Модуль Советский патент 1981 года по МПК H01L23/34 H05K7/20 

t

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике, а точнее . к высоковольтным полупроводниковым блокам, применяемьви в преобразователях электроэнергии.

Известна конструкция модуля, содержащая соединенные последовательно силовые полупроводниковые приболмл таблеточного исполнения, чередую цнеся с охладителями, токоотводы, Нсшимное приспособление с центрируtata M элементом и трубчатый корпус из электроизоляционного материала, одновременно являющийся воздуховодом..

Недостаток такой конструкции связан с тем, что при небольшом расстоянии между объединенными в блок силовыми полупроводниками не обеспечивается их эффективное охлаждение из-за сравнительно небольшой рабочей поверхности охладителя.

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности является конструкция модуля, содержащая корпус, выполненный в виде цилиидра, вдоль продольной оси которого расположены полупроводниковые приборы и чередующиеся с ними охлгщители с радиальными теплоотводящими ребрами Г2 .

Недостатком этой конструкции является низкая эффективность теплоотвода.

Цель изобретения - повышение эффективности теплоотвода и электрической прочности.

Поставленная цель достигается тем, что в модуле, содержащем корпус, выполненный в виде цилиндра, вдоль

10 продольной оси которого расположены полупроводннковые приборы и чередующиеся с ними охладители с радиальными теплоотводящими ребрами, плоскости радиальных теплоотводя- ,

15 щнх ребер расположены под углом к продольной оси корпуса.

Причем на внутренней поверхности цилиндрического корпуса выполнены кольцевые канавки.

20

На фиг.1 представлена конструкция модуля; на фиг.2 - конструкция охладителя с цилиндрическим наружным кольцом прямоугольного сечения; на фиг.З - вариант конструкции трубча25того корпуса с кольцевыми канавками.

Модуль содержит силовые полупроводниковые приборы 1 таблеточного исполнения, которые чередуются с металлическими охладителями 2. На

30 крайние охладители уложены медные

токоотводы 3 и пластмассовые шайбы 4 со стальными вставками 5. В сферических углублениях указанных вста- вок находятся стальные шарики б. Все у-казанные выше элементы сжаты стальными пружинящими балочками 7, на концах которых предусмотрены отверстия 8. В эти отверстия вставляют стягивающие шпильки (не показаны). Рассмотренные элементы помещены в цилиндрический корпус 9 из изоляционного материала, например из стеклотекстолита. В этом корпусе в нижней и верхней части предусмотрены аксиальные прорези 10, через которые выходят наружу крнцы балочек 7 с отверстиями 8, Торцовые отверстия корпуса 9 подключают к воздуховодам - нагнетательному и отс сывающему (не показаны).

Устройство работает следующая Образом.

Для нормального функционирования силовые полупроводники 1 стягивают шпильками, вставляемыми в отверстия 8, до усилия 1-1,8 т, контролируя его по прогибу балочек 7.Равномерность сжатия полупроводников по всей их поверхности обеспечивается за счет наличия центрирующих шариков 6.

Подвод электрического тока к послдовательно соединенным силовым полупроводникам 1 осуществляется через токоотводы 3 и металлические охладители 2.

Охлаждение полупроводников 1 рсуществляется. путем передачи выделяющегося в них тепла в металлические охладители 2, которые благодаря большо площсщи ребер эффективно охлаждаются воздухом, принудительно продуваеNftjM через корпус 9. Для исключения потерь охлаждающего воздуха прорези

10в корпусе 9 могут быть закрыты резиновыйи заглушками, которые устанавливают после сборки блока.

Охладитель () содержит диск

11с двумя углублениями 12 для установки в них силовых полупроводников, к цилиндрической поверхности диска 11 прикреплены (сваркой ил Рпайкой) ребра 13, которые по своим наружным концам соединены с кольцом 14. Его наружный диаметр соответствует внутреннему диаметру корпуса 9,

Ребра 13 расположены радиально по отношению к диску 11, их поверхность наклонена к оси вращения диска 11 под углом ЗО-бО , Благодаря этому обеспечивается :значительная площадь соприкосновения ребер с охлаждающим воздухом. Воздух при этом движется в корпусе 9 по винтовой линии, закручиваясь вокруг оси охладителя 2. Это уменьшает аэродинамическое сопротивление воздушного канала; под действием центробежных сил частицы пыли и влаги, именициеся в охлаждающем воздухе, отбрасываются наружу к цилиндрическому корпусу 9, а полупроводники 1 при этом остаются чистыми.

На фиг.З представлен вариант выпонения цилиндрического корпуса 9, причем на его внутренней поверхности Предусмотрены кольцевые канавки 15. Они увеличивают путь поверхностного пробоя от одного охладителя 2 до соседнего. Благодаря этому повышается электрическая прочность высоковольтного модуля.

Технико-экономическая эффективность предлага ого модуля определяется повышением эффективности принудительного воздушного охлаждения и электрической прочности при выполнении в Majttjx габаритах.

Формула изобретения

1.Модуль, содержащий корпус, выполненный в Виде цилиндра, вдоль продольной оси которого расположены полупроводниковые приборы и чередующиеся с ними охладители с радиальными теплоотводящими ребрами, отличающийся тем, что, с целью ПОВБОиения эффективности теплоотвода, плоскости ргшиальных теплоотводящих ребер расположены под углом к продольной оси корпуса.

2.Модуль по п.1, отличающий с я тем, что, с целью повышения электрической прочности, на внутренней поверхности цилиндрического корпуса выполнены кольцевые канавки.

Източники информации, принятые во внимание при экспертизе

иBBC-Nachrichten , 1975, 4, с. 198-202, рис. 4.

2. Заявка Франции № 2241175, кл. Н 01 L 23/34, 1975 (прототип). s