Силовой полупроводниковый модуль Советский патент 1990 года по МПК H01L25/03 

Фиг.З

Изобретение относится к электротехнике, 3 именно к силовой тюлупроводниковой преобразовательной технике, и может быть использовано в полупроводниковых выпрямителях или преобразователях, предназна- ченных для питания силовой цепи электроподвижного состава железных дорог.

Цель изобретения снижение массога- баритных показателей, повышение надеж- ности путем повышения эффективности охлаждения и расширение функциональных возможностей силовото полупроводникового модуля.

На фиг. 1 изображена схема расположе- ния каналов в охладителе кубической формы: на фиг,2 силовой полупроводниковый модуль и распространенная электрическая схема одной фазы, реализованная в модуле, на фиг, 3 - компоновочное решение силово- го полупроводникового модуля, содержа- (цего три фазы : на фиг,4 компоновочное ре1иение разветвленного силового полупроводникового модуля: на фиг, 5 - охладитель силового полупроводникового модуля, име- Ю1ций трубки с наружным оребрением.

Силовой полупроводниковый модуль содержит таблеточные полупроводниковые приборы 1, установленные с охладителями 2 и расположенные по одной оси, проходя- 1цей через центр их круговой симметрии, стянутые прижимными устройствами 3, Модуль имеет М-образные каналы 4 для охлаждающей жидкости, выполненные в корпусе охладителя 2 и расположенные параллель- но каждой из четырех его граней, причем охладитель 2 выполнен в виде куба и полупроводниковые приборы 1 установлены на одну или несколько его граней. Кубические охладители 2 с полупроводниковыми прибо- рами 1 и прижимными устройствами 3 стянуты вместе через диэлектрические вставки 5 и уплотнительиые прокладки 6, имеющие каналы 7 дпя протока охлаждающей жидкости через кубический охладитель 2 (фиг, 3 и фиг, 4), В кубическом охладителе 2 на одной из граней в местах пересечения каналов 4, образующих буквы М, выполнены трубки 8 с наружным оребрением (фиг. 5),

Силовой полупроводниковый модуль работает следую1цим образом (фиг. 1 фиг ).

Теплота, выделяемая полупроводниковым прибором 1 при прохождении через него тока нагрузки, передается через стен- ки граней куба охладителя 2.выполненного, например, из алюминиевого сплава АД 31, охлаждающей жидкости, например воде, протекающей по М-образным каналам 4, и отводится во внегинюю систему.

Отличием работы охладителя силового полупроводникового модуля, изображенного на фиг, 5, является то, что теплота от полупроводникового прибора 1 передается жидкому промежуточному теплоносителю, например фреону, находящемуся в М-об- разных каналах 4, который закипает, а образовавшийся пар по трубкам 8 поступает в оребренную часть охладителя, где отдает свою скрытую теплоту парообразования охлаждающему воздуху, обдувающему снаружи трубки 8, Образовавшийся конденсат стекает по трубкам 8 в М-образные каналы 4, и рабочий цикл замыкается,

У предлагаемого силового полупроводникового модуля (по сравнению с известными) повышена надежность (за счет повышения эффективности охлаждения полупроводниковых приборов) и уменьшены масса и габариты (за счет возможности развития компоновочных решений на четырех гранях кубического охладителя), в результа- 0 чего экономятся цветные металлы (за счет уменьшения числа прижимных устройств): уменьшается количество и масса соедини- гельных шин, шлангов и штуцеров для охлаждающей жидкости и расширяются варианты компоновок (за счет развития модуля в сторону любой из четырех |раней кубического охладителя).

Формула изобретения

1, Силовой полупроводниковый модуль, содержащий таблеточные полупроводниковые приборы, установленные с охладителями и расположенные на одной оси, проходящей через центр их круговой симметрии, стянутые прижимными устройствами, отличающийся тем, что. с целью снижения массогабаритных показателей и повышения надежности путем повышения эффективности охлаждения, охладители выполнены в виде куба, в котором параллельно каждой из четырех его граней выполнены М-образные каналы для охлаждающей жидкости, а полупроводниковые приборы установлены на одной или нескольких его гранях,

2,Модуль поп, 1,отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен диэлектрическими вставками и уплотнительными прокладками, в которых выполнены каналы для охлаждающей жидкости, а охладители с прижатыми к ним полупроводниковыми приборами стянуты через упомянутые вставки и прокладки,

3.Модуль поп, 1,отличающийся тем, что на одной из граней охладителя в местах пг осечения каналов выполнены оубки с и,ружным оребрением.

7

Р

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой полупроводниковой технике и может быть использовано в полупроводниковых выпрямителях или преобразователях, предназначенных для питания силовой цепи электроподвижного состава железных дорог. Цель изобретения - снижение массогабаритных показателей, повышение надежности и расширение функциональных возможностей. Модуль содержит таблеточные полупроводниковые приборы 1, установленные с охладителями 2 и расположенные по одной оси, проходящей через центр их круговой симметрии, стянутые прижимными устройствами 3. Модуль имеет М-образные каналы для охлаждающей жидкости, выполненные в корпусе охладителя 2 и расположенные параллельно каждой из четырех его граней, причем охладитель 2 выполнен в виде куба и приборы 1 установлены на одну или на несколько его граней. Охладитель 2 с приборами 1 и прижимными устройствами 3 стянуты вместе через диэлектрические вставки 5 и уплотнительные прокладки 6, имеющие каналы для протока охлаждающей жидкости через охладитель. В охладителе на одной из граней в местах пересечения каналов, образующих буквы М, выполнены трубки с наружным оребрением. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

Фиг. I

k4 Р

р

Фиг. 4

Фиг. 2.

Фиг. 5