|
| |
|
Слаботочка Книги Еще одним из вариантов применения жидкостного охлаждения с непосредственным контактом с ИС является система с применением специальных кассет, внутри которых уложены эластичные трубы из теплопроводного материала (рис. 9.28). Кассеты располагаются между ячейками. Ячейки с ИС устанавливаются при отсутствии теплоносителя в трубках. Когда подается жидкость под ее давлением певерхность трубок через отверстия в кассетах равномерно прижимается к корпусам ИС. При этом тепловое сопротивление от корпуса ИС до охлаждающей жидкости определяется только толщиной и теплопроводностью материала стенок трубок и составляет примерно 2 К/Вт [43]. В подавляющем больщинстве случаев в аппаратуре с принудительным воздушным охлаждением воздух движется вдоль печатных плат с элементами. Такой способ движения воздуха целесообразен в случаях одинаковой тепловой нагрузки ЭРЭ и их теплостойкости. В условиях вынужденной конвекции необходимый расход воздуха, как правило, определяется допустимой температурой наиболее чувствительных к температуре ЭРЭ. В этом случае общий расход воздуха можно значительно уменьшить, если создать интенсивное локальное охлаждение отдельных наиболее теплонагруженных или наиболее чувствительных к температуре элементов. Одним из способов интенсивного локального охлаждения элементов является изменение направления движения воздуха в области элементов [44]. Если обеспечить движение воздуха не вдоль поверхности элементов, а перпендикулярно к ней (рис. 9.29)  Рис. 9.28. Блок с применением эластичных охлаждающих кассет: / - каркас устройства; 2 -кассета; 3 - многослойная печатная плата; 4 -корпус ИС; 5-камера с эластичной поверхностью Рис 9.29. Схема струйно- то обдува ИС в блоке: \У УУУУ/У /УУ7/У У У/У/77 1 - корпус ИС; S - печатная плата; 3 - коллектор  ТО коэффициент теплоотдачи от поверхности корпуса ИС увеличивается в несколько раз. Такая высокая интенсивность охлаждения при использовании струйного обдува позволяет обеспечить тепловой режим при более низких (в 3-7 раз) значениях расхода охлаждающего воздуха при условии рационального выбора диаметра сопла и расстояния между соплом и корпусом ИС. Применение струйного обдува ИС целесообразно в РЭА, располагающей устройствами подачи воздуха под давлением. Еще один пример рационального использования охлаждающего воздуха показан на рис. 9.30. Конструкция представляет собой сборку из двух печатных плат, смонтированных обратными сторонами друг к другу на рамке с фланцами, отделяющей платы друг от друга и создающей канал, по которому к ним подходит холодный воздух. К обратной стороне каждой печатной платы  Рис. 9.30. Конструкция пустотелой платы с принудительным воздушным охлаждением: * -рамка с фланцем; 2-вход воздуха; S - выход воздуха; 4 -плата, отводящая тепло; -S - печатная плата; 6 - плоский корпус ИС подходит теплопроводящая плата выполняющая роль промежу-точного звена между печатной платой и потоком воздуха. Воздух поступает в приточное отверстие с левой стороны рамки и выходит с ее правой стороны. Охлаждающий воздух входит в приточное отверстие плат, находящихся на большом удалении от источника воздуха; при этом он нагревается не больше, чем воздух, поступающий к более близким рамкам. Это объясняется тем, что градиент температуры в направлении основного охлаждающего потока, перпендикулярно поверхности плат, практически равен нулю. Такая конструкция обеспечивает улучшенное охлаждение благодаря следующим факторам: путь, по которому отводится тепло, уменьшен на ширину платы; последовательное распределение воздуха заменено параллельным; теплоотдающая поверхность от каждой платы увеличена; эффективность конвекции увеличена. Ранее указывалось, что обеспечение нормального теплового режима ЭРЭ в герметичных блоках - сложная задача. Трудность заключается в том, что недопустим непосредственный контакт теплоносителя с объектами охлаждения. Поэтому приходится применять косвенное охлаждение, а в этом случае особое значение приобретает тепловое сопротивление между принудительно охлаждаемой поверхностью и ЭРЭ. И чем меньше это тепловое сопротивление, тем более эффективно принудительное охлаждение. Пример конструкции ячейки с применением косвенного принудительного охлаждения приведен на рис. 9.31. Основой конструкции является плоский воздуховод, на обе боковые стенки которого приклеены печатные платы с ИС или беокор!пу.сны;ми элементами (в последнем случае ячейка снаружи герметизируется). Через воздуховод проходит охлаждающий воздух от централизованной воздушной системы охлаждения. Для увеличения поверхности контакта воздуха с воздуховодом внутри его приклеены или припаяны гофры. Тепловой поток от корпусов ИС через печатную плату и стенки воздуховода передается воздуху и уносится в окружающую среду. Естественно, тепловое сопротивление микросхема- воздух в основном определяется материалом и толщиной печатной платы. В случаях применения стеклотекстолитовой МПП Rt может достигнуть значительной величины, что сводит к минимуму преимущества такой конструкции. Задача снижения Rr МПП может быть решена при помощи конструктивных особенностей самой платы [45].  Рис. 9.31. Конструкция двуплатной ячейки с воздуховодом: / - электрический соединитель; 2 - корпус ИС; 3 - печатная плата; - возду.ховод 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 [69] 70 71 72 73 74 75 76 |