Полупроводниковый вентильный блок Советский патент 1983 года по МПК H01L25/00 

(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ВЕПТИЛЬНЫЙ БЛОК

Изобретение относится к электротехнике, в частности к выпрямительным уст ройствам собираемым на основе лави ных таблеточных диодов, н может применяться в скстемак питания технологических установок. Известен вентильный блок, содержащий последовапельно соединенные таблеточные тиристоры, собранные в столбообразную конструкцию, причем тврист(фы чередуются с охладителями, соединенными с тепловыми трубками, расположенными ортогонально оси вентильного блока. Для обеспечения механической и элек трической развязки теплов ых трубок в таблеточньхх тиристоров устройство снаб жено изолирующими вставками н элаотичными элементами, расположенными вдоль трактов отвода тепла tl 3. Недостатком этого устройства являА ется низкая надежность трактов отвода тепла, содержащихизолирующие втулки и сильфоны, которые необходимо герметиаировать для обеспечения эффективной работы теплошлх труб.; Кроме того, данное устройство характеризуется ограниченными фуншщюнальными возможностями, позволяя собирать только вентильные плечи моста. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является выпрямительное устройство, содержащее последовательно соединенные таблеточные вев- тили, которые собраны в столбообра ную конструкашо, чередуясь с охладителями. Крепежный Kapirac устройства содержит изолврукщщю фланцы, С1 янутые шпильками, между фланцами расположена сборка из таблетофвплх вентилей и охладителей, механическое усилие вдоль которой форм|1руется стяжным винтом, расположенным на одном фланце вдоль оси сш темы. Охладители вьшолнены в виде полых проводящих дисков, в которые поступает охлаждающая жидкость через пектрубки, расположенные параллельно оси устройства С2 3 .

Недостатками данного устройства являются сложность электрической развяэки патрубков с охлаждающей жидкостью и вентильно сборки, ограничение функ или возможностью последовательно-согласного включения вентилей и необходимость непрерывной прокачки охлаждающей жидкости для объема тепловых потерь мощности.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных воэможностей устройства путем формирования разных схем выпрямления в единой столбовой конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в вентильном блоке, содержащем цепочку таблеточных вентилей, которые собраны чередуясь с полыми дисковыми охладителями в крепежном каркасе, состоящем из изолирующих фланцев, стяжных втулок и прижимного винта, он сна&жен П-образными электропррвод5шгами тепловыми трубками, соединенными с по лыми дисковыми охладителями, цепочка вентилей разбита на группы, содержащие четное число элементов и включенные встречно| а тепловые трубки соединены с дисковыми охладителями, расположенными между униполярными электродами таблеточных вентилей.

Вентильный блок дополнительно снабжен линейными тепловыми трубками, соединенными с дисковыми охладителями средних точек каждой группы вентилей и расположенными в одной плоскости.

Цепочка таблеточных вентилей может быть расположена в горизонтальной плоскости, линейные тепловые трубки устагновлены вертикально, а плоскости П-с образных тепловых трубок расположены справа и слева от плоскости линейных трубок под углом 6О®,

Блок может быть снабжен набором тарельчатых пружин, расположенных между изолирующим фланцем и крайним дисковым охладителем.

На фиг, 1 изображена конструкция вентильного блока; на фиг, 2 - принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит таблеточные вентили 1, чередующиеся с полыми дисковыми охладителями 2, стянутые изолирующими фланцами 3 с помощью стяжных втулок 4, прижимного винта 5 и набора тарельчатых пружин 6 с указателем давления 7, П-образные тепловые трубки 8 заполнены теплоносителем и снабжены фитилем 9, Трубки содержат

зону испарения теплоносителя 10, совпадающую с полостью дискового охлад1ьтеля и зону конденсации 11, Аналогично выполнены линейные тепловые трубки 12, Цепочка вентилей выполнена в виде групп 13 с четным. количеством элементов. Линейные тепловые трубки соединены с дисковыми охладителями срехьних точек 14 каждой группы вентилей. Вентильный блок является модулем 15 каскадного мостового выпрямителя 16,

УстрсЯйство работает следующим образом.

Вентильный блок фиксируется в горизонтальном положении (основанием вдоль линии А-А) в кожухе с жидким диэлек-, триком, С помощью прижимного винта 5 и набора тарельчатых пружин 6 устанавливается механическое усилие, регистрируемое указателем 7, которое обеспечивает заданный уровень теплового сопротивления вдоль системы таблеточных вентилей 1 и дисковых охладителей 2, Электропроводящие П-образные тепловые трубки 8 образуют электрические полюса модуля выпрямительного моста, с помощью которых осуществляется переход к каокаду 16, Линейные тепловые трубки 12 совмещают функции электрических фазовых вводов в вентильный блок. Поэтому при работе устройства обеспечивается двустороннее охлаждение каждого таблеточного- вентиля систем:ой тепловых трубок, ЯВЛЯЮЩИХСЯ одновременно элементами электрической щинковки моста (на фиг. 2 приведен вариант трехфазной мостовой схемы). По достижении определенной температуры тепловых переходов между таблеточными вентилями 1 и дисковыми охладителями 2 происходит автоматический запуск тепловых труб 8 и 12, В зоне 1О непосредственно принмыкающей к основаниям таблеточных вентилей, происходит испарение теплоносителя, который, проходя среднюю адиаба- ную область трубки, конденсируется в трубочной полости 11, Образовавщийся конденсат по фитилю 9 возвращается действием капилл5фных сил в зону испарения 1О и рабочий цикл каждой тепловой трубы замыкается. Пространственное расположение тепловых трубок рещает две задачи: электрическую развязку, полюсов моста и фазовых вводов и опти-мальное использование свойств жидкого диэлектрика, служащего для отвода тепла от внещней поверхности тепловых трубок.

Корпус ка)кдой тепловой трубы выполняется из медЕ, в качестве теплоносител может вспользоватьсг вода, метвловый спирт или фреон-11. Фитиль может собираться на основе керамического волокна или саржевой ткани. Благодаря свойству тепловых трубок обеспечивать взо термические характеристики охлаждаемых поверхностей и попарному объедв нения тепловых потоков от таблеточных вентилей достигается омпенсапня термоупругих напряжений вдоль всей структуры вентильного блока. Поэтому введение набора тарельчатых пружин 6, раоположенного между изол1фукя1шм фландем

3 и 1файннм дисковым охладителем обеспечивает пропорциональность продоль ного механического усилия и распределенного теплеюого сопротивления устройства, что повышает надежность в условиях длительной экспдуетацин.

Положш-ельный эффект от применения данного изобретения обусловлен расширением фун1шиональных возможностей столбовой конструкции вентильного блока путем формирования разных схем выпрямления, обеспечивающих сстместное решение задач электрической развязки . сложных каскадных выпрямителей и э фективного отбора тепла с двух стор«ж каждого таблеточного вентиля. Одновременно повышается надежность устройства в режимах, когда меняется величина нагрузочного тока и уровень потерь в таблеточных вентилях, благодаря пенсации термоупругих напряжений.

Эти особенности позволяют прикюшоть вентильный блок в источниках питания

, электронно-лучевых технологических уотановок.

ФормУла изобретения Полупроводниковый вентильный блок,

содержащий цепочку таблеточных вентвн

лей/шрёдуюишхся с полыми дисковыми охладителями в крепежном каркасе из изолируюишх фланцев, стяжных вггулок и прижимного винта, отличаюшийс я тем, что, с целью повьшгааия надежности и расширения функциональных ъоаможностей путем формирования разных схем выпрямления в единой столбовой конструкции, он снабжен П-о азными электропроводящими тепловыми трубками, соединенными с полыми дисковыми . охладител51ми, цепочка вентилей разбита,; на группы, сод жапще четное число элёмеотов и включенные встречно, а указанные

охладителями, расположенными между униполярными электродами таблетспных вентилей.

расположенным между изолирующим фланцем и крайним дискошлм охладителем.

Источники ннфсфмации, принятые во внимание при эксш утвзе

в

11

И

фм.1