РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК Российский патент 2003 года по МПК H05K1/00 H05K1/02 H05K7/20 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении аппаратуры с силовыми полупроводниковыми приборами в таблеточном исполнении, например тиристорных преобразователей.

Известен радиоэлектронный блок, содержащий групповой оребренный охладитель с плоской установочной поверхностью, полупроводниковые приборы таблеточного типа, токоотводящие шины и прижимной узел (авт. свид. СССР 1798944, Н 05 К 7/20, 1993). В данном блоке полупроводниковые приборы должны использоваться при низких токовых нагрузках, поскольку достаточно эффективное охлаждение прибора производится только со стороны одного силового вывода - через охладитель, и почти отсутствует со стороны другого силового вывода - через токоотводящую шину и детали прижимного узла.

Известен также радиоэлектронный блок (тиристорный преобразователь), содержащий корпус, полупроводниковые приборы в таблеточном исполнении, токоотводящие шины и два охладителя для каждого полупроводникового прибора, имеющие оребренную поверхность и установочную поверхность, обращенную к полупроводниковому прибору, а также прижимной узел, обеспечивающий усилие прижима охладителей и токоотводящих шин к силовому выводу (аноду или катоду) полупроводникового прибора, необходимое для создания надежного электрического контакта с шиной и теплового контакта с охладителем (О.Г. Чебовский и др. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 22-23, рис. 2.11).

Один охладитель каждого полупроводникового прибора преобразователя может быть обращен ребрами к перфорированной стенке корпуса преобразователя, но ребра второго охладителя при этом оказываются обращенными внутрь корпуса, что, во-первых, ухудшает охлаждение и, во-вторых, совершенно неприемлемо для аппаратуры во взрывобезопасном исполнении, требующем герметичного выполнения корпуса. Кроме того, в таком преобразователе все охладители находятся под разными электрическими потенциалами, соответствующими потенциалу анода или катода того полупроводникового прибора, к которому он поджат, поэтому охладители при креплении к корпусу должны быть электрически изолированы от него и друг от друга.

Технической задачей изобретения является обеспечение эффективного двухстороннего естественного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов таблеточного исполнения, а также возможность использования герметичного корпуса.

Для этого в радиоэлектронном блоке, содержащем корпус, полупроводниковые приборы в таблеточном исполнении, токоотводящие шины и два охладителя для каждого полупроводникового прибора, имеющие оребренную поверхность и установочную поверхность, обращенную к силовому выводу полупроводникового прибора, согласно изобретению первый охладитель, оребренная поверхность которого параллельна установочной поверхности, является общим для всех полупроводниковых приборов и служит первой стенкой корпуса, второй охладитель имеет оребренную поверхность, расположенную перпендикулярно его установочной поверхности, этот охладитель примыкает к первому охладителю вдоль его одной стороны и служит другой стенкой корпуса, перпендикулярной его первой стенке, при этом между силовым выводом полупроводникового прибора и установочной поверхностью его охладителя размещены токоотводящая шина и электроизоляционная прокладка с высокой теплопроводностью. Предпочтительно выполнение первого охладителя прямоугольной формы в плане. Блок может иметь не менее одного и не более четырех вторых охладителей, каждый из которых взаимодействует через электроизоляционную прокладку и токопроводящую шину с силовым выводом одного или нескольких полупроводниковых приборов. Целесообразно выполнение блока с двумя вторыми охладителями, примыкающими к первому охладителю вдоль его противоположных сторон, причем ребра оребренных поверхностей всех охладителей направлены параллельно этим сторонам первого охладителя.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид блока без торцовых стенок и на фиг.2 - вид в плане без крышки и платы управления.

Первый охладитель прямоугольной формы 1 имеет оребренную поверхность 2 и установочную поверхность 3, на которую через электроизоляционную прокладку 4 и токоотводящую шину 5 опираются одним из своих силовых выводов четыре полупроводниковых прибора (тиристора) 6 в таблеточном исполнении. Два вторых охладителя 7 с установочной поверхностью 8 и оребренной поверхностью 9 расположены вдоль противоположных сторон первого охладителя 1 и прикреплены к нему, при этом образована П-образная конструкция, которая является основой корпуса блока. Для получения замкнутого корпуса к этой основе крепятся еще две торцовые стенки 10 и крышка 11. Внутри корпуса располагается плата управления 13. Установочная поверхность 8 каждого охладителя 7 через электроизоляционную прокладку, выполненную из герметика "элмика-625", и токоотводящую шину взаимодействует со вторым силовым выводом двух тиристоров 6.

Торцовые стенки 10 могут быть выполнены перфорированными для обеспечения внутренней вентиляции корпуса блока или сплошными - для получения герметичного корпуса. При наличии в блоке большого числа мощных полупроводниковых приборов стенки 10 могут иметь форму, аналогичную форме охладителей 7, и являться еще двумя вторыми охладителями блока, осуществляющими отвод тепла от одного или нескольких полупроводниковых приборов.

Необходимое для обеспечения надежного электрического и теплового контакта полупроводниковых приборов усилие обеспечивается закручиванием гаек 12 тарированным ключом при сборке блока. В процессе работы блок целесообразно располагать так, чтобы ребра оребренных поверхностей 2 и 9 располагались вертикально, поскольку в этом случае обеспечивается их наиболее эффективное естественное воздушное охлаждение.

Применяется при построении аппаратуры с силовыми полупроводниковыми приборами в таблеточном исполнении. Достигается тем, что в радиоэлектронным блоке, содержащем корпус, полупроводниковые приборы в таблеточном исполнении, токоотводящие шины и два охладителя для каждого полупроводникового прибора, имеющих оребренную поверхность и установочную поверхность, обращенную к силовому выводу полупроводникового прибора, согласно изобретению первый охладитель, оребренная поверхность которого параллельна установочной поверхности, является общим для всех полупроводниковых приборов и служит первой стенкой корпуса, второй охладитель имеет оребренную поверхность, расположенную перпендикулярно его установочной поверхности, этот охладитель примыкает к первому охладителю вдоль его одной стороны и служит другой стенкой корпуса, перпендикулярной его первой стенке, при этом между силовым выводом полупроводникового прибора и установочной поверхностью его охладителя размещены токоотводящая шина и электроизоляционная прокладка с высокой теплопроводностью. Технический результат - обеспечение эффективного двухстороннего естественного воздушного охлаждения полупроводниковых приборов в таблеточном исполнении, в частности в аппаратах с герметичным корпусом. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Радиоэлектронный блок, содержащий корпус, полупроводниковые приборы в таблеточном исполнении, токоотводящие шины и два охладителя для каждого полупроводникового прибора, имеющих оребренную поверхность и установочную поверхность, обращенную к силовому выводу полупроводникового прибора, отличающийся тем, что первый охладитель, оребренная поверхность которого параллельна установочной поверхности, является общим для всех полупроводниковых приборов и служит первой стенкой корпуса, второй охладитель имеет оребренную поверхность, расположенную перпендикулярно его установочной поверхности, этот охладитель примыкает к первому охладителю вдоль его одной стороны и служит другой стенкой корпуса, перпендикулярной его первой стенке, при этом между силовым выводом полупроводникового прибора и установочной поверхностью его охладителя размещены токоотводящая шина и электроизоляционная прокладка с высокой теплопроводностью. 2. Блок по п.1, отличающийся тем, что первый охладитель имеет в плане прямоугольную форму. 3. Блок по п.1 или 2, отличающийся тем, что имеет не менее одного и не более четырех вторых охладителей, каждый из которых взаимодействует через электроизоляционную прокладку и токоотводящую шину с силовым выводом одного или нескольких полупроводниковых приборов. 4. Блок по п.1 или 3, отличающийся тем, что он имеет два вторых охладителя, примыкающих к первому охладителю вдоль его противоположных сторон, причем ребра оребренных поверхностей всех охладителей направлены параллельно этим сторонам первого охладителя.