Полупроводниковый блок Советский патент 1984 года по МПК H01L23/34 H05K7/20 

Изобретение относится к электротехникед а именно к вентильным пре образователям электроэнергии с принудительным воздушным охлаждением.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является блок, содержащий силовые полупроводнеи стороне установленных в ряд и изолированных друг от друга радиаторов с оребрением на внутренней стороне, а также диэлектрические прокладки, установленные вдоль радиаторов с их внешней и внутренней сторон и образующие вентиляционный канал С11

Недостаток известного блока состоит в том, что в случае использования радиаторов с ребрами треугольного сечения воздушный поток в межреберны пространствах радиаторов распределяется неравномерно ближе к основаниям ребер, где воздушньй канал .суженj скорость воздуха снижаетсяj а ближе к концам ребер, где канал шире, скорость выше средней. Такое распределение скоростей не отвечает оптимальным условиям охлаждения ребер, согласно которым скорость воздуха должна быть больше у основания и меньше у конца ребра. Аналогичное

распределение скоростей должно быть I..

и в случае прямоугольных ребер

Целью изобретения является повьтение эффективности охлаждения,

Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковом блоке, содержащем силовые полупроводниковые элементы, закрепленные между радиато рами с клинообразными ребрами охлаждения на их внешних сторонах, и диэлектрические прокладки, установленные на радиаторах с их внешних сторон с образованием вентиляционного канала, диэлектрические прокладки выполнены с клинообразными ребрами, распапоженными между клинообразными ребрами охлаждения радиаторов.

На фиг. 1 представлен полупроводниковый блок (вид - вдоль направлени воздушного потока) на фиг, 2 - сечение А-А на фиг, 1 (вид - поперек направления воздушного потока)„

Блок содержит силовые полупроводниковые приборы 1, укрепленные при помощи прижимных устройств 2, условно показанных стрелками, на внешней стороне установленных в ряд радиаторов 3, Каждый радиатор 3 имеет

пластину 4 с ребрами 5. Радиатор 3 представляет собой цельную конструкцию, изготавливаемую из алюминиевого сплава способом точного литья или протяжки.

С внутренней и внешней сторон радиаторов 3 блока укреплены диэлектрические прокладки 6 и 7, например из стеклотекстолита. Прокладка 6 представляет собой плоскую пластинку к которой при помощи винтовых соединений (не показаны) привинчены-пластины 4 радиаторов 3. При этом по центру каждого радиатора в прокладке 6 предусмотрены круглые отверстия 8 для установки в них приборов 1.

Прокладка 7 с наружной стороны имеет плоскую поверхность 9, а со стороны, обращенной к ребрам 5, эта прокладка имеет оребрение. Соответствующие ребра 10 и 11 расположены соответственно в межреберных пространствах радиаторов 3 ив пространствах между соседними радиаторами 3. Ребра 10 имеют клинообразное сечение, а ребра 11 - закругленную форму повторяющую форму пространства между соседними радиаторами 3,

Крепление прокладок 7 может осуществляться разными способами - при помощи винтов непосредственно к радиаторам 3 или при помощи шпилек с дистанционными втулками к прокладкам 6, Прокладки 6 и 7 образуют вентиляционный канал, через который при помощи вентилятора продувают воздух 12, охлаждающий радиаторы 3. При это теплоотдача происходит, в основном, с поверхности ребер 5.

Таким образом, тепло, вьщеляющееся в приборе 1, передается радиатору 3, а через его ребра 5 - охлаждающему воздуху. Интенсивность теплоотдачи ребро-воздух зависит от скорости движения воздуха и от разницы те отератур поверхности радиатора и воздуха. Температ1|фа ребра 5 максимальна у его основания и минимальна у его конца. Для достижения максимальной эффективности охлаждения необходимо, чтобы скорость движения воздуха у основания ребер 5 была максимальной, а у их концов - минимальной. Это достигается за счет ребер 10, которые вводятся в межреберные пространства радиатора 3, За счет наличия ребер 10 сечение воздушного канала в основания ребер 5 получается максимальным

3

и охлаждающий воздух .здесь движется быстрее. У концов ребер 5 канал сужается и здесь воздух движется медленее. За счет этого теплопередача становится более эффективной, чем при отсутствии ребер 10.

Ребра 11 выполняют аналогичные функции в межрадиаторном пространстве.

Кроме того, ребра 10 и 11 снижают турбулентность движения воздуха при переходе его из межреберного пространства одного радиатора 3 в межреберное пространство другого радиатора 3, т.е. следующего радиатора по

4454

направлению воздушного потока 12. Турбулентность снижается за счет того, что ребра 10 и 11 разделяют межрадиаторное пространство на отдельные каналы.

Технико-экономическая эффективность изобретения определяется у.тту-чшением распределения скоростей воздушного потока в межреберных пространствах радиаторов, а также Р межрадиаторных пространствах блоков, что приводит к повышению .эффективности охлаждения полупроводниковых приборов.

ЛОЛУПРОВОДНИКОВЬЕ БЛОК, содержащий силовые полупроводниковые элементы, закрепленные между радиаторами с клинообразными ребрами охлаждения на их внешних сторонах, и диэлектрические прокладки, установленные на радиаторах с их внешних сторон с образованием вентиляционного канала, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, диэлектрические прокладки вьтолнены с клинообразными ребрами, расположенньими межпу клинообразными ребрами охлаждения радиаторов.

,

iff I Iw 1 ff -Lj ILI

i2 Z Z2 ZlZ Z22 ZZZZ Z 22lZZZZZ 222ZSZZ

22i

77

4li

f « Т

ff

I I i I