Полупроводниковый преобразователь Советский патент 1988 года по МПК H01L25/02 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - упрощение конструкции, технологии сборки, повыщение загрузки по току полупроводниковых приборов, повыщение КПД. Поставленная цель достигается тем, что внутри корпуса 1 размещена камера 4, имеющая окна 5 для прохождения охлаждающего воздуха. В ка.мере 4 располжены сборные силовые щины постоянного и переменного тока. Сборные силовые шины своими отводами 17 соединены с силовыми выводами 19 столбов 8 полупроводниковых приборов. Охлаждающий воздух поступает в камеру 4 с тех сторон камеры, где расположены столбы 8 полупроводниковых приборов. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

(Л

t-

со 00

00

со

О5

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим преобразователям.

Целью изобретения является упрощение конструкции, технологии сборки, повышение загрузки по току полупроводниковых приборов, повышение КПД.

На фиг. 1 показан полупроводниковый преобразователь ,со снятой дверью; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - изоляционная рамка с расположенным в ней столбом полупроводниковых приборов; на фиг. 4 - заглушка; на фиг. 5 - камера, поперечный разрез.

Полупроводниковый преобразователь представляет собой конструкцию, собранную в шкафу, и состоит из корпуса 1 прямоугольной формы с двумя дверьми 2. Сверху корпуса 1 расположен охлаждаюший элемент 3. Внутри корпуса 1 размешена камера 4, имеющая окна 5 для прохождения охлаждающего потока 6 воздуха. В зоне окон 5 к камере 4 прикреплены изоляционные рамки 7, в которых зафиксированы столбы 8 полупроводниковьЕХ приборов. Изоляционня рамка 7 выполнена П-об- разной формы с перегородками 9, обра- зующими каналы 10, в которых расположены испарители 11 теплоотводов 12 столбов 8 полупроводниковых приборов, при этом перегородки 9 выполняют также роль электрического изолятора между двумя испарителями 11 теплоотводов 12 столбов 8 полу- проводниковых приборов.

Изоляционная рамка 7 представляет собой рамку из изоляционного материала с перегородками 9, причем расстояние между перегородками 9 выбрано большим диаметра испарителя 11 теплоотвода 12 для того, чтобы охлаждающий поток 6 воздуха, проходя через канал 10, созданный перегородками 9 изоляционной рамки 7, более полно омывал ребра конденсаторов теплоотводов 12 столбов 8 полупроводниковых приборов. Количество перегородок 9 в рамке 7 на единицу меньше, чем теплоотводов 12. На боковых стенках изоляционной рамки 7 со стороны перегородок 9 имеются пазы для фиксации полупроводниковых приборов. В камере 4 расположены сборные силовые шины 13 и 14 постоянного тока и шина 15 переменного тока, проходящие через заглушку 16 камеры 4. Сборные силовые шины своими отводами 17, проходящими через дополнительные окна 18 камеры 4, соединены с силовыми выводами 19 столбов 8 полупровод- никовых приборов. Заглушка 16 камеры 4 выполнена в виде вогнутой пирамиды с основанием в виде многоугольника и числом сторон, равным числу сторон камеры 4, на которых расположены столбы 8 полупроводниковых приборов, так как поступление воздуха 6 в камеру 4 должно быть с тех сторон камеры 4, где расположены столбы 8 полупроводниковых приборов.

Импульсные устройства и другие блоки узлов систем управления защиты и сигнализации в полупроводниковом преобразователе размещены следующим образом: импульсные устройства 20 расположены непосредственно у полупроводниковых приборов (что исключает внешние влияния на управление полупроводниковыми приборами), блоки 21 защиты от перенапряжения и блоки 22 сигнализации размещены в нижней части со стороны дверей 2 корпуса 1.

Полупроводниковый преобразователь работает следующим образом.

Переменное напряжение подается на щи- ну 15 переменного тока. Переменный ток, пройдя через отводы 17 сборной силовой шины 15, поступает на столб 8 полупроводниковых приборов, преобразованный из переменного в постоянный ток поступает через отводы 17 на сборные силовые шины 13 и 14 постоянного тока, полупроводникового преобразователя. Для удаления выделенного тепла во время работы полупроводникового преобразователя охлаждающий поток 6 воздуха, проходя через окна, находящиеся в дверях 2, попадает в зону расположения столбов 8 полупроводниковых приборов, далее охлаждающий поток воздуха, распределяясь по высоте корпуса I, попадает в каналы 10, созданные перегородка.ми 9 изоляционной рамки 7, и, омывая теплоотво- ды 12 столбов 8 полупроводниковых приборов, через окна 5 попадает в камеру 4.

В камере 4 уже подогретый выделенным теплом работающего полупроводникового преобразователя поток 6 воздуха, поступающий из зон расположения столбов 8 полупроводниковых приборов, смешивается и, подхваченный работаюнхим охлаждающим элементом 3, выбрасывается наружу из полупроводникового преобразователя.

Полупроводниковый преобразователь имеет упрощенную конструкцию за счет исключения дополнительных шкафов для размещения в них сборных силовых шин постоянного и переменного тока, импульсных устройств и других систем управления, повышенную загрузку по току полупроводниковых приборов за счет образования упорядоченного потока воздуха на каждый полупроводниковый прибор и равномерного отвода подогретого воздуха, а также повышенный КПД за счет уменьшения аэродинамического сопротивления потока воздуха при переходе из горизонтального направления в вертикальное.

Формула изобретения

которых зажаты между полупроводниковыми приборами с возможностью образования нескольких параллельных столбов, охлаждающий элемент, установленный на верхнем основании, сборные силовые шины, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, технологии сборки, повышения загрузки по току полупроводниковых приборов, он снабжен камерой с заглушкой и окнами, расположенными в корпусе между параллельными столбами, изоляционными рамками с зафиксированными в них столбами полупроводниковых приборов, закрепленными около окон, сборными силовыми шинами, расположенными в камере вдоль ее продольной оси и перпендикулярно к сборным ши- нам, и проходящими через окна отводами, соединенными с выводами полупроводниковых приборов, при этом поперечное сечение А камеры определяется из зависимости

S-n-v ., Л К,

площадь окна камеры, около которого установлен столб полупроводниковых приборов;

скорость охлаждающего потока воздуха, проходящего между ребрами конденсаторов теплоотводов стол Фаг. 1

бов полупроводниковых приборов;

V - скорость потока воздуха в камере на входе в охлаждающий элемент;

п - количество столбов полупроводниковых приборов, расположенных по высоте корпуса полупроводникового преобразователя;

Л - коэффициент, учитывающий измене- ние аэродинамических параметров камеры и определяемый из зависимости

г..S(S КОНЛ. -|- S И:К)Л -)

,

где 5 к

SH.K,., -

И1Л - площадь, занимаемая конденсаторами теплоотводов одного столба полупроводниковых приборов;

площадь сечения перегородок изоляционной рамки, находящихся между конденсаторами теплоотводов столба полупроводниковых приборов.

дзиеЛ

s gx sSQQSc

iQSoQSQ%OSoQSOQy sftC QSoQQSQQvSJBpQSo y

/J

18

Y/////// A

15

Y///////f/

17

(ue.S