Полупроводниковый выпрямитель Советский патент 1993 года по МПК H01L25/00 H02M7/06 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к полупроводниковым выпрямительным устройствам.

Наиболее близким к предлагаемому является полупроводниковый выпрямитель, представляющий собой два С-образных размещенных соосно один под другим и изолированных дистанционными втулками радиатора. На радиаторах закреплены две - группы полупроводниковых выпрямительных диодов прямой и обратной полярно- стей, которые электропроводящими шинами соединены между собой. На радиаторе с размещенными диодами прямой по- лярно.сти установлен дополнительный выпрямитель, представляющий собой изоляционную панель с диодами.

Существенным недостатком указанного полупроводникового выпрямителя является ограниченные эксплуатационные возможности в части увеличения мощности выпрямителя, т.к. во время работы вследствие недостаточного эффективного расположения радиаторов выпрямителя С размещенными на них полупроводниковыми выпрямительными диодами и дополнительным выпрямителем, а также наличия между раДиаторайи внутренних зон ограниченного охлаждения полупроводниковые выпрямительное диоды недостаточно охлаждаются, что не позволяет увеличить мощность блока и повысить его надежность.

Цель изобретения - повышение надежности и увеличение мощности блока путем повышения эффективности охлаждения радиаторов, а следовательно, полупроводниковых выпрямительных диодов выпрямителя. Указанная цель достигается тем, что в полупроводниковом выпрямителе радиаторы выполняются кольцеобразными и должны иметь раДиально выступающие одна относительно другой части по внутрен ш

VJ

ы

нему и наружному диаметрам, при этом ширина радиатора, расположенного первым по отношению к потоку охлаждающего воздуха, должна быть меньше ширины последующего радиатора.

Выполнение радиаторов выпрямителя кольцеобразными позволяет более равномерно распределить охлаждающий поток воздуха по всей наружной поверхности выпрямителя,а наличие радиальных выступов различнбгЬ1ШЙ1ёр§ по наружному и внутреннему диаметрам выпрямителя позволяет создать п ерёпад давлений вследствие различного аэродинамического сопротивления выступов по наружному и внутреннему диаметрам, зависящего от размера радиального выступа.

Выполнение радиаторов в выпрямителе таким образом, что ширина последующего по отношению к потоку охлаждающего воздуха радиатора больше ширины предыду-. щего, позволяет создать перепад давлений по наружному и внутреннему диаметрам выпрямителя,

Создание перепада давлений вследствие различного аэродинамического сопротивления радиальных выступов позволяет принудительно направить поток охлаждающего воздуха между радиаторами выпрямителя радиально от внутреннего к наружному диаметрам выпрямителя и более эффективно охладить радиаторы.

На фиг. 1 показан полупроводниковый выпрямитель; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Полупроводниковый выпрямитель содержит радиаторы 1 и 2 с размещенными на них полупроводниковыми выпрямительными диодами 3. и прямой и 4 обратной поляр- ностей. На радиаторе 1 расположен дополнительный выпрямитель 5. Радиаторы 1 и 2 изолированы друг от друга дистанци- . онными втулками. Полупроводниковые выпрямительные диоды 3 и 4 попарно объединены шинами 7. Радиаторы 1 и 2, корпуса полупроводниковых выпрямительных диодов 3 и 4, шины 7 выполнены из тепло- и электропроводящего металла.

Выпрямитель работает следующим образом.

При подключении переменного напряжения к шинам 7 выпрямителя через полупроводниковые выпрямительные диоды 3 и 4 протекает электрический ток и нагревает их.

Выделяющееся при прохождении электрического тока через p-n-переходы диодов тепло отводится через корпуса полупроводниковых выпрямительных диодов 3 и 4 на

радиаторы 1 и 2 и затем непосредственно в окружающую среду.

Кольцеобразная форма радиатора выпрямителя позволяет равномерно распределить поток охлаждающего воздуха по всей наружной поверхности выпрямителя, а наличие на радиаторах 1 и 2 радиальных выступов аи/3 различного размера совместно с размещением радиаторов таким образом, что ширина последующего по отношению к потоку охлаждающего воздуха радиатора больше ширины предыдущего, позволяет создать различное аэродинамическое сопротивление потоку охлаждающего воздуха по наружному и внутреннему диаметрам выпрямителя.

Различное аэродинамическое сопротивление радиальных выступов а и/ создает зоны различного давления, что

позволяет принудительно направить поток охлаждающего воздуха от зоны большего давления, создаваемого радиальным выступом / к зоне с меньшим давлением, которое создается радиальным выступом а,

между радиаторами выпрямителя радиально от внутреннего к наружному диаметрам выпрямителя и более эффективно охладить радиаторы;

Выполнение радиальных выступов на

радиаторах выпрямителя, позволяющих потоку охлаждающего воздуха охладить прак-. тически всю поверхность радиаторов и полупроводниковых выпрямительных диодов, обеспечивает эффективное охлаждение поверхности выпрямителя при одновременной возможности повышения надежности и увеличения мощности полупроводникового выпрямителя./ Таким образом, наличие радиаторов

кольцеобразной формы и радиальных выступов в конструкции полупроводникового выпрямителя в сочетании с размещением радиаторов таким образом, что ширина последующего по отношению к потоку охлаждающего воздуха (радиатора с полупроводниковыми выпрямительными диодами прямой полярности) больше ширины предыдущего (радиатора с полупроводниковыми выпрямительными диодами

обратной полярности) обеспечивает снижение температуры полупроводниковых выпрямительных диодов по сравнению с прототипом и, следовательно создается возможность повышения надежности и увеличения мощности выпрямителя. ч

В результате проведенных испытаний установлено, что введение в конструкцию выпрямителя радиаторов кольцеобразной формы и радиальных выступов позволяет

снизить перегрев полупроводниковых выпрямительных диодов в среднем на 12- 15°С и увеличить мощность выпрямителя примерно на 21% при одновременном повышении надежности полупроводникового выпрямителя, причем оптимальное соотношение радиальных выступов по внутреннему и наружному диаметрам в отношении составляет (2-3): 1.

Формула изобретения Полупроводниковый выпрямитель, содержащий два размещенных соосно один под другим и изолированных дистанционными втулками радиатора с закрепленными на них двумя группами полупроводниковых выпрямительных диодов прямой и обратной полярностей, которые посредством электропроводящих шин соединены между собой, с установленной на радиаторе с диодами прямой полярности изоляционной панелью с дополнительными диодами, о т пинающийся тем, что. с целью повыше- ния надежности и увеличения мощности выпрямителя радиаторы выполнены кольцеобразными и выполнены с радиальным выступом друг относительно друга по

внутреннему и по наружному диаметрам, причем ширина радиатора с полупроводниковыми диодами обр-атной полярности меньше ширины радиатора с диодами прямой полярности, радиальные выступы радиаторов по внутреннему и наружному диаметрам различны; причем выступ наружного диаметра относится.к выступу внутреннего как 1:(2-3).

Фиг, 2

Сущность изобретения: выпрямитель содержит радиаторы с размещенными на них полупроводниковыми выпрямительными диодами прямой и обратной полярно- стей. Радиаторы изолированы друг от друга дистанционными втулками. Диоды попарно объединены электропроводящими шинами. Радиаторы выполнены кольцеобразными и имеют радиаЛьно выступающие одна относительно другой части по внутреннему и наружному диаметрам, при этом ширина радиатбра, расположенного первым по 6т- ношению к потоку охлаждающего воздуха, должна быть меньше ширины последующе-. го радиатора. 2 ил.