Устройство для охлаждения силовых полупроводниковых приборов Советский патент 1992 года по МПК H05K7/20 H01L23/34 H01L23/46 

СО

С

Использование: для отвода тепла, выделяемого в силовых полупроводниковых приборах (СПП) при воздушном охлаждении. Сущность изобретения: герметичный корпус 1 выполнен в виде тонкостенной оболочки из электроизоляционного материала. В корпусе имеются зона кипения 2, заполненная изолирующей легкокипящей жидкостью 3, и зона конденсации 4. Корпус 1 в зоне конденсации 4 выполнен с пустотелыми ребрами 5. В ребрах 5 имеются внутренние перегородки 6. Токоподводы 7 с испарителями 8 жестко закреплены на внутренней стороне тонкостенной оболочки. Между испарителями 8 размещен СПП 9. При пропускании через СПП тока, выделяемое на нем тепло нагревает жидкость 3, которая испаряясь, конденсируется в зоне 4. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для отвода тепла, выделяемого в силовых полупроводниковых приборах (СПП) при воздушном охлаждении так, чтобы обеспечить более полную загрузку СПП по току; снизить трудоемкость изготовления охладителей, расход цветных металлов; уменьшить объем, вес и стоимость охлаждающих устройств; сделать поверхность теплоотдачи во внешнюю среду беспотенциальной и электрически безопасной; обеспечить высокую коррозионную стойкость конструкции и возможность эксплуатации ее в условиях загрязнения охлаждающего воздуха токопро- водящей пылью и др.; размещать в одном (на одном) охладителе один или несколько СПП находящихся под различными потенциалами.

Целью изобретения является повышение электробезопасности, коррозионной стойкости и технологичности конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для охлаждения силовых полупроводниковых приборов корпус выполнен в виде тонкостенной оболочки из электроизоляционного материала, состоящей из частей, герметично соединенных между собой, а ребра выполнены пустотелыми с внутренними перегородками, а испарители с токоподводами герметично закреплены в тонкостенной оболочке.

На чертеже представлено устройство для охлаждения силовых полупроводниковых приборов.

Устройство для охлаждения силовых полупроводниковых приборов содержит герметичный корпус 1, выполненный в виде тонкостенной оболочки из электроизоляционного материала, состоящей из двух герметично соединенных между собой частей. В корпусе имеются зона кипения 2, заполненная изолирующей легкокипящей жидкостью 3, и зона конденсации 4. Корпус 1 в зоне

s

Ю

сл о

конденсации 4 снабжен пустотелыми ребрами 5 с внутренними перегорс дками 6. Токоподводы 7 с испарителями 8 жестко закреплены с внутренней стороны тонкостенной оболочки с возможностью образо- вания между испарителями 8 зазора для размещения полупроводникового прибора 9.

Сборка устройства для охлаждения силовых полупроводниковых приборов осуще- ствляется следующим образом,

Из изоляционного материала методом прессования (литья) изготовляют две части тонкостенной оболочки с пустотелыми ребрами, вставив в оболочку токоподводы 7, затем при горизонтальном положении охладителя помещают в него полупроводниковые приборы 9 и заполняют полость изолирующей жидкостью 3, устанавливают вторую часть оболочки, Устройство помеща- ют в закрытую камеру. В образованной двумя частями оболочки полоски изменяют давление до требуемой величины, соединяют части оболочки путем склейки (прессования).

При пропускании через силовой полупроводниковый прибор(СПП)9тока последний, нагреваясь, передает тепло жидкости 3, которая, закипая, испаряется, достигает холодных пустотелых ребер 5, передает им тепло, конденсируется и под действием силы тяжести снова возвращается к испарителям 8. Этот процесс идет непрерывно и сбалансированно до тех пор, покп выделяемое в СПП 9 тепло уравновешивается тепло- отдачей во внешнюю среду.

Устройство рассчитано на работу во всем диапазоне температур и давлений, возникающих в конструкции.

В целях увеличения теплообмена верх- няя часть корпуса 1 несет на себе пустотелые ребра 5 с большой площадью охлаждения, являющиеся конденсатором охладителя. Для придания жесткости ребра могут внутри иметь перегородки 6,

Внутри корпуса 1 на металлических то- коподводах 7 устанавливаются полупроводниковые приборы таблеточной конструкции, которые сжима/отся внешним усилием Р. Температура ки тения жидкости 3 несколько выше максимальной температуры окружающей среды.

Предлагаемое устройство высокотехнологично, имеет малый вес, объем и стоимость; обладает высокой теплоотводящей способностью, что позволит улучшить использование СПП в схеме преобразователя; беспотенциально безопасно от попадания под напряжение, обладает высокой коррозионной стойкостью и электрической прочностью, пригодно для отвода тепла от СПП, находящихся пор разными потенциалами, пригодно для эксплуатации в пыленасыщен- ной и агрессивной среде.

Формула изобретения

Устройство для охлаждения силовых полупроводниковых приборов, содержащее герметичный сребренный корпус с зонами кипения и конденсации, частично заполненный изолируюшей ;;егкокипящей жидкостью, и испарители с токоподводами, отличающееся тем, что, с целью повышения электробезопасн.юти, коррозионной стойкости и технологичности конструкции, корпус выполнен в виде тонкостей ной оболочки из электроизоляционного материала, состоящей из двух герметично соединенных между собой частей, а ребра корпуса выполнены пустотелыми с внутренними перегородками, причем испарители с токоподводами герметично закреплены в тонкостенной оболочке.