一种大功率元器件的散热测温一体化结构制造技术

本发明专利技术提供一种大功率元器件的散热测温一体化结构，可以直接测量大功率元器件的壳温，减少测量温度与器件实际温度的误差，实现系统在运行时同时满足散热与温度测量的功能升级，为产品可靠性提供技术支撑。一种大功率元器件的散热测温一体化结构，包括与大功率元器件一体化设置的散热器，大功率元器件设置在PCB上；所述大功率元器件的周边设置有第一温度传感器；所述散热器的内部嵌入有第二温度传感器，第二温度传感器的管腿焊接有电路板，电路板的一端与PCB连接。路板的一端与PCB连接。路板的一端与PCB连接。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率元器件的散热测温一体化结构


[0001]本专利技术涉及高性能处理机结构设计
，具体为一种大功率元器件的散热测温一体化结构。

技术介绍

[0002]目前星载高性能计算平台的单机特点是计算节点多，机箱内空间狭小，印制板布局密度大。产品进行摸底测试、热循环、热平衡等试验时，常规针对器件、功能模块的热测试手段，包括热敏电阻、热电偶、铂电阻以及非接触式红外成像仪等。
[0003]其中，PT100热敏电阻尺寸小，安装形式多样，可粘接在器件测温位置，通过在一端引出线与内部印制板焊接。印制板上需增加AD采集模块及一些基准电压等器件，占据较多的印制板的空间，在印制板布局密度较大的情况下不方便使用。
[0004]铂电阻点温计，测量时将点温探头粘贴在被测位置，如需测产品内部器件的温度，使用时在结构件适当位置开孔将点温计探头引入产品内部，一个铂电阻点温计显示设备可连接一个测温探头，如测试点偏多，则需多个铂电阻点温计设备，可用于前期桌面调试期间使用，不适用于产品在模拟真实环境的热试验中使用。
[0005]在温度采样中，选择铂电阻、热敏电阻、热电偶传感器3种用作测量探头，得到的测量值都是模拟量，不利于传输与显示，得到的结果在传输过程中都难以避免产生误差，随着单板与整机结构的复杂，传输损耗还将继续加大。
[0006]数字温度传感器TMP175，SOP封装，数字输出，两个两线制串行接口件，TMP175特有一个与SMBus相兼容的两线，并且TMP175允许在一条总线上使用多达27个器件，该类器件焊接在印制板测温器件的就近区域或器件背部，无法直接测量器件壳温，因此测量温度与器件实际温度存在偏差。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种大功率元器件的散热测温一体化结构，可以直接测量大功率元器件的壳温，减少测量温度与器件实际温度的误差，实现系统在运行时同时满足散热与温度测量的功能升级，为产品可靠性提供技术支撑。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种大功率元器件的散热测温一体化结构，包括与大功率元器件一体化设置的散热器，大功率元器件设置在PCB上；
[0010]所述大功率元器件的周边设置有第一温度传感器；
[0011]所述散热器的内部嵌入有第二温度传感器，第二温度传感器的管腿焊接有电路板，电路板的一端与PCB连接。
[0012]优选地，所述第二温度传感器设置在散热器的内部几何中心位置处。
[0013]优选地，所述第二温度传感器通过高温导热胶固定在散热器的内部。
[0014]优选地，所述第二温度传感器的管腿采用甩线的方式与电路板焊接。
[0015]优选地，所述第二温度传感器采用一线式数字温度传感器，包括温度采集模块、一线网接口和ROM区温度存储模块。
[0016]优选地，所述一线式数字温度传感器，设置有多个，多个一线式数字温度传感器并联并通过一根端口线与PCB的处理器的输入端口连接。
[0017]优选地，所述温度采集模块的温度测量范围为
–
55℃
‑
+125℃。
[0018]优选地，所述PCB采用6U
‑
VPX标准架构。
[0019]优选地，所述第一温度传感器采用TMP175数字温度传感器。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术提供一种大功率元器件的散热测温一体化结构，结合PCB上的大功率元器件布局情况，将散热器与大功率元器件的结构框架进行一体化设计，同时在散热器内部嵌入温度传感器，将对结构的散热设计和测温电路进行有机的结合与重构，形成散热测温一体化结构，该结构包括设置在大功率元器件周边的第一温度传感器和嵌入大功率元器件上的散热器内部的第二温度传感器，能够准确且实时测量整机热试验时各功能模块上大功率元器件周边的温度同时，由于本专利技术中将第二温度传感器嵌入至散热器内部，代替设置在印制板测温器件的就近区域或器件背部，可以直接测量大功率元器件的壳温，减少测量温度与器件实际温度的误差，实现系统在运行时同时满足散热与温度测量的功能升级，为产品可靠性提供技术支撑，同时温度传感器测量得到的数字信号通过电路板逐级传送，通过PCB的处理器完成数据接收，最终对外输出读取到的大功率器件的壳温，避免在传输过程中的传输损耗。
附图说明
[0022]图1为本专利技术散热测温一体化结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例第二温度传感器功能框图；
[0024]图3为本专利技术实施例散热测温一体化结构功能分布组成图。
[0025]图中，大功率元器件1，散热器2，第一温度传感器3，第二温度传感器4，电路板5，接插件6，插板框架7，一线式数字温度传感器8，1
‑
Wire接口转换芯片9，软线10，通信总线11，地面PC机12。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]如图1所示，本专利技术一种大功率元器件的散热测温一体化结构，大功率元器件1设置在PCB上，包括与大功率元器件1一体化设置的散热器2；
[0028]所述大功率元器件1的周边设置有第一温度传感器3；
[0029]所述散热器2的内部嵌入有第二温度传感器4，第二温度传感器4的管腿焊接有电路板5，电路板5的一端与PCB连接。
[0030]本专利技术结合PCB上的大功率元器件1布局情况，将散热器2与大功率元器件1的结构
框架进行一体化设计，同时在散热器2内部嵌入温度传感器，将对结构的散热设计和测温电路进行有机的结合与重构，形成散热测温一体化结构，该结构包括设置在大功率元器件1周边的第一温度传感器3和嵌入大功率元器件1上的散热器2内部的第二温度传感器4，能够准确且实时测量整机热试验时各功能模块上大功率元器件1的温度同时，由于本专利技术中将第二温度传感器4嵌入至散热器2内部，代替设置在印制板测温器件的就近区域或器件背部，可以直接测量大功率元器件1的壳温，减少测量温度与器件实际温度的误差，实现系统在运行时同时满足散热与温度测量的功能升级，同时温度传感器测量得到的数字信号通过电路板5逐级传送，通过PCB的处理器完成数据接收，最终对外输出读取到的大功率器件的壳温，避免在传输过程中的传输损耗，尤其是随着单板与整机结构的复杂，传输损耗会显著加大，导致测量误差增大，本专利技术提供的结构的优势也会更加显著。
[0031]本专利技术针对目前高性能单机计算节点多，机箱内空间狭小，印制板布局密度大的特点，解决了传统测温手段无法准确有效地采集元器件的热试验数据的问题，能够通过获得的数据判断大功率器件的降温是否满足降额要求，可指导结构散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率元器件的散热测温一体化结构，其特征在于，包括与大功率元器件(1)一体化设置的散热器(2)，大功率元器件(1)设置在PCB上；所述大功率元器件(1)的周边设置有第一温度传感器(3)；所述散热器(2)的内部嵌入有第二温度传感器(4)，第二温度传感器(4)的管腿焊接有电路板(5)，电路板(5)的一端与PCB连接。2.根据权利要求1所述的一种大功率元器件的散热测温一体化结构，其特征在于，所述第二温度传感器(4)设置在散热器(2)的内部几何中心位置处。3.根据权利要求1所述的一种大功率元器件的散热测温一体化结构，其特征在于，所述第二温度传感器(4)通过高温导热胶固定在散热器(2)的内部。4.根据权利要求1所述的一种大功率元器件的散热测温一体化结构，其特征在于，所述第二温度传感器(4)的管腿采用甩线的方式与电路板(5)焊接。5.根据权利要求1所述的一种大功率元器件的散热测温一体化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琳璐，陈卓，雷冰，刘曦，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：