[发明专利]可控硅装置的微槽群复合相变集成冷却散热方法及装置

权利要求书

1.一种可控硅装置的微槽群复合相变集成冷却散热方法，其特征在于，包括步骤：

a.组成电力电子设备的所有串联或并联的可控硅为N个，直接在每个可控硅的两侧发热表面各设置一取热面积与可控硅发热表面面积相当的微槽群复合相变取热器，即设置2N个微槽群复合相变取热器；

b.将组成电力电子设备的所有串联或并联的N个可控硅分为1～m组，每组内的微槽群复合相变取热器相互为并联，每组配置一个壁式冷凝器，N个可控硅共配置有1～m个壁式冷凝器；

c.每组内并联的微槽群复合相变取热器蒸汽出口均各自通过一根绝缘的蒸汽保温软管与壁式冷凝器上的相应的蒸汽入口相通连，每个壁式冷凝器汇集本组可控硅的微槽群复合相变取热器中液体工质所产生的蒸汽，蒸汽在壁式冷凝器内放热后变成凝结液，所释放的热量经壁式冷凝器壁面传导到壁式冷凝器外壁上，而凝结液则经壁式冷凝器底部的凝结液出口排出；

d.各组壁式冷凝器以串联或并联的方式将各自外壁上的热量散失掉；

e.壁式冷凝器的凝结液出口与一凝结液流量分配器相通连，凝结液流量分配器分别与本组内各个微槽群复合相变取热器凝结液入口相通连，均匀地将凝结液分配流回到本组内各个微槽群复合相变取热器中，完成一个取热和放热的循环，达到使N个可控硅同时被冷却的目的。

2.如权利要求1所述的冷却散热方法，其特征在于，所述壁式冷凝器采用水冷、环境冷或风冷系统，为水冷系统时，冷却水管路与壁式冷凝器外壁上的封闭通道群构成外部正压热量交换部分，冷却水通过冷却水管路以串联或并联方式流经各组壁式冷凝器外壁上的封闭通道群；为环境冷或风冷系统时，壁式冷凝器外壁上设置散热肋片，风冷时还配置风扇；各组壁式冷凝器独立地以并联的方式同时向环境散失热量。

3.一种如权利要求1所述的冷却散热方法使用的冷却散热装置，用于电力电子设备的可控硅冷却，包括壁式冷凝器、蒸汽保温软管、回液软管；其特征在于，还包括多数个微槽群复合相变取热器；

每个微槽群复合相变取热器为一密封的腔体，腔体内上部为取热腔，下部为储液腔；内壁上纵向设置有多个开放式复合相变微槽道，微槽道并行排列集成微槽群贯通取热腔和储液腔；取热腔中的每个微槽道的底部壁面上沿槽道轴向方向分布有多个贮气凹坑；液体工质储存在储液腔中，腔体内壁涂有微纳米涂层，保证内壁与液体工质之间的电绝缘；

腔体上端设有蒸汽出口，腔体下端侧面设有凝结液入口；

微槽群复合相变取热器的蒸汽出口经蒸汽保温软管与壁式冷凝器的蒸汽入口相通连，微槽群复合相变取热器的凝结液入口经回液软管与壁式冷凝器的凝结液出口相通连，整个通路为密封状态；

使用时，每一可控硅的两侧发热表面各设置一取热面积与可控硅发热表面面积相当的微槽群复合相变取热器。

4.如权利要求3所述的冷却散热装置，其特征在于，所述微槽群复合相变取热器由导热金属材料制成，腔体内壁上的微槽道为矩形、三角形或梯形槽道，微槽道的宽度和深度均在0.01-2mm之间，微槽道间距在0.01-2mm之间；

贮气凹坑的形状为锥型、圆柱型或再次入口型，贮气凹坑的深度在0.01-2mm之间，坑口宽度在0.005-1mm之间，贮气凹坑的密度为20-2000个/米。

5.如权利要求3所述的冷却散热装置，其特征在于，所述液体工质为具有汽化潜热的无机或有机液体。

6.如权利要求5所述的冷却散热装置，其特征在于，所述液体工质为去离子水、乙醇、甲醇、丙酮、庚烷或氟里昂。

7.如权利要求3所述的冷却散热装置，其特征在于，所述腔体内壁的微纳米涂层，为聚酰亚胺涂层，涂层厚度在1-100μm之间。

8.如权利要求3所述的冷却散热装置，其特征在于，所述蒸汽保温软管的内径在1-400mm之间，回液软管的内径在0.1-200mm之间；蒸汽保温软管和回液软管由塑料材料制成，或采用金属材料管，采用金属材料管时，蒸汽保温软管外加保温套管，蒸汽保温软管与微槽群复合相变取热器蒸气出口间、回液软管与微槽群复合相变取热器凝结液入口间设有塑料接头。

9.如权利要求8所述的冷却散热装置，其特征在于，所述金属材料管，为紫铜管；回液软管内设有毛细芯，毛细芯为不锈钢丝网。