[發(fā)明專利]用于功率器件的深低溫控溫系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011060241.7
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112397466B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 劉大福;李雪
• 申請（專利權）人: 無錫中科德芯光電感知技術研究院有限公司
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 楊東明;金學來

本發(fā)明公開了一種用于功率器件的深低溫控溫系統(tǒng)，包括：儲液罐，存儲適用于不同的溫區(qū)的多種冷卻液中的至少一種；氣體供應模塊，與儲液罐連接，并且向儲液罐內(nèi)提供不同壓強的壓縮氣體，以擠出儲液罐內(nèi)的冷卻液；流體管路，與儲液罐連接，并且根據(jù)不同的流動速率將從儲液罐中擠出的冷卻液流動至熱負載，以對熱負載進行制冷，冷卻液在流體管路中的流動速率與氣體供應模塊提供的壓縮氣體的壓強相關聯(lián)；控制模塊，分別與氣體供應模塊及熱負載通信連接，并且根據(jù)獲取到的熱負載的加熱功率控制氣體供應模塊向儲液罐內(nèi)提供的壓縮氣體的壓強，以控制流體管路內(nèi)流動的冷卻液的流動速率。本發(fā)明通過氣壓擠出不同種類的冷卻液對熱負載進行冷卻。

技術領域

本發(fā)明涉及制冷技術領域，特別涉及一種用于大功率器件的深低溫控溫系統(tǒng)。

背景技術

隨著世界各國航天技術的進一步發(fā)展，深空探測活動的增加，深空探測的地面模擬以及相關探測器的低溫工作需求也在進一步上升。因深空探測的低溫背景特性，相關地面模擬和探測器測試的深低溫需求進一步增加。

以月球探測為例，位于月球自轉軸點附近的沙克爾頓隕石坑，其坑底為永久陰影區(qū)，溫度低至88K，因此富含水冰以及多種揮發(fā)物，是研究月球起源和演變的理想場所。針對此類場景的模擬集中針對此類深低溫環(huán)境與探測器深低溫背景的地面模擬，亟需設計一套可靠的低溫冷卻系統(tǒng)，以保證地面環(huán)境能夠準確模擬深空探測的復雜冷背景。

常用的動態(tài)紅外場景模擬系統(tǒng)也需要工作在低溫甚至深低溫環(huán)境中，以實現(xiàn)針對航空航天等敏感目標探測的模擬工作。動態(tài)紅外場景模擬系統(tǒng)的核心器件是大功率電阻陣列。針對新型大功率電阻陣列工作在100K以下深低溫環(huán)境中的極端工況要求，目前傳統(tǒng)的機械制冷機已經(jīng)遠不能達到要求，該系統(tǒng)的正常工作也亟需一套大功率深低溫制冷系統(tǒng)的支持。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中缺乏適用于深空探測器地面模擬時深低溫背景的冷卻系統(tǒng)的缺陷，提供一種用于功率器件的深低溫控溫系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種用于功率器件的深低溫控溫系統(tǒng)，包括：

儲液罐，用于存儲適用于不同的溫區(qū)的多種冷卻液中的至少一種；

氣體供應模塊，與所述儲液罐連接，并且用于向所述儲液罐內(nèi)提供不同壓強的壓縮氣體，以擠出所述儲液罐內(nèi)的冷卻液；

流體管路，與所述儲液罐連接，并且用于根據(jù)不同的流動速率將從所述儲液罐中擠出的所述冷卻液流動至目標熱負載，以對所述目標熱負載進行制冷，所述冷卻液在所述流體管路中的流動速率與所述氣體供應模塊提供的壓縮氣體的壓強相關聯(lián)；以及，

控制模塊，分別與所述氣體供應模塊及所述目標熱負載通信連接，并且被配置為根據(jù)獲取到的所述目標熱負載的加熱功率控制所述氣體供應模塊向所述儲液罐內(nèi)提供的壓縮氣體的壓強，以控制所述流體管路內(nèi)流動的所述冷卻液的流動速率。

可選地，所述氣體供應模塊包括氣源、氣體管路、電控調壓閥及氣壓表；

所述氣體管路的一端與所述氣源連接，并且另一端與所述儲液罐連接；

所述電控調壓閥設置于所述氣體管路上，并且與所述控制模塊通信連接，所述控制模塊被配置為控制所述電控調壓閥的閥門開合狀態(tài)，以控制所述氣體管路向所述儲液罐內(nèi)提供的壓縮氣體的壓強；

所述氣壓表設置于所述氣體管路上，并且與所述控制模塊通信連接，所述氣壓表用于獲取所述氣體管路內(nèi)的壓縮氣體的壓強并發(fā)送至所述控制模塊。

可選地，所述氣體供應模塊還包括放氣閥；

所述放氣閥設置于所述氣體管路上。

可選地，所述氣體管路包括304L不銹鋼管路；和/或，