本發(fā)明涉及用于通過工作流體來冷卻至少兩個功率電子裝置的冷卻裝置。具體來說，本發(fā)明涉及具有脈動熱管回路系統(tǒng)(circuitsystem)的冷卻裝置，其中工作流體通過脈動熱管作用(action)來傳輸。

背景技術(shù)：

由于電氣組件的正進(jìn)行小型化和技術(shù)的一般進(jìn)步，高熱通量的熱管理成為功率電子裝置的關(guān)鍵要求。雖然常規(guī)熱管證明了對冷卻是有效的，但是它們在極高熱通量下的功能性被其形狀因數(shù)和操作極限限制。

這些局限性部分通過由akachi等人(akachih.、polá?ekf.和?tulcp.，pulsatingheatpipes，proc.5thint.heatpipesymp.，melbourne，1996，208-217)所介紹并且在ep2444770a1中所述的不同冷卻器類型、脈動熱管(php)來克服。脈動熱管作為基本結(jié)構(gòu)具有帶有與常規(guī)熱管不同的管幾何結(jié)構(gòu)的脈動熱管回路系統(tǒng)，從而反映工作流體的基本上不同的傳輸原理，下面要更詳細(xì)描述。

但是，甚至當(dāng)冷卻通過基于脈動熱管的冷卻裝置來執(zhí)行時，也仍然存在獲得仍然更高功率密度和更緊湊配置的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述，提供如權(quán)利要求1所述的用于冷卻至少兩個功率電子裝置的冷卻裝置、如權(quán)利要求8所述的功率電子布置、如權(quán)利要求11所述的使用以及如權(quán)利要求12所述的用于冷卻至少兩個功率電子裝置的方法。本發(fā)明的其他可能方面通過獨立權(quán)利要求、下面描述和附圖是顯而易見的。

因此，本發(fā)明的方面允許安裝至少兩個功率電子裝置,在冷卻裝置的熱接收器布置的每側(cè)上一個，由此允許同時冷卻至少兩個功率電子裝置。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)增加的冷卻功率密度和/或緊湊配置，同時可降低成本。而且，本發(fā)明的實施例通過多個功率電子裝置的共享冷卻允許有效地弄平(levelout)溫度不勻性。本發(fā)明的實施例特別適合于串聯(lián)連接的功率電子裝置。

附圖說明

在下面參照附圖更詳細(xì)描述本發(fā)明的方面和實施例，附圖包括

圖1a-1d示出可按照本發(fā)明的方面來使用的脈動熱管回路系統(tǒng)的不同示例的示意側(cè)視圖；

圖2a-2c分別以透視圖、正視圖和水平截面圖來示出按照本發(fā)明的實施例的冷卻裝置；

圖3以分解圖來示出包含其頂部和底部連接歧管的圖2a-2c的冷卻裝置；

圖4a-4c示出圖示頂部和底部連接歧管的可能備選配置的示意水平截面圖；

圖5a示出具有形成兩個熱傳導(dǎo)壁的公共互連環(huán)路的脈動熱管回路系統(tǒng)的冷卻裝置的示意側(cè)視圖；

圖5b示出具有形成每個熱傳導(dǎo)壁的獨立環(huán)路的脈動熱管回路系統(tǒng)的冷卻裝置的示意側(cè)視圖；

圖6a和圖6b示出具有布置在分別彼此接觸和彼此不接觸的金屬塊上的熱傳導(dǎo)壁對的冷卻裝置的示意側(cè)視圖；

圖7示出其中通過冷卻裝置來冷卻兩個功率電子裝置的功率電子布置的示意側(cè)視圖；以及

圖8示出其中按照交替順序堆疊功率電子裝置和冷卻裝置的功率電子布置的示意側(cè)視圖。

具體實施方式

在下面描述本發(fā)明的各個方面和實施例。預(yù)計無論在具體實施例還是其他特征的上下文中所述的方面的每個能夠與任何其他方面相結(jié)合。

在附圖和下面描述中，相同參考數(shù)字用于類似元件，以及與相同參考符號相關(guān)的任何實施例的描述可適用于任何其他實施例，除非另有提及和/或除非描述將會與那個實施例不一致。

脈動熱管

首先將描述與脈動熱管(php)相關(guān)的一些方面。脈動熱管回路系統(tǒng)60的示例在圖1a-1d中示出，并且在下面中，即使描述脈動熱管的一般方面也參照這些附圖的參考數(shù)字。

脈動熱管具有脈動熱管回路系統(tǒng)60，其具有毛細(xì)管大小的管子(tube)，并且包含工作流體,形成液體-蒸汽塞子(plug)61和段塞(slug)62。能夠通過排空管子回路系統(tǒng)60并且然后采用工作流體部分填充它，來得到液體-蒸汽塞子61和段塞62。由于具有毛細(xì)管大小的直徑的管子，流體自然自行分配到液體-蒸汽塞子61和段塞62中。

在操作期間，管子回路系統(tǒng)60的一個部分(熱接收器部分)20’接收熱量，以及工作流體通過液體-蒸汽系統(tǒng)的脈動作用將熱量傳遞給取出熱量所在的另一個部分(散熱器部分)40’。

又稱作脈動熱管作用的這個脈動作用是創(chuàng)建大壓力波動(在其下，液體-蒸汽塞子61和段塞62在管子回路系統(tǒng)中來回傳輸)的非均衡渾沌過程。這個過程所要求的非均衡條件通過熱接收器部分20’與散熱器部分40’之間的溫度差來創(chuàng)建。除此之外，不需要外部功率源來發(fā)起或維持脈動熱管作用。因此，按照本發(fā)明的一個方面，冷卻裝置是無源的，即，沒有包括任何有源組件、例如用于工作流體的泵。

脈動熱管與常規(guī)熱虹吸是基本不同的。一個差異在于脈動熱管回路系統(tǒng)60的管子具有(優(yōu)選地始終)毛細(xì)管大小，由此保持液體-蒸汽塞子61和段塞62以及脈動熱管作用。具體來說，不存在工作流體的較大體積儲液器，即將會充當(dāng)壓力儲液器并且由此將會干擾脈動熱管作用的體積的儲液器。

脈動熱管共享常規(guī)熱虹吸的一些優(yōu)點、例如無源性和可靠性；但是另外，它們因其獨特幾何結(jié)構(gòu)和熱流體傳輸機制而提供一些具體優(yōu)點。

·基本上不存在工作流體的預(yù)定義或優(yōu)選流向；而是在兩個方向上的渾沌移動；這可引起更均勻冷卻；

·脈動熱管作用與重力無關(guān)，并且因此脈動熱管在任何定向上是可操作的；

·低制造復(fù)雜度以及只有極少的幾何限制引起低成本；

·高熱負(fù)荷以及對應(yīng)改進(jìn)緊湊性和/或冷卻性能。

管子幾何結(jié)構(gòu)：

如上所述，脈動熱管回路系統(tǒng)60的管子具有(優(yōu)選地始終)毛細(xì)管大小。本文中，毛細(xì)管大小通過與管子軸向方向垂直的截面平面中的管子的直徑來定義。按照優(yōu)選方面，直徑是水力直徑，但是直徑也能夠作為截面幾何直徑(經(jīng)過管子中心的最小截面直徑)來給出。按照優(yōu)選方面，直徑小于5mm，優(yōu)選地小于3mm、2mm，或者甚至小于1mm。這些直徑對于典型操作條件中的典型工作流體具有大約毛細(xì)管大小。

按照另一方面，直徑小于由工作流體所定義的臨界直徑。更詳細(xì)來說，脈動熱管在其中工作流體的表面張力是支配的體系中操作。臨界直徑通過如下條件來定義：管子的直徑要如此小(毛細(xì)管)，以致于表面張力支配重力。如果管子直徑小于直徑dcrit或者其小倍數(shù)，則情況是這樣，dcrit給出為

其中ρl和ρv分別是液體和蒸汽密度，σlv是工作流體的流體表面張力。這些值在工作流體的操作條件(通常在飽和溫度)下獲取。

如果d<dcrit，則表面張力趨向為支配的，以及穩(wěn)定液體段塞如圖1a-1d所示地那樣形成，從而實現(xiàn)脈動熱管作用。另一方面，如果管子直徑顯著增加到高于dcrit或者其小倍數(shù)，則表面張力降低，并且所有工作流體趨向于通過重力成層，以及熱管將不會作為脈動熱管進(jìn)行工作。發(fā)現(xiàn)某些條件(非絕熱、流動沸騰條件)下的泵浦效應(yīng)對于dcrit的高達(dá)10倍的直徑是可能的，但是較小直徑引起更有效脈動熱管作用。

因此，按照具體方面，管子直徑小于10*dcrit，優(yōu)選地小于5*dcrit，更優(yōu)選地小于2*dcrit，以及特別優(yōu)選地小于如以上所定義的dcrit。

按照一個方面，可使用下面工作流體的至少一個：水、乙醇、r134a、r245fa、r1233zd、r1234yf、r1234ze或者其混合。

按照一個方面，冷卻裝置/脈動熱管回路系統(tǒng)沒有包含用于工作流體的任何大體積儲液器,其具有將會充當(dāng)壓力儲液器并且將會干擾脈動熱管作用的體積。因此，按照一個方面，管子回路系統(tǒng)的管子直徑不超過遍及整個管子回路系統(tǒng)的工作流體的上面所定義毛細(xì)管大小。

圖1a-1d示出可按照本發(fā)明的方面來使用的脈動熱管回路系統(tǒng)的不同示例的示意側(cè)視圖。圖1a示出閉環(huán)蛇形線(serpentine)配置，其中多個直管元件64在其端部通過接合區(qū)段66來接合以形成在每(頂部和底部)側(cè)處具有若干圈數(shù)的蛇形線。由于在每側(cè)處具有多圈的蛇形線幾何結(jié)構(gòu)，管子在熱接收器部分20’和散熱器部分40’之間來回蜿蜒而行(meander)。另外，管子端部通過端部對端部接合區(qū)段68(其作為散熱器部分40’的部分)來接合，以形成閉環(huán)。

圖1b示出其中省略端部對端部接合區(qū)段68使得形成具有端部69的開環(huán)蛇形線配置而不是圖1a的閉環(huán)配置的備選配置。

圖1c對應(yīng)于圖1a，但是圖示熱接收器部分20’可與散熱器部分40’直接相鄰、從而引起甚至更緊湊設(shè)計的一般方面。端部對端部接合區(qū)段68可以是或者可以不是熱接收器部分20’(或者散熱器部分40’)的部分。圖1c示出其中端部對端部接合區(qū)段68與熱接收器部分20’相鄰但不是其的部分的示例。

可改變管子幾何結(jié)構(gòu)的蛇形線數(shù)量。圖1d示出具有僅一個的最小數(shù)量(=從部分20到40并且返回或者反之亦然的回路系統(tǒng)部分，因而在每側(cè)處僅具有一圈)的示例,該蛇形線在熱接收器部分20’與散熱器部分40’之間來回蜿蜒而行。

按照優(yōu)選方面，管子回路系統(tǒng)包括至少兩個蛇形線、并且優(yōu)選地為至少10個蛇形線，其中蛇形線的數(shù)量對應(yīng)于每側(cè)處的圈數(shù)。

按照一般方面，管子回路系統(tǒng)包括直段，其與熱接收器部分20’和散熱器部分40’重疊，并且其中至少一些在其端部(通道狀/小直徑)處通過接合區(qū)段彼此直接接合。

如圖2a-2c所示使用多個元件的冷卻裝置設(shè)計

在下面更詳細(xì)描述圖2a-2c所示的冷卻裝置1。本文中，圖2a以透視圖示出冷卻裝置;圖2b示出正視圖，以及圖2c示出經(jīng)過熱接收器布置的水平截面圖。

冷卻裝置1包括在垂直方向上延伸的多個多管元件10(多端口擠壓管)，每個多管元件10具有在縱向方向上延伸的多個平行直毛細(xì)管，如圖2c所示。在多管元件10的底(熱接收器部分側(cè))端以及在頂(散熱器部分側(cè))端，分別提供第一連接歧管30和第二連接歧管50。這些第一和第二連接歧管30、50提供按照選擇性方式將毛細(xì)管的端部部分彼此連接的連接通路，如以下更詳細(xì)描述。由此，多管元件10的管子以及第一和第二連接歧管30、50的連接通路形成脈動熱管回路系統(tǒng)的(一個或多個)環(huán)路。本文中，回路系統(tǒng)定義為工作流體的所有管子和其他通路的集合，以及環(huán)路是回路系統(tǒng)的子集，其部分全部彼此流體地互連。因此，脈動熱管回路系統(tǒng)可具有一個互連環(huán)路(如果回路系統(tǒng)的所有部分如圖5a所示地那樣彼此互連)或者多于一個環(huán)路(如果回路系統(tǒng)具有如圖5b所示地那樣沒有彼此互連的若干環(huán)路)。因此，回路系統(tǒng)像兩個獨立冷卻器那樣進(jìn)行操作，但是具有更小覆蓋區(qū)域。

圖2a-2c的冷卻裝置1還包括熱接收器布置20。熱接收器布置20包括金屬塊22，其具有容納多管元件10的開口，使得多管元件10的部分經(jīng)過這些開口延伸。多管元件10的管子的插入部分又稱作脈動熱管回路系統(tǒng)的熱接收器部分。金屬塊22還在相對側(cè)上具有一對熱傳導(dǎo)壁20a、20b，其適合于各接收至少一個功率電子裝置。具有所附連功率電子裝置4的配置在圖7中示出。

金屬塊22包含熱傳導(dǎo)壁對20a、20b，并且延伸到多管元件10，由此提供熱傳導(dǎo)壁20a、20b與多管元件10之間的熱耦合。由此，在操作狀態(tài)中，熱量經(jīng)過相應(yīng)熱傳導(dǎo)壁20a、20b從功率電子裝置4傳遞給熱接收器部分，由此加熱工作流體。

通過同時冷卻夾合(sandwich)熱接收器布置20的兩個功率電子裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊配置和高冷卻密度。此外，金屬塊22提供到多端口元件10的有效熱量傳遞，并且由此確保高冷卻性能。

與(上述)熱接收器布置20直接相鄰的是散熱器布置40，其具有熱耦合到(例如焊接或銅焊)到多管元件10的鰭片42。脈動熱管回路系統(tǒng)的對應(yīng)部分(具有所附連鰭片的部分)又稱作散熱器部分。鰭片允許從散熱器部分到外部冷卻流體、例如流經(jīng)鰭片的冷卻空氣的熱量傳遞，用于冷卻散熱器部分中的工作流體。

多管元件10的管子通過工作流體的脈動熱管作用來連接熱接收器布置20和散熱器布置40。因此，在操作期間，熱量經(jīng)過熱傳導(dǎo)壁20a、20b和金屬塊22從布置在熱接收器布置20的兩個相對側(cè)上的功率電子裝置傳遞給多管元件10的管子的熱接收器部分中的工作流體，由此加熱工作流體。這個熱量然后通過脈動熱管作用來傳輸?shù)缴崞鞑贾?0，從其中，熱量經(jīng)由鰭片42傳遞到環(huán)境(空氣或另一個外部冷卻流體)。

雖然上面描述參照圖2a-2c進(jìn)行，但是所述方面并不局限于這些附圖，而是圖示更一般方面。在下面提及一些這類一般方面。按照一個方面，冷卻裝置包括多個多和管元件10，其各沿縱向方向具有多個平行直毛細(xì)管。優(yōu)選地，多管元件的管子按照選擇性方式在其兩個端部處彼此連接。按照另外方面，每個多管元件包括3個管子或更多，優(yōu)選地在4與12個管子之間。按照另一方面，每個多管元件包括偶數(shù)的管子。按照另外方面，熱接收器區(qū)段與散熱器區(qū)段直接相鄰。

按照另外方面，多管元件被擠壓和/或由金屬來制成，金屬優(yōu)選地是鋁或鋁合金。按照另外方面，多管元件隨其縱向方向(與直管的延伸平行)在z方向上延伸，并且被定向,使得管子沿y方向?qū)R，以及多管元件沿x方向?qū)R，其中x、y和z方向彼此正交。

按照另外方面，在圖2c中圖示，熱接收器布置20或者甚至整個冷卻裝置相對于熱傳導(dǎo)壁20a、20b之間的中心對稱平面是基本上對稱的(即，至少相對于權(quán)利要求1提及和可選地在從屬權(quán)利要求中提及的部分是對稱的)。按照另外方面，熱傳導(dǎo)壁20a和/或20b與其最靠近管子之間的距離小于多管元件10在與熱傳導(dǎo)壁20a、20b正交的橫向方向上的延伸，并且優(yōu)選地甚至小于那個長度的一半。

連接歧管

參照圖3，現(xiàn)在更詳細(xì)描述第一和第二連接歧管30、50。第二連接歧管50提供在多管元件10的頂(散熱器部分側(cè))端14處，并且包括具有流體分配開口56的流體分配板54。流體分配板54夾合在多管側(cè)密封板52與外密封板58之間。多管側(cè)密封板52具有開口，經(jīng)過其，管子的端部暴露于流體分配板54。否則，多管側(cè)密封板52和外密封板密封流體分配開口56，使得流體分配開口56形成連接通路，其按照選擇性方式將管子端部彼此連接，但是以其他方式從外面密封。

第一連接歧管30按照同樣方式來構(gòu)成。第一連接歧管30提供在多管元件10的底(熱接收器部分側(cè))端12處和在頂(散熱器部分側(cè))端14處，并且包括具有流體分配開口36的流體分配板34。圖3中，流體分配板34由若干子板34來制成，但是它備選地也能夠是單個組合板。流體分配板34夾合在多管側(cè)密封板32與外密封板38之間。多管側(cè)密封板32具有開口，經(jīng)過其，管子的端部暴露于流體分配板34。否則，多管側(cè)密封板32和外密封板38密封流體分配開口36，使得流體分配開口36形成連接通路，其按照選擇性方式將管子端部彼此連接，但是以其他方式從外面密封。

流體分配開口56(短劃線)和36(虛線)連同在其中所提供的多管元件10的端部和管子11的端部也在圖4a的示意頂視圖中示出。

參照圖3和圖4a，現(xiàn)在將描述第一和第二連接歧管30、50以及第一和第二連接通路—通過流體分配開口36、56所定義并且指配相同參考符號—的一些可能一般方面：按照方面，第一連接通路36可以僅連接相同多管元件的毛細(xì)管，或者也可將不同多管元件的毛細(xì)管彼此之間互連。同樣，第二連接通路56可以僅連接相同多管元件的毛細(xì)管，或者也可將不同多管元件的毛細(xì)管彼此之間互連。但是，優(yōu)選的是，第一和第二連接通路36、56其中之一將不同多管元件的毛細(xì)管彼此之間連接，以及另一個僅連接相同多管元件的毛細(xì)管。

按照另外方面，第一和/或第二連接歧管30、50通過在與由多管元件所定義的管軸正交的方向上延伸的多個板來構(gòu)成。

按照另外方面，第二連接通路56將不同(例如相鄰)多管元件的管子端部彼此連接。按照另外方面，它們沒有將一個和相同多管元件的所有管子端部彼此連接。按照另外方面，第二連接通路56以兩行設(shè)置，從而按照相對于彼此交錯方式連接相鄰多管元件。按照另外方面，第二連接通路56的第一子集提供互連接近第一熱傳導(dǎo)壁20a的管子端部的第一集合的流體通路，以及第二連接通路56的第二子集提供互連接近第二熱傳導(dǎo)壁20b的管子端部的第二子集的流體通路，其中第二連接通路56沒有提供管子的第一與第二子集之間的任何連接。按照另外方面，第一連接通路36提供管子的第一與第二子集之間的連接，優(yōu)選地提供相應(yīng)多管元件內(nèi)的連接，但是沒有互連不同多管元件的管子端部。按照另外方面，第一和第二連接通路36、56提供單個連接回路系統(tǒng)，其中回路系統(tǒng)的每個管子連接到回路系統(tǒng)的每個其他管子。

因此，流體通路56將來自給定多管元件10的第一組管子與相鄰多管元件的對應(yīng)第一組管子相連接，同時不提供與給定多管元件10的第二組管子的管子的連接。另一方面，流體通路36將給定多管元件10的第一組管子與相同多管元件的另一個第二組管子相連接，同時不提供與另一個相鄰多管元件10的管子的連接。

按照另外方面，流體通路36、56具有小于如上所定義的毛細(xì)管大小和/或小于多管元件的管子直徑的兩倍的厚度(在多管元件的管軸方向上)。

單環(huán)、二環(huán)配置：

如上所述，圖3和圖4a所示的連接歧管30的流體通路36互連給定多管元件10的所有管子。由此，整個脈動熱管回路系統(tǒng)形成單個公共環(huán)路，其與熱傳導(dǎo)表面20a和20b進(jìn)行緊密熱接觸(分別具有接近每個熱傳導(dǎo)壁20a/20b的環(huán)路區(qū)段)。

這個概念在圖5a中進(jìn)一步圖示，其中示意指示公共互連環(huán)路6。該圖圖示一般方面：公共互連環(huán)路6具有接近(緊挨)熱傳導(dǎo)壁20a的第一環(huán)路區(qū)段以及接近(緊挨)另一熱傳導(dǎo)壁20b的第二環(huán)路區(qū)段。由此，“接近”定義為包含最靠近相應(yīng)熱傳導(dǎo)壁20a/20b的管子(例如多管元件的每個或者至少一些的最靠近管子)和/或比熱接收器布置的寬度的?更靠近相應(yīng)熱傳導(dǎo)壁20a/20b的管子，在它們之間具有金屬或其他良好熱導(dǎo)體。

因此，公共互連環(huán)路平衡或減少熱傳導(dǎo)壁對20a、20b之間的任何熱差，并且由此允許降低附連到熱傳導(dǎo)壁對20a、20b的功率電子裝置之間的熱不平衡。因此，如果應(yīng)當(dāng)平衡冷卻裝置的兩側(cè)上的熱差，則圖5a的布置是有益的。這個布置特別適合其中熱類似功率電子裝置、即具有(例如相同類型的)相同熱損耗的功率電子裝置用于熱傳導(dǎo)壁20a和20b上的配置。

這個優(yōu)點將不會通過只將兩個冷卻器放入背靠背配置(所述布置可能不僅更消耗空間，而且還引起兩側(cè)之間的熱不平衡以及可能引起熱堆疊)來實現(xiàn)。基于這種背靠背配置，可能已經(jīng)嘗試通過借助管道連接兩個冷卻器來減輕這些熱不平衡。但是，普通管道將會阻止壓力脈動，并且由此阻礙脈動熱管作用。因此，圖5a的配置的優(yōu)點在于，降低熱不平衡，同時具有專用公共互連回路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的單個冷卻裝置允許保持脈動熱管作用及其顯著高熱傳輸性能。

圖5a中，公共互連環(huán)路通過使第一連接歧管30和第二連接歧管50均提供將多管元件10的所有管子彼此互連的流體通路來實現(xiàn)。如圖3所示，如果連接歧管30、50中只有一個提供將多管元件10的所有管子彼此互連的流體通路，則它備選地是充分的。在另外變化中，連接歧管30、50中沒有一個需要將所有管子彼此互連，只要其組合流體通路將多管元件10的所有管子彼此互連。

相比之下，圖5b圖示其中脈動熱管回路系統(tǒng)劃分為兩個獨立環(huán)路6a和6b的備選實施例：第一環(huán)路6a接近熱傳導(dǎo)壁20a，以及第二環(huán)路6b接近熱傳導(dǎo)壁20b。這個布置通過兩個連接歧管30、50提供將(第一環(huán)路6a的)第一組管子與(第二環(huán)路6b的)多管元件10的第二組管子分離的流體通路來實現(xiàn)。

圖5b的布置一般不太優(yōu)選，但是如果存在例如因冷卻裝置的兩側(cè)上的不同操作溫度引起的熱差，并且當(dāng)這些熱差不應(yīng)當(dāng)平衡時，則可能是有益的。因此，這個布置特別適合其中熱不同的功率電子裝置(不同熱負(fù)荷的裝置)用于熱傳導(dǎo)壁20a和20b上的配置。

熱接收器布置20

接下來，參照圖6a和圖6b描述熱接收器布置20的另外可能細(xì)節(jié)。

圖6a示出其中熱接收器布置20的金屬塊22由彼此直接接觸的兩段22a、22b來制成的配置。這個布置對應(yīng)于圖2c所示的布置。更詳細(xì)來說，第一金屬塊22a具有熱傳導(dǎo)壁20，并且將它熱耦合到(將它直接接觸)多管元件10的第一部分，以及第二金屬塊22b具有熱傳導(dǎo)壁20b，并且將它熱耦合到多管元件10的第二部分，使得基本上不存在除了第一和第二部分之外的多管元件10的剩余部分。

該布置允許從熱傳導(dǎo)壁20a和20b到脈動熱管回路系統(tǒng)的最大熱量傳遞。在另一個實施例中，金屬塊22還能夠由具有與段22a、22b或者多于兩段的組合相同的形狀的一段來制成。圖6a的配置能夠與圖5a和圖5b所圖示的兩種環(huán)路結(jié)構(gòu)相結(jié)合。

另一方面，圖6b示出其中熱接收器布置20的金屬塊22由沒有彼此接觸的兩個單獨段22a、22b來制成的配置。由此，在段22a、22b之間，仍然存在多管元件10的中間部分，其沒有熱耦合到(直接接觸)兩段22a、22b的任一個。

在一些實施例中，圖6a的配置可提供到脈動熱管回路系統(tǒng)的更有效熱量傳遞，并且因此一般是優(yōu)選的。但是，圖6b的配置在一些配置中可降低功率電子裝置之間的熱量傳遞，并且因此能夠提供特別是與圖5b的實施例相結(jié)合的優(yōu)點。

功率電子布置

圖7示出具有本文所述冷卻裝置1的功率電子布置2。提供待冷卻的兩個功率電子裝置4，熱接收器布置20的相對側(cè)上的熱傳導(dǎo)壁20a的每個上一個，使得功率電子裝置4將冷卻裝置1夾合在它們之間。功率電子裝置4的每個熱耦合到相應(yīng)熱傳導(dǎo)壁20a、20b,并且由此在操作期間通過經(jīng)過相應(yīng)熱傳導(dǎo)壁20a、20b的熱量傳遞來冷卻。

功率電子裝置4的至少一個可通過待冷卻的另一個裝置(例如虛釋熱元件或功能元件(例如提供具有以電氣并聯(lián)配置的疊層的能力的絕緣體))來替換。功率電子裝置、(一個或多個)虛釋熱元件和其他(一個或多個)功能元件在本文中統(tǒng)稱為待冷卻裝置。每當(dāng)本文中在具體實施例或方面中提及功率電子裝置時，理解，它們的一些可通過這類其他裝置來替換，并且術(shù)語功率電子裝置因而能夠由待冷卻裝置來替代。

優(yōu)選地，待冷卻裝置是功率電子裝置，但是它們也可包括許多其他裝置、例如上述裝置。優(yōu)選地，待冷卻裝置的至少50%或者甚至至少80%是功率電子裝置。從另一個觀點來看，待冷卻裝置中全部除了最多1或2個之外是功率電子裝置。

圖8示出其中多個功率電子裝置4和冷卻裝置1按照交替順序堆疊的功率電子布置2。功率電子裝置4的中間功率電子裝置由此通過兩個冷卻裝置1來冷卻，相應(yīng)功率電子裝置4的每側(cè)上一個。甚至更有利地，最外面功率電子裝置4的充分冷卻也能夠通過備選布置(未示出)來實現(xiàn)，其中冷卻裝置1提供在交替疊層的兩個端部處，使得所有電子裝置4通過兩個冷卻裝置1來冷卻。

甚至對于那種變化，僅需要n+1個冷卻裝置1用于冷卻n個功率電子裝置4，而不是按照常規(guī)設(shè)計的2n個裝置。

圖7和圖8的功率電子布置2還能夠包括將功率電子裝置4和冷卻裝置1的交替疊層相對于彼此擠壓的鉗位裝置，由此確保機械穩(wěn)定性以及功率電子裝置4與熱傳導(dǎo)壁20a、20b之間的良好熱耦合。

按照一般方面，功率電子裝置4可包含功率半導(dǎo)體裝置、例如igct或igbt。本文所述的功率電子布置2對于串聯(lián)連接的功率電子裝置4是特別有用的。

采用圖7和圖8的布置，僅需要減少數(shù)量的冷卻裝置1用于冷卻給定數(shù)量的功率電子裝置4。由此，更緊湊布置是可能的。此外，通過使用圖5a的冷卻裝置1，熱不平衡能夠降低。備選地，本文所述的任何其他冷卻裝置能夠用于圖7和圖8的功率電子布置2。