УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПЛАТ
DEVICE FOR COOLING ELECTRONIC BOARDS

Изобретение относится к электронике и может быть использовано для обеспечения требуемых тепловых режимов элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), в частности электронных плат.
Прототипом изобретения является прибор, описанный в [1].
Устройство представляет собой тонкостенную металлическую емкость, частично заполненную легко испаряющимся жидким теплоносителем, на которую устанавливаются с хорошим тепловым контактом тепловыделяющие элементы. Тепло, рассеиваемое аппаратурой, поглощается за счет скрытой теплоты испарения теплоносителя.
Недостатком устройства является невозможность обеспечения им неравномерного охлаждения элементов РЭА, установленных на электронной плате, т.е. охлаждения различных элементов РЭА до разного значения температуры.
Целью изобретения является достижение возможности организации неравномерного охлаждения элементов РЭА, размещенных на электронной плате.
Цель достигается тем, что на элементы РЭА, наиболее критичные к температурному режиму функционирования или требующие существенного снижения температуры, дополнительно устанавливаются с обеспечением хорошего теплового контакта холодными спаями термоэлектрические батареи (ТЭБ), питаемые электрической энергией от источника постоянного электрического тока. Отвод теплоты от горячих спаев ТЭБ осуществляется в находящийся в емкости теплоноситель, а передача теплоты с горячих спаев ТЭБ к теплоносителю производится посредством медного теплопровода.
Конструкция устройства приведена на чертеже. Устройство содержит металлическую емкость 1, заполненную легко испаряющимся жидким теплоносителем, имеющим большое значение теплоты испарения и температуру испарения в диапазоне 35-65°С. На одну из поверхностей емкости 1 устанавливается электронная плата 2 с размещенными на ней тепловыделяющими элементами РЭА 3. На элементы РЭА 3, наиболее критичные к температурному режиму функционирования или требующие существенного снижения температуры, дополнительно устанавливаются с обеспечением хорошего теплового контакта холодными спаями ТЭБ 4, питаемые электрической энергии от источника постоянного электрического тока (на чертеже не показан). Отвод теплоты с горячих спаев ТЭБ 4 посредством медного теплопровода 5 осуществляется в находящийся в емкости 1 теплоноситель. Поверхность емкости 1, противоположная размещению электронной платы 2, с внешней стороны имеет оребрение 6.
Устройство работает следующим образом.
Тепло, поступающее от элементов РЭА 3, установленных на электронной плате 2, передается металлической емкости 1 и через поверхность соприкосновения теплоносителю. Далее происходит прогрев теплоносителя до температуры испарения и процесс испарения, сопровождающийся поглощением теплоты, тратящейся на изменение его агрегатного состояния. Теплоотвод за счет изменения агрегатного состояния теплоносителя является базовым и может быть использован для обеспечения необходимого температурного режима функционирования элементов РЭА 3, не требующих существенного снижения температуры, либо не критичных к существенной величине перегрева по отношению к окружающей среде. Для охлаждения элементов РЭА, особо критичных к перегревам или требующих существенного снижения температуры, используются ТЭБ 4, которые организуют дополнительный теплосъем, причем величина холодопроизводительности каждой ТЭБ 4 определяется в соответствии с уровнем тепловыделений конкретного элемента РЭА 3. При этом отвод теплоты от горячих спаев ТЭБ осуществляется также в содержащийся в емкости 1 теплоноситель, количество которого рассчитывается исходя из длительности функционирования элементов РЭА 3, мощности их тепловыделений, теплопроизводительности ТЭБ 4, а также условий эксплуатации. Передача тепла от горячих спаев ТЭБ 4 к емкости 1 теплоносителем осуществляется посредством медного теплопровода 5. Для интенсификации процесса теплообмена испарившегося теплоносителя с окружающей средой и его конденсации используется оребрение 6.
Литература
1. Роткоп Л.Л., Спокойный Ю.Е. Обеспечение тепловых режимов при конструировании радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Сов. радио, 1976.