[發明專利]用于與溫度相關的電氣裝置的增強對流冷卻的系統和方法

有效

• 申請號: 201410584694.8
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104582429B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: K.S.邁爾斯;A.M.彼得;H.P.J.德博克;P.H.哈特
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;張懿

1.一種冷卻系統，包括：

低功率主動冷卻裝置；

控制器，電氣地耦合至所述主動冷卻裝置，所述控制器配置成生成驅動信號并將該驅動信號傳輸至所述主動冷卻裝置，以選擇性地起動所述主動冷卻裝置；以及

多個傳感器，配置成測量所述主動冷卻裝置的功率消耗并測量與由所述主動冷卻裝置冷卻的產熱電氣裝置的運行相關聯的一個或更多個運行參數，所述產熱電氣裝置包括與溫度相關的功率產生裝置和與溫度相關的功率消耗裝置之一；

其中，所述控制器還配置成：

從所述多個傳感器接收輸入，所述輸入包括所述產熱電氣裝置是功率產生裝置的情況下的裝置輸出功率或所述產熱電氣裝置是功率消耗裝置的情況下的裝置輸入功率；以及

基于所述主動冷卻裝置的所述功率消耗和所述測量的運行參數的所述接收的輸入而生成驅動信號并將該驅動信號傳輸至所述主動冷卻裝置，以便使所述主動冷卻裝置選擇性地對所述產熱電氣裝置進行冷卻；

其中，在生成所述驅動信號并將所述驅動信號傳輸至所述主動冷卻裝置時，所述控制器對由所述主動冷卻裝置提供的對流冷卻量進行控制，以便在所述產熱電氣裝置是功率產生裝置的情況下使凈系統功率輸出最大化或在所述產熱電氣裝置是功率消耗裝置的情況下使總系統功率輸入最小化，其中所述凈系統功率輸出的所述最大化包括使通過由所述功率產生裝置生成的功率減去由所述主動冷卻裝置消耗的功率而定義的凈系統功率最大化，并且，其中所述總系統功率輸入的所述最小化包括使通過由所述功率消耗裝置消耗的功率加上由所述主動冷卻裝置消耗的功率而定義的總系統功率最小化。

2.如權利要求1所述的冷卻系統，其中，所述低功率主動冷卻裝置包括合成射流器，該合成射流器包括：

包圍室的主體，所述主體具有形成于其中的孔口；以及

致動器元件，耦合至所述主體的表面，以選擇性地引起所述表面的位移。

3.如權利要求2所述的冷卻系統，其中，所述合成射流器被構造為雙冷卻射流器，該雙冷卻射流器的所述致動器元件包括：

第一致動器元件，耦合至所述主體的所述表面的第一表面，以選擇性地引起所述第一表面的位移；以及

第二致動器元件，耦合至所述主體的所述表面的第二表面，以選擇性地引起所述第二表面的位移，所述第二表面布置為平行于所述第一表面；

其中，所述控制器配置成生成驅動信號并將該驅動信號傳輸至所述雙冷卻射流器，該驅動信號使所述第一致動器元件和第二致動器元件選擇性地引起所述第一表面和第二表面的位移，以便選擇性地生成從所述主體的所述孔口射出的一系列流體旋渦。

4.如權利要求1所述的冷卻系統，其中，所述控制器還配置成：

經由反饋環而從測量所述裝置輸出功率或所述裝置輸入功率的所述多個傳感器接收多個輸入；以及

迭代地調整基于所述多個輸入而生成并傳輸至所述主動冷卻裝置的所述驅動信號，以便迭代地調整由所述主動冷卻裝置提供給所述產熱電氣裝置的所述對流冷卻量，并且，以便使所述產熱電氣裝置在這樣的溫度下運行：在所述產熱電氣裝置是功率產生裝置的情況下，使所述凈系統功率輸出最大化，或者，在所述產熱電氣裝置是功率消耗裝置的情況下，使所述總系統功率輸入最小化。

5.如權利要求1所述的冷卻系統，其中，所述輸入還包括所述產熱電氣裝置的運行溫度和所述產熱電氣裝置在其中運行的周圍溫度的至少一個。

6.如權利要求1所述的冷卻系統，其中，所述控制器包括以下之一：

單輸入單輸出(SISO)控制器或比例積分微分(PID)控制器，配置成基于單個所測量的運行參數的輸入而生成驅動信號并將該驅動信號傳輸至所述主動冷卻裝置，所述單個所測量的運行參數是所述產熱電氣裝置是功率產生裝置的情況下的凈系統輸出功率或所述產熱電氣裝置是功率消耗裝置的情況下的總系統輸入功率；或者

多輸入單輸出(MISO)控制器，配置成基于多個所測量的運行參數的輸入而生成驅動信號并將該驅動信號傳輸至所述主動冷卻裝置。

7.如權利要求1所述的冷卻系統，其中，在所述產熱電氣裝置是功率產生裝置時，所述產熱電氣裝置包括光伏(PV)模塊、電池、或功率變換器之一。