航空电子冷却模块制造技术

提供一种航空电子冷却模块。一种涉及冷却适配器的设备和方法，冷却适配器具有壳体，壳体具有至少一个安装孔并且包括至少一个冷却歧管，至少一个冷却歧管包括：入口气室，其具有至少一个入口，用于冷却流体的进入；出口气室，其具有至少一个出口，用于排出冷却流体；以及多个通道，其布置在入口气室和出口气室之间，用于允许冷却流体在它们之间移动。

Avionics cooling module

【技术实现步骤摘要】
航空电子冷却模块相关申请的交叉引用本申请要求2018年3月30日提交的美国专利申请No.15/941,932的优先权和权益，该申请的全部内容结合于此。
本说明书涉及一种航空电子系统，并且更具体地涉及一种用于航空电子系统的冷却适配器。
技术介绍
电力电子学是指与电力控制和转换相关的固态电子学的应用。该转换典型地由封装在功率模块中的硅、碳化硅和氮化镓半导体装置执行。与功率模块相关的因素之一是热量的产生。虽然功率模块产生的热量是由许多因素引起的，但它通常涉及效率损失，典型地作为热量产生。升高的温度会导致功率模块性能的下降。热管理的另一个因素涉及以小占用空间封装许多装置。因此，这些装置以及由此该模块可以操作的功率密度取决于去除这样产生的热量的能力。电力电子的热管理的常见形式是通过散热器。散热器通过将热量从功率模块的热源传递出去而操作，从而将热源保持在较低的相对温度。在热管理领域中已知有各种类型的散热器，包括风冷和液冷装置。功率模块的热管理的一个示例包括将散热器与嵌入管附接以提供功率模块的液体冷却。散热器典型地是金属结构，例如铝或铜。诸如水的冷却介质经过管以冷却功率模块。散热器通常联接到功率模块基座，其间布置有热界面材料(TIM)。热界面材料可包括热脂，兼容热垫等。典型地，功率模块的散热器和TIM是互连的，其中两者都可以包括通道或管以增强功率模块的冷却。
技术实现思路
在一个方面，本公开涉及一种用于航空电子系统的冷却适配器，包含壳体，其包含至少一个安装孔，并且包括至少一个冷却歧管，该至少一个冷却歧管包含：入口气室，其具有至少一个入口，用于冷却流体的进入；出口气室，其具有至少一个出口，用于排出冷却流体；以及多个通道，其被布置在入口气室和出口气室之间，用于允许冷却流体在它们之间移动；其中，壳体被构造成使用至少一个安装孔而被可拆卸地附接到现有功率模块。在另一个方面，本公开涉及一种冷却适配器，包含壳体，其包含至少一个安装孔，并且包括至少一个冷却歧管，该至少一个冷却歧管包含：入口气室，其具有至少一个入口，用于冷却流体的进入；出口气室，其具有至少一个出口，用于排出冷却流体；多个平行通道，其平行于入口气室和出口气室布置在入口气室和出口气室之间；以及多个正交通道，其垂直于入口气室和出口气室布置并且在入口气室和出口气室之间延伸；其中，多个平行通道和正交通道相互连接，以允许冷却流体在其间移动；其中，壳体被构造成使用至少一个安装孔可拆卸地附接到现有功率模块。在又一个方面，本公开涉及一种使用具有冷却歧管的冷却适配器冷却现有功率模块的方法，该方法包含：通过冷却歧管中具有至少一个入口的入口气室引入冷却流体流；使冷却流体流分配到多个互连的通道，多个互连的通道被布置在冷却歧管内并且与入口气室垂直并平行地定向；以及通过冷却歧管中具有至少一个出口的出口气室排出冷却流体流。附图说明附图中：图1是具有包括根据本文描述的各个方面的航空电子系统的电子机箱的飞行器的立体图。图2是安装到可位于图1的电子机箱内的冷却适配器的现有功率模块的示意图的立体图。图3是沿着图2中的线II-II截取的安装到冷却适配器的现有功率模块的横截面，其中放大部分A示出位于冷却适配器内的冷却歧管的细节以及与入口歧管通道和出口歧管通道正交并在其间延伸的冷却剂流。图4是图3的冷却歧管的立体顶视图。图5是图4的冷却歧管的立体仰视图。图6是从冷却适配器拆卸的现有功率模块的立体图。图7是图6的冷却适配器的示意图，示出根据本文公开的一个方面的串行连接。图8是图6的冷却适配器的示意图，示出根据本文公开的另一方面的并行连接。图9是图4的冷却歧管的立体图，其中放大部分示出冷却流体通过冷却歧管内的多个通道的流动。具体实施方式本文描述的本公开的各方面指向一种用于功率模块的冷却适配器，该功率模块形成为附接到现有电子模块。出于说明的目的，将关于用于冷却功率模块的冷却适配器来描述本公开，功率模块包括基板、基底和电子模块或计算机芯片。然而，应该理解的是，本文描述的本公开的各方面不限于此，并且可以在电子领域内具有普遍适用性。所有方向参考(例如，径向，轴向，近侧，远侧，上，下，向上，向下，左，右，侧向，前，后，顶，底，上方，下方，竖直，水平，顺时针，逆时针，上游，下游，向前，向后等)仅用于识别目的，以帮助读者理解本公开，并且不产生限制，特别是关于本文所描述的公开的各方面的位置，方位或用途。连接参考(例如，附接，联接，连接和接合)将被广义地解释，并且除非另有指示，否则可包括元件的集合之间的中间构件和元件之间的相对移动。因此，连接参考不必推断两个元件直接连接并且为彼此固定关系。示例性附图仅用于说明的目的，并且附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对大小可以变化。如本文所使用的，术语“组”或元件的“组”可以是任何数量的元件，包括仅一个。图1示意性地示出具有航空电子系统4的飞行器2，航空电子系统4示出为用于容纳用于飞行器2的操作的航空电子设备或航空电子部件的机载电子机箱6(以虚线示出)。应当理解，在非限制性示例中，航空电子系统4可包括热管理构件，热管理构件具有热扩散器，散热器，热交换器，辐射体或热管。电子机箱6可以容纳用于航空电子设备的各种功率模块，并且防止污染物，电磁干扰(EMI)，射频干扰(RFI)，振动等。可选地或另外地，电子机箱6可以具有安装在其上的各种航空电子设备。将被理解，电子机箱6可以位于飞行器2内的任何位置，而不仅仅是如图所示的机头。虽然在商用客机中示出，但电子机箱6可用于任何类型的飞行器，例如但不限于固定翼飞行器，旋翼飞行器，火箭，商用飞机，私人飞机和军用飞机。此外，本公开的各方面不仅限于飞行器方面，并且可以包括在其他移动和固定构造中。非限制性示例移动构造可包括基于地面的，基于水的或其它基于空气的车辆。图2是现有功率模块10，其包括电子装置12、基底14和基板16。现有功率模块10可以位于电子机箱6(图1)中。在本文公开的一个方面，电子装置12是标准化的，例如商用现货(COTS)部件，以使得电子装置12的形状，孔和特征与基板16匹配。电子装置12的非限制性示例可包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、二极管、金属半导体场效应晶体管(MESFE)和高电子迁移率晶体管(HEMT)，用于不限于航空电子应用，汽车应用，石油和天然气应用等的应用。根据本文公开的方面，电子装置12可以由各种半导体制造，其非限制性示例包括硅、碳化硅、氮化镓和砷化镓。电子装置12可以在操作期间产生热量。现有功率模块10安装至冷却适配器18。可以提供基底14以避免电短路并且在基板16和电子装置12之间执行热交换。在本文公开的一个方面，基底14是电隔离且导热的层，例如陶瓷层。陶瓷层的非限制性示例可包括氧化铝、氮化铝、氧化铍和氮化硅。在一个非限制性示例中，基板16可以直接粘合到基底14。基底14可以使用多种技术而被联接到基板16和电子装置12，包括但不限于钎焊、粘合、扩散粘合，焊接或诸如夹紧的压接，以提供简单的组装过程。在此应该注意，关于图2描述的示例性布置仅用于说明目的，并不意味着限制。典型地，基板和散热器互连，其间具有薄的热界面材料(TIM)层，这可能由于TIM的破裂和退化而限制功率模块性能并降低系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于航空电子系统的冷却适配器，其特征在于，包含：壳体，所述壳体包含至少一个安装孔，并且包括至少一个冷却歧管，所述至少一个冷却歧管包括：入口气室，所述入口气室具有至少一个入口，用于冷却流体的进入；出口气室，所述出口气室具有至少一个出口，用于排出所述冷却流体；以及多个通道，所述多个通道被布置在所述入口气室和所述出口气室之间，用于允许所述冷却流体在它们之间移动；其中，所述壳体被构造成使用所述至少一个安装孔而被可拆卸地附接到现有功率模块。

【技术特征摘要】
2018.03.30 US 15/941,9321.一种用于航空电子系统的冷却适配器，其特征在于，包含：壳体，所述壳体包含至少一个安装孔，并且包括至少一个冷却歧管，所述至少一个冷却歧管包括：入口气室，所述入口气室具有至少一个入口，用于冷却流体的进入；出口气室，所述出口气室具有至少一个出口，用于排出所述冷却流体；以及多个通道，所述多个通道被布置在所述入口气室和所述出口气室之间，用于允许所述冷却流体在它们之间移动；其中，所述壳体被构造成使用所述至少一个安装孔而被可拆卸地附接到现有功率模块。2.如权利要求1所述的冷却适配器，其特征在于，其中，所述多个通道中的至少一部分与所述入口气室和所述出口气室正交地联接，以形成正交通道。3.如权利要求2所述的冷却适配器，其特征在于，其中，所述多个通道中的至少一部分与所述入...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨励强，理查德·安东尼·埃丁斯，达雷尔·李·格雷斯，
申请(专利权)人：通用电气航空系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US