ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ БЛОК Российский патент 1998 года по МПК H01L25/03 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к полупроводниковой технике.

Известен полупроводниковый блок [1], содержащий параллельные тиристорный и диодный столбы, расположенные на охладителях, выполняющих функции токопровода, при этом тиристорный и диодный столбы выполнены в виде цепочек таблеточных вентилей, чередующихся с охладителями в крепежных каркасах из электроизолирующих элементов и прижимного механизма, охладители, размещенные между двумя смежными полупроводниковыми вентилями и снабженные токопроводящими пластинами, прижимной механизм выполненный в виде струбцины и закрепленного на ее основании центрирующего элемента из электроизолирующего материала.

Известен также, полупроводниковый преобразовательный модуль [2], содержащий корпус, выполненный из скрепленных между собой стойками конечных опор, между которыми расположены индивидуально охлаждаемые полупроводниковые приборы таблеточной конструкции, собранные поочередно с охладителями и сжатые общим прижимным устройством, и распределительный коллектор, который расположен в корпусе и образован перегородками, установленными между боковыми стойками и охладителями с пазами для установки в них указанных перегородок.

Общими недостатками устройств [1] и [2] являются: использование охладителей в качестве токоподводов; использование индивидуальных охладителей; наличие сложного прижимного устройства, которое должно обеспечить надежный электрический и тепловой контакты; при применении полупроводниковых вентилей таблеточной конструкции появляются проблемы их внешнего электрического соединения с элементами электрической схемы, в которой они используются; относительная сложность конструкции, что ведет за счет снижения надежности и повышение эксплуатационных расходов.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является значительно упрощенная конструкция полупроводникового преобразовательного блока и повышенная надежность. Оба этих фактора позволяют резко снизить массогабаратные показатели, а также затраты на изготовление и эксплуатацию.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в полупроводниковом преобразовательном блоке корпус состоит из основной и дополнительной крышек, выполненных из электроизоляционного материала и основания, являющегося объединенным охладителем, на котором закреплены полупроводниковые приборы, выполненные в виде силовых полупроводниковых модулей с электроизолированным основанием, и блок автоматического управления с электроизолированным основанием; в основную крышку, имеющую выступ на нижней своей части, вмонтированы токопроводящие шины вместе с клеммами для подключения входных и выходных цепей полупроводникового преобразовательного блока; по периметру верхней плоскости основания сделана канавка, в которую заложен эластичный материал, причем отношение высоты Hδ , измеряемой от плоскости нижнего выступа крышки до нижней плоскости токопроводящей шины, которой она соприкасается с верхней плоскостью токоподвода силового полупроводникового модуля, к высоте H_с, измеряемой между плоскостью силового полупроводникового модуля, которой он соприкасается с основанием, и верхней плоскостью токоподвода силового полупроводникового модуля, не менее 1,05. Полость между основной крышкой и основанием заполнена компаундом. Клеммы закрыты дополнительной крышкой.

На фиг. 1 приведен общий вид полупроводникового преобразовательного блока в аксонометрии; на фиг. 2 - его разрез А-А на фиг. 1.

Полупроводниковый преобразовательный блок содержит основание 1, являющееся объединенным охладителем, на котором закреплены силовые полупроводниковые модули 2 с токоподводом 3, блок 4 автоматического управления, основную крышку 5 из электроизоляционного материала с ребрами 6 жесткости, в которую запрессованы токопроводящие шины 7, соединенные с токоподводом 3 с помощью винта 8, клеммы 9, дополнительную крышку 10 клемм 9, выполненную из электроизоляционного материала. Крышка 10 имеет специальные отверстия 11 для подвода силовых проводов к клеммам 9, а в местах соединения с крышкой 5 - выступы 12, крышка 5 в этих местах имеет канавки 13, в которые заложен эластичный уплотнитель 14. Крышка 10 закреплена в крышке 5 с помощью винтов 15. Крышка 5 имеет по всему периметру выступ 16, а основание 1 канавку 17, по геометрии повторяющую выступ 16. В канавку 17 заложен эластичный уплотнитель 14. Крышка 5 закреплена к основанию 1 винтами 18. Отверстия в крышке 5, в которые входят крепежные винты 8, закрыты заглушками 19, выполненными из электроизоляционного материала. В основании 1 выполнены пазы 20, служащие для крепления полупроводникового преобразовательного блока на рабочее место. Отношение высоты Hδ , измеряемой от плоскости нижнего выступа 16 до нижней плоскости токопроводящей шины 7, которой последняя соприкасается с верхней плоскостью токоподвода 3, и высотой H_с, измеряемой от плоскости модуля 2, которой он соприкасается с основанием 1, до верхней плоскости токоподвода 3, не менее 1,05.

После подключения к клеммам 9 питающего напряжения и поступления от оператора команды на блок 4 автоматического управления с последнего поступают электрические сигналы на управляющие электроды силовых полупроводниковых модулей 2, которые коммутируются в соответствии с программой заданной блоком 4 автоматического управления, на клеммах 9 появляется напряжение с требуемыми параметрами и передается потребителю.

Предлагаемое изобретение позволяет упростить конструкцию и снизить массогабаритные показатели, расширить эксплуатационные возможности и повысить надежность.

Использование: полупроводниковая преобразовательная техника. Сущность изобретения: в полупроводниковом преобразовательном блоке на общем охладителе, как на основании корпуса, закреплены силовые полупроводниковые модули с электроизолированными основаниями, блок автоматического управления с электроизолированным основанием, токоведущие шины вместе с клеммами для подключения входных и выходных цепей полупроводникового преобразовательного блока вмонтированы в панель, которая является крышкой блока, причем отношение высоты Hδ измеряемой от плоскости нижнего выступа крышки до нижней плоскости токоведущей шины, которой последняя соприкасается с верхней плоскостью токоподвода силового полупроводникового модуля, к высоте Нс, измеряемой между плоскостью силового полупроводникового модуля, которой он соприкасается с охладителем, и верхней плоскостью токоподвода силового полупроводникового модуля, не менее 1,05, концы клемм закрыты отдельной крышкой из электроизоляционного материала, полость между крышкой и основанием полупроводникового преобразовательного блока заполнена компаундом, например, кремнийорганическим. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Полупроводниковый преобразовательный блок, содержащий корпус, полупроводниковые приборы, охладители, отличающийся тем, что корпус состоит из основной и дополнительной крышек, выполненных из электроизоляционного материала, и основания, являющегося объединенным охладителем, на котором закреплены силовые полупроводниковые приборы, выполненные в виде силовых полупроводниковых модулей с электроизолированным основанием, и блок автоматического управления с электроизолированным основанием, в основную крышку, имеющую выступ на нижней своей части, вмонтированы токопроводящие шины вместе с клеммами для подключения входных и выходных цепей полупроводникового преобразовательного блока, по периметру верхней плоскости основания сделана канавка, в которую заложен эластичный материал, причем отношение высоты Hδ, измеряемой от плоскости нижнего края выступа основной крышки до нижней плоскости токоведущей шины, которой последняя соприкасается с верхней плоскостью токоподвода силового полупроводникового модуля, высотой Нс, измеряемой между плоскостью силового полупроводникового модуля, которой он соприкасается с основанием и верхней плоскостью токоподвода силового полупроводникового модуля, не менее 1,05, клеммы закрыты дополнительной крышкой. 2. Блок по п.1, отличающийся тем, что полость между основной крышкой и основанием заполнена компаундом.