[发明专利]高压直流阀堆用液态金属循环冷却系统抗磁场干扰的方法

说明书

本发明公开了属于高压直流阀堆的抗磁场干扰技术领域的一种高压直流阀堆用液态金属循环冷却系统抗磁场干扰的方法。该方法是根据磁场产生的电势与通磁面积相关，如果使通磁面积为零，则电势为零。以此为出发点，本发明采用同轴管道进行液态金属循环的方法，按现场散热的需求计算液态金属循环的流速、流量参数，确定所需要的管道直径与截面积，在外管里套内管，液态金属从内管流入，在散热片中热交换后从外管流出；这样一方面不再产生环形管道，使磁场产生的电势为零，另一方面由于高温的回流管在外部，也使散热变得更为容易。

技术领域

本发明属于高压直流阀堆的抗磁场干扰技术领域，特别涉及一种高压直流阀堆用液态金属循环冷却系统抗磁场干扰的方法。

背景技术

随着芯片散热技术的发展，其发热量逐渐增加，传统的散热方式已经远不能满足芯片的散热需求，效率更高的散热方式—液态金属散热应运而生。液态金属具有远高于水、空气及许多非金属介质的导热率，工作温度高(可高于100℃)及不易蒸发泄漏，安全无毒等优点。以液态金属为传热介质的新型循环散热系统，由于其较高导热系数、低粘度和稳定的物理性质，相对于传统风冷散热系统和液冷散热系统，具有更好的散热能力，更安全的结构和材料性质以及更高效的循环系统。另外液态金属的高电导属性使其可采用无任何运动部件的电磁泵驱动，驱动效率高，能耗低，而且没有任何噪音，使用寿命更长。

液态金属散热技术拥有众多优于传统散热方式的性能，因此得到了广泛的使用，但液态金属散热亦有其缺点。高压直流阀堆由若干片晶闸管或IGBT串联构成，在芯片模块间加装散热片以达到散热目的，目前通用的是去离子水流(基本是电绝缘体)散热的技术。该系统在金属散热片中设计水流管道，将冷却后的去离子水通过管道注入散热片，水流将热量带走到体外进行冷却。采用液态金属代替水介质散热时，由于液态金属导电，当液态金属管路构成闭环时，由于高压直流阀堆中存在大量复杂的强磁场，在闭环的导体中必然产生电磁环流，影响设备正常运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压直流阀堆用液态金属循环冷却系统抗磁场干扰的方法，其特征在于，根据磁场产生的电势与通磁面积相关，如果使面积为零，则电势为零。以此为出发点，提出了采用同轴管道进行液态金属循环的方法，即在外管里套内管，液态金属从内管流入，在散热片中热交换后从外管流出；这样一方面不再产生环形管道，使磁场产生的电势为零，另一方面由于高温的回流管在外部，也使散热变得更为容易；具体步骤为：

(1)按现场散热的需求计算液态金属循环的流速、流量参数，确定所需要的管道直径与截面积，由于改成同轴管道后，管道的实际利用率会下降，需要进行相关的核算，确定最终的管道尺寸与结构；

(2)在外管里套内管，液态金属从内管流入，在散热片中进行热交换后从外管流出；

(3)在散热片内设计相应的管路，做出同轴管道的接口，保证进出的液流互不接触，不能产生混水效应，降低散热效率；

(4)管道另一端的散热媒质冷却箱中也要设计相应的同轴管道接口，保证进出的液流互不接触；

(5)在电磁泵驱动装置部分，也要进行相应的改造，保证对散热媒质的同向驱动只产生在外管道中，以保证散热媒质的单向运行。

本发明的有益效果是实现本技术后，一方面不再产生环形管道，可以使磁场产生的电势为零，另一方面由于高温的回流管在外部，也可以使散热变得更为容易。

具体实施方式

本发明提供一种高压直流阀堆用液态金属循环冷却系统抗磁场干扰的方法，该方法是根据磁场产生的电势与通磁面积相关，如果使面积为零，则电势为零。以此为出发点，提出了采用同轴管道进行液态金属循环的方法，即在外管里套内管，液态金属从内管流入，在散热片中热交换后从外管流出；这样一方面不再产生环形管道，使磁场产生的电势为零，另一方面由于高温的回流管在外部，也可以使散热变得更为容易；具体步骤为：