одного или нескольких силовых полупроводниковых устройств.
21. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 20, в которой каждая из одной или нескольких групп многочисленных отверстий включает упорядоченную серию многочисленных отверстий.
22. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 21, в которой каждая упорядоченная серия многочисленных отверстий имеет такие размеры, которые подобны ширине и высоте области радиатора, покрываемой соответствующими одним или несколькими силовыми полупроводниковыми устройствами на радиаторе.
23. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой отверстия сконфигурированы с возможностью создания турбулентного течения охлаждающей текучей среды.
24. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой отверстия имеют круглую, прямоугольную, скругленную прямоугольную или звездообразную форму.
25. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой диаметр отверстий увеличивается между передней поверхностью и задней поверхностью.
26. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой охлаждающая текучая среда представляет собой диэлектрическую текучую среду.
27. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой охлаждающая текучая среда нагнетается между впускным каналом и выпускным каналом.
28. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой впускной канал и выпускной канал соединены с контуром охлаждения, включающим теплообменник, причем теплообменник предназначен для отведения тепла от охлаждающей текучей среды.
29. Система охлаждения полупроводниковых устройств по любому предшествующему пункту, в которой один или несколько полупроводниковых сборных блоков формируют инвертор для преобразования между DC- и AC-током.
30. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 29, в которой, когда инвертор предназначен для преобразования DC в AC, инвертор включает один или несколько электрических вводов для приема одного или более DC-напряжений, и один или несколько электрических выводов для выведения одного или более АС-напряжений.
31. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 30, в которой вывод инвертора питает электрический двигатель.
32. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 29, в которой, когда инвертор предназначен для преобразования AC в DC, инвертор включает один или несколько электрических вводов для приема одного или более АС-напряжений, и один или несколько электрических выводов для выведения одного или более DC-напряжений.
33. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 32, в которой вывод инвертора заряжает аккумулятор или другое устройство для хранения электроэнергии.
34. Система охлаждения полупроводниковых устройств по п. 29, в которой инвертор выполнен как двунаправленный инвертор для преобразования DC в AC и AC в DC, причем двунаправленный инвертор включает один или несколько DC-портов для приема или вывода одного или нескольких DC-напряжений, и один или несколько AC-портов для ввода или вывода одного или нескольких AC-напряжений.