具有高温和低温区域冷却系统的电力电子器件的系统和方法技术方案

本公开提供一种功率电子系统。所述系统包括限定外部区域的至少一个外壁，所述外部区域包括多个第一电子部件，所述多个第一电子部件具有第一正常操作最高温度并且能够产生电磁场。所述系统进一步包括限定内部区域的至少一个内壁，所述内部区域设置在所述外部区域内并且包括多个第二电子部件，所述多个第二电子部件具有第二正常操作最高温度，所述第一正常操作最高温度高于所述第二正常操作最高温度，所述内部区域大体上电磁密封以免受由所述多个第一电子部件产生的电磁干扰。所述系统进一步包括热传递组件，所述热传递组件连接到所述至少一个内壁并且配置成通过从所述内部区域向所述外部区域传递热来促使所述多个第二电子部件在低于所述第二正常操作最高温度的温度下操作。

【技术实现步骤摘要】
具有高温和低温区域冷却系统的电力电子器件的系统和方法
本专利技术主题大体上涉及电子系统，并且更确切地说，涉及用于电子系统的冷却系统。
技术介绍
许多现代功率电子系统包括其上安装有至少一个装置(或其他电子部件)的印刷电路板。印刷电路板通常安装在壳体内，所述壳体保护所述印刷电路板免受外部影响，例如极端温度、潮湿、碎屑和电磁干扰(EMI)。此外，每个印刷电路板均具有正常操作最高温度范围。在此范围之外操作电子器件可能会对部件寿命和/或正常操作造成不利影响。印刷电路板上的每个部件的最低正常操作最高温度范围通常决定整个印刷电路板的正常操作最高温度。一个印刷电路板的正常操作最高温度可能与另一个印刷电路板的预定正常操作最高温度不同。因此，当电子系统在温度超出所述电子系统内的一个印刷电路板的预定正常操作最高温度的环境中操作时，所述印刷电路板可能以与正常操作不一致的方式操作。
技术实现思路
在一个方面中，提供一种功率电子系统。所述系统包括限定外部区域的至少一个外壁，所述外部区域包括多个第一电子部件，所述多个第一电子部件具有第一正常操作最高温度并且能够产生电磁场。所述系统进一步包括限定内部区域的至少一个内壁，所述内部区域设置在所述外部区域内，所述内部区域包括多个第二电子部件，所述多个第二电子部件具有第二正常操作最高温度，所述第一正常操作最高温度高于所述第二正常操作最高温度，所述内部区域大体上电磁密封以免受由所述多个第一电子部件产生的电磁干扰。所述系统进一步包括连接到所述至少一个内壁的热传递组件，其中所述热传递组件配置成通过从所述内部区域向所述外部区域传递热来促使所述多个第二电子部件在低于所述第二正常操作最高温度的温度下操作。在另一个方面中，提供一种功率电子系统。所述功率电子系统包括限定外部区域的至少一个外壁，所述外部区域包括多个第一电子部件，所述多个第一电子部件具有第一正常操作最高温度并且能够产生电磁场。所述系统进一步包括限定多个内部区域的多个内壁，所述多个内部区域中的每个内部区域设置在所述外部区域内，所述多个内部区域中的每个内部区域包括多个第二电子部件，所述多个第二电子部件具有第二正常操作最高温度，所述第一正常操作最高温度高于所述第二正常操作最高温度，所述内部区域大体上电磁密封以免受由所述多个第一电子部件产生的电磁干扰。所述系统进一步包括连接到所述多个内壁的多个热传递组件，所述多个热传递组件中的每个热传递组件配置成冷却所述多个内部区域中的内部区域，其中所述多个热传递组件配置成通过从所述多个内部区域向所述外部区域传递热来促使所述多个第二电子部件在低于所述第二正常操作最高温度的温度下操作。在又一个方面中，提供一种制造功率电子系统的方法。所述方法包括：提供外壳，所述外壳包括限定外部区域的多个外壁；将至少一个第一电子部件设置在所述外部区域内，所述至少一个第一电子部件具有第一正常操作最高温度；将内壳设置在所述外部区域内，所述内壳包括限定内部区域的多个内壁；将至少一个第二电子部件设置在所述内部区内，所述至少一个第二电子部件具有小于所述第一正常操作最高温度的第二正常操作最高温度；以及将至少一个热传递组件连接到所述多个内壁的至少一个内壁，所述至少一个热传递组件配置成从所述内部区域向所述外部区域传递热。具体地，本申请技术方案1涉及一种功率电子系统，所述系统包括限定外部区域的至少一个外壁，所述外部区域包括多个第一电子部件，所述多个第一电子部件具有第一正常操作最高温度并且能够产生电磁场。所述系统进一步包括限定内部区域的至少一个内壁，所述内部区域设置在所述外部区域内，所述内部区域包括多个第二电子部件，所述多个第二电子部件具有第二正常操作最高温度，所述第一正常操作最高温度高于所述第二正常操作最高温度，所述内部区域大体上电磁密封以免受由所述多个第一电子部件产生的电磁干扰。所述系统进一步包括连接到所述至少一个内壁的热传递组件，其中所述热传递组件配置成通过从所述内部区域向所述外部区域传递热来促使所述多个第二电子部件在低于所述第二正常操作最高温度的温度下操作。本申请技术方案2涉及技术方案1所述的功率电子系统，其中所述热传递组件包括热泵。本申请技术方案3涉及技术方案2所述的功率电子系统，其中所述热泵包括热电冷却器。本申请技术方案4涉及技术方案2所述的功率电子系统，其中所述热泵包括制冷系统。本申请技术方案5涉及技术方案2所述的功率电子系统，其中所述热泵包括热离子系统。本申请技术方案6涉及技术方案1所述的功率电子系统，其中所述多个第一电子部件包括碳化硅部件、硅部件和氮化镓部件中的至少一个。本申请技术方案7涉及技术方案1所述的功率电子系统，其中所述多个第二电子部件包括多个硅部件。本申请技术方案8涉及技术方案1所述的功率电子系统，进一步包括绝缘层，所述绝缘层围绕所述至少一个内壁延伸，以隔离所述内部区域。本申请技术方案9涉及技术方案1所述的功率电子系统，进一步包括传感器，所述传感器配置成监测所述内部区域内的温度；以及当所监测温度达到阈值温度时，激活所述热传递组件。本申请技术方案10涉及一种功率电子系统。所述功率电子系统包括限定外部区域的至少一个外壁，所述外部区域包括多个第一电子部件，所述多个第一电子部件具有第一正常操作最高温度并且能够产生电磁场。所述系统进一步包括限定多个内部区域的多个内壁，所述多个内部区域中的每个内部区域设置在所述外部区域内，所述多个内部区域中的每个内部区域包括多个第二电子部件，所述多个第二电子部件具有第二正常操作最高温度，所述第一正常操作最高温度高于所述第二正常操作最高温度，所述内部区域大体上电磁密封以免受由所述多个第一电子部件产生的电磁干扰。所述系统进一步包括连接到所述多个内壁的多个热传递组件，所述多个热传递组件中的每个热传递组件配置成冷却所述多个内部区域中的内部区域，其中所述多个热传递组件配置成通过从所述多个内部区域向所述外部区域传递热来促使所述多个第二电子部件在低于所述第二正常操作最高温度的温度下操作。本申请技术方案11涉及技术方案10所述的功率电子系统，其中所述多个热传递组件包括多个热泵。本申请技术方案12涉及技术方案11所述的功率电子系统，其中所述多个热泵包括多个热电冷却器。本申请技术方案13涉及技术方案10所述的功率电子系统，其中所述多个第一电子部件包括碳化硅部件、硅部件和氮化镓部件中的至少一个。本申请技术方案14涉及技术方案10所述的功率电子系统，其中所述多个第二电子部件包括多个硅部件。本申请技术方案15涉及技术方案10所述的功率电子系统，进一步包括多个绝缘层，所述多个绝缘层围绕所述多个内壁延伸，所述多个绝缘层配置成隔离所述多个内部区域。本申请技术方案16涉及技术方案10所述的功率电子系统，进一步包括至少一个传感器，所述至少一个传感器配置成：监测所述多个内部区域中的至少一个内部区域内的温度；以及当所监测的温度达到阈值温度时激活所述多个热传递组件中的对应热传递组件。本申请技术方案17涉及一种制造功率电子系统的方法。所述方法包括：提供外壳，所述外壳包括限定外部区域的多个外壁；将至少一个第一电子部件设置在所述外部区域内，所述至少一个第一电子部件具有第一正常操作最高温度；将内壳设置在所述外部区域内，所述内壳包括限定内部区域的多个内壁；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率电子系统，包括：限定外部区域的至少一个外壁，所述外部区域包括多个第一电子部件，所述多个第一电子部件具有第一正常操作最高温度并且能够产生电磁场；限定内部区域的至少一个内壁，所述内部区域设置在所述外部区域内，所述内部区域包括多个第二电子部件，所述多个第二电子部件具有第二正常操作最高温度，所述第一正常操作最高温度高于所述第二正常操作最高温度，所述内部区域大体上电磁密封以免受由所述多个第一电子部件产生的电磁干扰；以及连接到所述至少一个内壁的热传递组件，其中所述热传递组件被配置成通过从所述内部区域向所述外部区域传递热来促使所述多个第二电子部件在低于所述第二正常操作最高温度的温度下操作。

【技术特征摘要】
2017.06.05 US 15/6141201.一种功率电子系统，包括：限定外部区域的至少一个外壁，所述外部区域包括多个第一电子部件，所述多个第一电子部件具有第一正常操作最高温度并且能够产生电磁场；限定内部区域的至少一个内壁，所述内部区域设置在所述外部区域内，所述内部区域包括多个第二电子部件，所述多个第二电子部件具有第二正常操作最高温度，所述第一正常操作最高温度高于所述第二正常操作最高温度，所述内部区域大体上电磁密封以免受由所述多个第一电子部件产生的电磁干扰；以及连接到所述至少一个内壁的热传递组件，其中所述热传递组件被配置成通过从所述内部区域向所述外部区域传递热来促使所述多个第二电子部件在低于所述第二正常操作最高温度的温度下操作。2.根据权利要求1所述的功率电子系统，其中所述热传递组件包括热泵。3.根据权利要求1所述的功率电子系统，其中所述多个第一电子部件包括碳化硅部件、硅部件和氮化镓部件中的至少一个。4.根据权利要求1所述的功率电子系统，其中所述多个第二电子部件包括多个硅部件。5.根据权利要求1所述的功率电子系统，进一步包括绝缘层，所述绝缘层围绕所述至少一个内壁延伸，以隔离所述内部区域。6.根据权利要求1所述的功率电子系统，进一步包括传感器，所述传感器配置成：监测所述内部区域内的温度；以及当所监测温度达到阈值温度时，激活所述热传递组件。7.一种功率电子系统，包括：限定外部区域的至少一个外壁，所述外部区域包括多个第一电子部件，所述多个第一电子部件具有第一正常操作最高温度并且能够产生电磁场；限定多个内部区域的多个内壁，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：HPJ德波克，JL斯莫伦斯基，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US