Преобразовательная ячейка Советский патент 1982 года по МПК H01L23/34 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ЯЧЕЙКА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструкции преобразовательных ячеек с силовыми полупровод никовыми вентилями. Известна преобразовательная ячейка, содержащая радиатор с односторонним оребрением, к которому при помощи упругих траверс, укрепленных на радиаторе при помощи стоек, прижат силовой полупроводниковый прибор Tl. Такая ячейка имеет сравнительно простую конструкцию, надежна в эксплуатации, но эффективйость охлаждения силовое го прибора в ней низка, посколыдг контакт с радиатором имеет только одна поверхность полупроводника. Известна также преобразовательная ячейка, которая содержит радиатор с односторонне расположенными ребрами, на плоской поверхности которого установлены стойки с электроизолирующими втулками и упругой траверсой, под которой :зажат силовой полупроводниковый прибор вместе с электроизолирукяцей прокладкой. причем между сиповьш полупроводниковым прибором и электроизопнруюшей прокладкой установлен второй радиатор с односторонним оребрением 2. Недостаток ячейки состоит в том, что .приборы с такими охладителями весьма сложно компоновать в преобразовательные установки, особенно при принудительном охлаждении. При монтаже их в канале принудительного воздушного охлаждения доступ к ним (для осмотра, замены и т. д.) затруднен, а.эффективность охлаждения низка из-за плохих аэродинамических свойств блока. Кроме того, полупроводниковый прибор в воздушном кана;ле подвержен загрязнению и увлажнению. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения полупроводникового прибора. Указанная цепь достигается тем, что в преобразовательной ячейке, содержащей радиатор с односторонне расположенными ребрами, на основании которого установлены стойки с электроизолирующими втул39ками и упругой трлверсой, под которой зажат сиповой попупроподниковый прибор таблеточного типа вместе с прокладкой, причем между силовыми полупроводниковым прибором и электроизолирующей прокладкой установлен второй радиатор с односторонним оребрением,ребра обоих радиаторов направлены в одну сторону, .причем ребра второго радиатора охватывают первый радиатор. Ребра второго радиатора могут иметь П-образную форму. Кроме того, с целью предохранения силового полупроводникового прибора от загрязнения охлаждающим воздухом и улучшения аэродинамических свойств устройства между первым и вторым радиаторами установпено фигурное кольцо из эластомера, высота которого оольше высоты силового полупроводникового прибора, причем в стенках кольца для пропуска стоек выполнены отверстия, оси которых параллельны оси кольца. На фиг. 1 изображена ячейка в сборе общий вид; на фиг. 2 - вариант ячейки с Пггобразными ребрами; на фиг. 3 - защитное кольцо; на фиг. 4 - ячейка с кольцом. Устройство (фиг. 1) содержит радиатор 1 с ребрами 2, на основании поверхности 3 которого установиены стойки 4 и 5 с электроизолирукнцими втулка ми 6 и 7. В качестве этих стоек могут быть использованы щпильки, завернутые в радиатор 1, или же болты, пропущенные в сквозные отверстия в радиаторе 1 и установленные в нем гоповкакш вниз. На стойки 4 и 5 одета упругая траiBepca 8, отжимаемая вниз при помощи гаек 9 и 1О. Под траверсой смонтированы электроизолирующая прокладка 11 и силовой полупроводниковый прибор 12, между которыми находится основание 13 радиатора 14. В основании 13 радиатора 14 предусмотрены отверстия дпя пропуска стоек 4 и 5. По краям основания имеются ребра 15, направленные в ту же сторону, что и ребра 2 радиатора 1. По краям основания за ребрами 15 имеются отверстия 16 Для крепления всего устройства к монтажной плате 17, которая одновременно является стенкой воздушного канала. Крепление осуществляется при помощи винтов, не показанных на фиг. 1. Возможны и другие способы сборки устройств в преобразователь, например с боковыми фигурными стойками. В этом 54 случае форма краевых участков основония 3 может быть другой. СбЬрка устройства происходит в такой последовательности. На радиаторе 1 устанавливают стойки 4, 5 и одевают на них электроизолирующие втупки 6, .7. На радиатор 1 устанавливают полупроводник 12, фиксируя его положение Обычно применяемыми для этих целей средствами (центрирующий штрифт), а на него укладывают радиатор 14, электроизолирующую прокладку 11 и траверсу 8. Поверх траверсы 8 на стойки 4 и 5 навинчивают гайки 9 и Ю, подтягивая которые сжимают полупроводник 12 с нормативным усилие 1-1,8 тс, причем усилие прижима контролируют по прогибу траверсы 8. Подключение электрических проводов может осуществляться при помощи одного из отверстий 16 к радиатору 14 и к верхнему концу одной из. стоек 4 или 5. Возможно также применение обычных то коотводящих дисков, накладываемых на полупроводник 12 с обеих сторон. Охлаждение силового полупроводникового прибора 12 осуществляется следующим образом. Воздущный поток направлен вдоль ребер 2 и 15 (перпендикулярно, плоскости чертежа на фиг. 1). Тепло, выделяемое в полупроводниковом приборе 12, передается в радиаторы 1и 14, а затем через ребра 2 и 15 - охпаждаклиему воздуху. При этом, поскольку поверхности ребер 2 и 15 примерно одинаковы , эффективность отвода тепла от таблеточного полупроводника одинакова с обеих сторон (вверх, вниз) , что и требуется по условиям обеспечения его нормальной работы. На фиг. 2 показан вариант конструкции предложенного устройства, согласно которому ребра 15 на конце соединены перемычкой 18. Наличие ее позволяет упучщить аэродинамические свойства устройства, поскольку улучшается направление воздуха в канале, и повысить прочность конструкции. При введении перемычки 18 количество ребер 15 может быть уменьшено, В ряяе случаев необходимо изолировать полупроводниковый прибор 12 от охлаждающего воздуха. Для этого между радиаторами 1 и 14 может быть уложено фигурное кольцо 19 (фиг. 3 и 4) из эластомера (мягкая резина). В кольце цредусмотрены отверстия 2О и 21, которыми оно одевается на стойки 4 и 5. Высота кольца несколько больше (на 1015%) высоты полупроводника 12. Заснет этого при сжатии кольца обеспечирается герметизация пространства вокруг попупроводника. Кроме того, копьцо закрывает просвет между радиаторами 1 и 14 улучшая аэродинамические свойства воздушного канала и увеличивая скорость воздуха между ребрами.

Технико-экономическая эффективность предложенного устройства определяется равномерным охлаждением силового полупроводникового прибора с обеих сторон и удобством размещения его в воздушном канапе.

Формула изобретения

и улучшения аэродинамических свойств устройства, между первым и вторым радиаторами установлено (}игурное копьцо из эластомрра, высота которого больше высоты силового полупроводникового прибора, причем в стенках кольца для пропуска стоек выполнены отверстия, оси которых параллельны оси кольца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20

AzL

21

S-B