[發(fā)明專利]大功率半導體器件相變冷卻性能測試系統

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110329689.2
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112710943B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 渠學景;陳偉;李建;丁小剛
• 申請（專利權）人: 普世通（北京）電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01K7/02;F28D20/02
• 代理公司: 北京華創(chuàng)智道知識產權代理事務所(普通合伙) 11888
• 代理人: 周倩

1.大功率半導體器件相變冷卻性能測試系統，其特征在于，包括：相變冷卻回路、外冷卻回路和半導體發(fā)熱測溫模塊，所述半導體發(fā)熱測溫模塊包括發(fā)熱半導體器件（1）和與其連接的溫度測試塊（2），所述相變冷卻回路包括散熱器（3）、與所述散熱器（3）管路連接的冷凝器（9）以及與所述冷凝器（9）和所述散熱器（3）管路連接的穩(wěn)壓裝置（16），所述外冷卻回路包括與所述冷凝器（9）管路連接用于向所述冷凝器（9）中輸送冷卻水的冷水機組（23），所述溫度測試塊（2）與所述散熱器（3）連接用于測量所述散熱器（3）表面臺面溫度分布；

還包括臨近所述散熱器（3）設置，用于拍攝所述散熱器（3）內部貼壁處氣泡生成規(guī)律的高速攝像機（19）；

所述相變冷卻回路還包括與所述散熱器連接的第一上升管（4）、與所述第一上升管（4）連接的第二上升管（6）以及與所述第二上升管（6）和所述冷凝器（9）連接的第三上升管（8）；

所述第一上升管（4）和所述第二上升管（6）之間設有第一調節(jié)閥（5），所述第二上升管（6）和所述第三上升管（8）之間設有第二調節(jié)閥（7）；

所述第二上升管（6）為透明石英管，并且其長度可調節(jié)。

2.根據權利要求1所述的大功率半導體器件相變冷卻性能測試系統，其特征在于，所述相變冷卻回路還包括第一下降管（10）、與所述第一下降管（10）連接的第二下降管（12）、與所述第二下降管（12）、所述穩(wěn)壓裝置（16）以及所述散熱器（3）連接的第三下降管（15）；

所述第一下降管（10）與所述第二下降管（12）之間設有第三調節(jié)閥（11），所述第二下降管（12）和所述第三下降管（15）之間設有第四調節(jié)閥（13），所述第三下降管（15）上臨近所述第四調節(jié)閥（13）的位置設有氣液兩相流量計（14）；

所述第二下降管（12）為透明石英管。

3.根據權利要求2所述的大功率半導體器件相變冷卻性能測試系統，其特征在于，所述第三下降管（15）包括與所述第二下降管（12）和所述散熱器（3）連接的第一支管（15a）以及與所述第一支管（15a）連接并且連接所述穩(wěn)壓裝置（16）的第二支管（15b）；

所述第二支管（15b）上設有第五調節(jié)閥（17）；

所述第一支管（15a）上臨近所述散熱器（3）的位置上設有第六調節(jié)閥（18）。

4.根據權利要求1所述的大功率半導體器件相變冷卻性能測試系統，其特征在于，所述外冷卻回路還包括與所述冷凝器（9）和所述冷水機組（23）連接的進水管（20）和回水管（24）；

所述進水管（20）上設有第七調節(jié)閥（21）；

所述第七調節(jié)閥（21）和所述冷水機組（23）之間設有冷卻水流量計（22）。

5.根據權利要求1所述的大功率半導體器件相變冷卻性能測試系統，其特征在于，所述溫度測試塊（2）和所述散熱器（3）的接觸面之間涂設高導熱材料。

6.根據權利要求5所述的大功率半導體器件相變冷卻性能測試系統，其特征在于，所述溫度測試塊（2）為厚度15mm的鍛造銅銅板制成，其表面粗糙度≤0.8μm，平面度≤0.025mm，平行度≤0.05 mm。

7.根據權利要求6所述的大功率半導體器件相變冷卻性能測試系統，其特征在于，所述溫度測試塊（2）連接所述散熱器（3）的表面上開設多個直徑小于3mm的孔，各所述孔內彈性布置測溫熱電偶（25）。

8.根據權利要求7所述的大功率半導體器件相變冷卻性能測試系統，其特征在于，所述散熱器（3）面對所述高速攝像機（19）的側面采用鋼化石英玻璃制成。

9.根據權利要求1-8中任一項所述的大功率半導體器件相變冷卻性能測試系統，其特征在于，所述散熱器（3）材質為鋁合金，所述散熱器（3）結構為空腔結合換熱強化肋結構，同時在其內表面設置多個細小槽道。