Радиоэлектронное устройство Советский патент 1991 года по МПК H05K7/20 H01L23/46 

Изобретение относится к технике, а именно к устройствам для охлаждения силовых полупррводниковых приборов и статических преобразо- -s вателей на их основе.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса охлаждения и технологичности конструкции путем обеспечения индивидуального двустороннего теплосъема с полупроводниковых вентилей.

,

На фиг. 1 изображено радиоэлектронное устройство, общий вид; на фиг, 2- вид А на фиг. 1; на фиг, 3 - токопро- вод-охладитель для соединения с источником постоянного тока, аксонометрия; на фиг. 4 - то же, вид спереди; на фиг. 5 w узел I на фиг. 2; на фиг. 6 - узел II на фиг. 2.

Радиоэлектронное устройство содер- жит токопроводы-охладители 1 и 2 соот-, ветственно переменного и постоянного ug тока с каналами для охлаждающей жидкости и полупроводниковые вентили 3, которые расположены между токопрово- дами-охладителями переменного и постоянного тока, что обеспечивает дву- дс сторонний теплосъем с каждого полу- проводникового вентиля 3 (фиг. 2), Токопроводы-охладители 2 постоянного тока выполнены Z-образной формы (фиг. 3) с перепускными трубопрово- 5« дами 4, соединяющими верхний и нижний горизонтальные участки 5 и 6. Наклонный участок 7 соединен с нижним горизонтальным участком 6 соединительными каналами 8 и снабжен установочными площадками в виде пластин 9.с центрирующими пазами для установки полупроводниковых вентилей 3, Токопроводы-охладители 2 постоянного тока

55

0

5

O

5

g с «

5

снабжены штуцерами 10 для установки изоляционных втулок 11 и контактными пластинами 12 для подключения источника постоянного тока.

Токопроводы-охладители 1 переменного тока также снабжены штуцерами 10, контактными пластинами 13 для подключения источника переменного тока и контактными пластинами 9 с центрирующими пазами для установки полупроводниковых вентилей 3.

При сборке устройства вентили 3 устанавливают между токопроводами- охладителями 1 и 2 переменного и постоянного тока в центрирующие пазы контактных пластин 9, а токопроводы- охладители 1 и 2 стягивают крепежными элементами, например, при помощи прижимных пластин 14, шпилек 15 и гаек 16. Токопроводы-охладители и 2 переменного и постоянного тока соответственно, соединенные между собой изоляционными втулками 11, образуют замкнутый контур для циркуляции охлаждающей жидкости. i

Устройство работает следующим образом.

i

Замкнутый контур, образованный полыми токопроводами-охладителями 1 и 2 переменного и постоянного тока, заполняется охлаждающей жидкостью через заливную горловину 17, например, трансформаторным маслом, При прохождении электрического тока от токопроводов-охладителей 1 переменного тока через полупроводниковые вентили 3 и токопроводы-охладители 2 постоянного тока происходит нагрев полупроводниковых вентилей 3 и токопроводов 1 и 2 в местах установки вентилей, при этом нагревает516211

ся охлаждающая жидкость в полых токо- проводах охладителях 1 и 2 и начинается ее естественное перемещение вверх за счет разности температур.

По перепускным трубопроводам 4 жидкость из верхнего горизонтального участка 5 Z-образных токопрозодов-ох- ладителей2 постоянного тока поступает в нижний горизонтааьный участок б, при этом происходит охлаждение жидкости, после чего жидкость вновь поднимается по соединительным каналам 8 к местам установки вентилей 3. Таким образом осуществляется непрерывное охлаждение попупроводниковых вентилей 3 за счет естественной циркуляции охлаждающей жидкости по замкнутому контуру.

В предлагаемом устройстве используется естественная циркуляция охлаждающей жидкости, что обеспечивает равномерный теплосъем от вентилей. Кроме того, конструкция устройства упрощена и повышена технологичность ее изготовления.

Изобретение быть использовано в конструкциях полупроводниковых пр еобразователей, выполненных по мостовой схеме с установкой одног или нескольких вентилей в плече моста,, и при изготовлении выпрямительны установок для прогрева силовых трансформаторов.

Площадь поперечного сечения S канала наклонного участка 7 Z-образной секции равна площади поперечного сечения S соединительного канала 8, подведенного к последнему вентилю 3, установленному по направлению потока охлаждающей жидкости в канале наклонного участка 7 (например, для данного устройства число вентилей составляет 3). Количество вентилей 3, расположенных на наклонном участке Z-образного ка нала, может быть увеличено на величину, кратную трем. Величина площади поперечного сечения соединительного канала 8

S &.„.

где S0 площадь поперечного сечения канала в наклонном участке

п

7 Z-образной секции, мм ; п - количество полупроволнико- вых вентилей 3;

11

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

956

m - порядковый номер полупроводниковых вентилей в на- правлении потока охлаждающей жидкости в наклонном участке.

Формула изобретения

1. Радиоэлектронное устройство, содержащее полупроводниковые вентили таблеточного типа, параллально установленные и изолированные между собой тркопроводы-охладители с каналами для охл аждающей жидкости, с контактными элементами для электрического соединения одного из них с источником переменного тока, а других - с источником постоянного тока и с установочными площадками на их противолежащих поверхностях, на которых установлены с возможностью теплового и электрического контакта полупроводниковые вентили, одинаково ориентированные своими одноименными электродами относительно одних и тех же соответствующих токопроводов-охлади- телей и электрически соединенные с ними, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса охлаждения и технологичности конструкции путем обеспечения индивидуального двустороннего тепло- съема с каждого полупроводникового вентиля, каждый токопровод-охладитель с контактным элементом для электрического соединения с источником постоянного тока выполнен в виде Z-образной секции, каналы горизонтальных участков которой соединены между собой перепускными трубопроводами с образованием замкнутого контура для потока охлаждающей жидкости в одной плоскости, а канал наклонного участка - с каналом нижнего горизонтального участка посредством соединительных каналов, перпендикулярных каналам ее горизонтальных участков, установочные площадки размещены на наклонных участках Z-образных секций, а токопровод-охладитель с контактным элементом для электрического соединения с источником переменного тока выполнены в виде набора трубопроводов, причем Z-образные секции установлены зеркально одна относительно другой, а трубопроводы набора - между Z-образными секциями .параллельно между собой в одной

плоскости напротив установочных площадок их наклонных участков, перпендикулярно их горизонтальным участкам и соединены с ними с образованием пространственного замкнутого контура для потока охлаждающей жидкости в нескольких параллельных плос- костях.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угол наклона каналов наклонных участков Z-образных секций относительно каналов их горизонтальных участков равен 45 - Ь .

3.Устройство по п. отличающееся тем, что соединительные каналы каждой Z-образной секции размешены с шагом, равным шагу размещения установочных площадок наклонных участков указанных секций, и размещены напротив их соответствующих полупроводниковых вентилей.

4.Устройство по п. 3, о т л и- чающееся тем, что соединительные каналы Z-образных секций выполнены с разными по величине площадями их поперечных сеченийs увеличивающимися в направлении потока

- охлаждающей жидкости в каналах нак- ионных участков указанных Z-образных секций,

5.Устройство по пп. 3 и 4 отличающееся тем, что вели0

5

0

5

0

чина S площади псм.еречного сечения каждого соединительного Z-об- разных секций выбирается HJ соотношения

с - Sc m

о - -- .m,

где ..Q - площадь поперечного сечения канала наклонного участка Z-ебразной секции, ммг; п -- количество лолупроволнико- вых вентилей на паклопго;- участке Z-образной сск дич; га - порядковый номер лопуп о водникового вечт-шя в направлении потока охлаждающей жидкости п канале наклонного участка,

причем количество соедини гелъкых ;а- налов каждой Z-образной секции разно количеству установочных площадок ее наклонного участка, а количество по- пупроводниковых вентилей кратно трем,

6.. Устройство по пп. 1 - 3, о т - пичкающееся тем. ЧУО установочные площадки тсколрозодов-охла- дителей выполнены в виде пластин с цектрир/ютими ПРЗЙМИ, в которых размещены т,;л/проводниковые, аентклк,

7. Устройство по пп. 1 - 3 к 6, о i л и ч а ю щ е е с я тем, что в качестве охла;тдаюцей жидкости ис- пользот.лйо трансформаторное масло.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения и технологичности конструкции путем обеспечения индивидуального двустороннего теплосъема с полупроводниковых вентилей. Каждый токопровод-охла- дитель с контактным элементом для электрического соединения с источником постоянного тока выполнен в виде Z-образной секции. Каналы ее горизонтальных участков соединены между собой перепускными трубопроводами и образуют замкнутый контур для потока охлаждающей жидкости в одной плоскости. Канал ее наклонного участка соединен с каналом ее нижнего горизонтального участка посредством соединительных каналов, перпендикулярных каналам ее горизонтальных участков. Установочные площадки для полупроводниковых вентилей размещены на наклонных участках Z-обраэных секций. Токопровод-охла , дитель 2 с контактным элементом для с Ј (Л

ВидА

Фиг-Z

/7

с -. ;

Ю

(-)

Фиг. Н

, ч/

Фиг. 6