Полупроводниковый блок Советский патент 1992 года по МПК H01L25/04 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, в частности к конструкциям силовых блоков, полупроводниковых преобразователей.

Известна конструкция полупроводникового силового блока, содержащего набор большого количества таблеточных полупроводниковых (п/n) приборов, собранных поочередно с охладителями в стопку, помещенных в общий цилиндрический изоляционный, корпус, сжатых общим прижимным устройством между двух концевых опор и охлаждаемых потоком, направленным с одного конца цилиндрического корпуса в другой.

Недостатками такой конструкции блока являются снижение эффективности охлаждения полупроводниковых приборов при увеличении их числа из-за увеличения аэродинамического сопротивления потока и ухудшения условий охлаждения приборов по мере их удаления в блоке от входа потока в блок из-за подогрева потока предшествующими приборами, а также ограниченный доступ к полупроводниковым приборам для их контроля и замены.

Известна конструкция силового блока, содержащего полупроводниковые приборы таблеточного исполнения, чередующиеся с охладителями, в крепежном каркасе из концевых опор, стоек и прижимного устройства и размещенные в кожухе для забора и выброса воздуха в контуре принудительного охлаждения.

В указанном блоке повышена эффективность охлаждения полупроводниковых приборов, но в нем также ограничен доступ к полупроводниковым приборам. При этом

2

О О

е

недостатком указанного блока является его сложность, трудности совмещения входных отверстий цельного газораспределительного кожуха с входными полостями при большом количестве (например, 10-15 шт.) охлаждаемых полупроводниковых приборов в блоке, так как расположение входных полостей охладителей по высоте блока может изменяться из-за наличия отклонений в линейных размерах охладителей и приборов, что приводит к нарушению воздухорас- пределения и снижению эффективности охлаждения.

Кроме того, цельный газораспределительный кожух может быть применен только для определенного типоразмера полупроводникового блока, что не позволяет унифицировать конструкцию.

Цель изобретения - упрощение и унификация конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в силовом блоке, содержащем таблеточные полупроводниковые приборы, чередующиеся с охладителями, в крепежном каркасе из концевых опор, стоек и прижимного устройства и размещенные в кожухе для забора и выброса воздуха в контуре принудительного охлаждения, кожух образован щитками, охватывающими охладители по полупериметру с диаметрально противоположных сторон и расположенными вдоль блока с промежутками и взаимной установкой щитков против промежутков.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого силового блока; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - вариант расположения охладителей и полупроводниковых приборов в силовом блоке.

Силовой блок выполнен в виде набора силовых полупроводниковых приборов 1, собранных поочередно с охладителями 2 в вертикальную стойку между двух концевых опор 3 и 4, закрепленных на стойках 5. и стянутых между собой общим прижимным устройством 6, установленным на опоре 3. При этом каждый охладитель 2 заключен между двух щитков 7 и 8, охватывающих его по.полупериметру с диаметрально противоположных боковых сторон. Каждый щиток 7 и 8 выполнен с возможностью охвата двух или более смежных по высоте блока охладителей 2 и установлен со смещением относительно щитка противоположной стороны на величину шага L установки охладителей 2, образуя промежутки 9. и 10 для прохода охлаждающего потока в полость между охладителями 2. Каждый щиток 7 и 8 закреплен на одном из охладителей с помощью крепежа. Возможно также крепление щитков 7 и 8 на стойках 5 с возможностью перемещения щитков вдоль оси блока. Для направления потока крайних охладителей со стороны концевых опор 3 и 4 установлены отражательные пластины 11. Для подвода общего

охлаждения потока блок подсоединен к камере 12.

В силовом блоке подвод охлаждающего потока может быть осуществлен в центральную зону охладителей 2, для чего между

ними установлены вставки 13, которые выполняют как из токопроводящего, так и из изоляционного материала в зависимости от схемы электрического соединения полупроводниковых приборов в блоке (фиг. 1).

Блок работает следующим образом.

Охлаждающий поток подают в камеру 12 и под давлением между кромок смежных щитков 7 он проходит через подводящие промежутки 9 в полость между охладителями 2. Упираясь в стенку щитка 8, поток изменяет свое направление на 90°, отклоняясь одновременно как в верхний, так и в нижний охладитель вдоль его оси, охлаждая на своем пути его ребра, поступает во вторую

отводящую полость между другими смежными охладителями 2, упираясь в стенки щитков 7. еше оаз меняет свое направление на 90°, и между кромок щитков 8, через отводящие промежутки 10 выбрасывается в пространство за пределы блока. Конструкция предлагаемого блока обеспечивает непосредственный доступ к охладителям 2 и приборам 1, и для их замены достаточно ослабить затяжку прижимного устройства

бив случае, если полупроводниковый прибор 1 закрыт щитком 7, снять его,

При сборке и затяжке силового блока с большим количеством полупроводниковых приборов 1 любое перемещение охладителей 2 вдоль оси блока происходит совместно со щитками 7, сохраняя взаимное совмещение промежутков 9 и 10 и полостей между охладителями 2.

По сравнению с известным предлагаемый блок упрощает конструкцию воздухораспределительного кожуха, обеспечивает свободный доступ к полупроводниковым приборам и охладителям при их монтаже и замене, а увеличение количества приборов

в блоке не нарушает воздухораспределение по охладителям, обеспечивая надежные условия равномерного охлаждения полупроводниковых приборов.

Формула изобретения Полупроводниковый блок, содержащий, полупроводниковые приборы таблеточного исполнения, чередующиеся с охладителями, в крепежном каркасе из концевых опор,

стоек и прижимного устройства и размещенные в кожухе для забора и выброса воздуха в контуре принудительного охлаждения, отличающийся тем, что, с целью упрощения и унификации, кожух образован

щитками, охватывающими охладители по полупериметру с диаметрально противоположных сторон и расположенными вдоль блока с промежутками, и взаимной установкой щитков против промежутков.

Использование: в силовой преобразовательной технике. Сущность изобретения: устройство содержит столб таблеточных полупроводниковых приборов, установленных один на другой поочередно с охладителями осевого направления в крепежном каркасе из концевых опор, стоек и прижимного устройства. Полупроводниковые приборы размещены в кожухе для забора и выброса воздуха в контуре принудительного охлаждения, причем кожух образован щитками, охватывающими охладители попарно по пэлупериметру с диаметрально противоположных сторон. При этом каждым последующим щитком охвачен каждый нижний охладитель из предыдущей пары. 3 ил.

да-4 I

Фиг.1

11

Фаг. 2

Редактор А. Козориз

Составитель В. Наконечный

Техред М.МоргенталКорректор О. Ципле

J

11

Фиг.З