Полупроводниковый модуль преимущественно электропреобразовательной техники

 

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях электроэнергии и в высоковольтной бесконтактной коммутационной аппаратуре. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения полупроводниковых приборов - достигается за счет того, что при помощи токоотв-одов 4 и 5 полупроводниковые приборы 1 включены во внешнюю электрическую цепь и осуществляют преобразование электроэнергии, при этом ток протекает по цепочке полупроводниковых приборов 1 и охладителей 2.Выделяющееся от приборов 1 тепло перею

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (l1) (1) Н 05 К 7/20, Н 01 1. 23/34

;,, Hi. мй; И

- ° . :с1

ДЦ:. ),", i

Ь!лЬ)! .:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4441761/21 (22) 15.06.88 (46) 07.05.91. Ьюл, Р 17 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта и Рижский политехнический институт им. А.Я.Пельme (72) Г.R.Лаужа, У.Я.Лейманис, В.Я.Узарс, В.H.Феоктистов, R.H.Õðàìцов и О.Г.Чаусов (53) 671.396 ° 67.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Y - 851557, кл. H 01 L 23/34, 1970.

Резинский С.Р. и др. Конструирование силовых полупроводниковых преобразовательных агрегатов. — M.:

Энергия, 1973, с.34, рис.2-4.

Патент (ША 1 3004196,. кл. 317-734 1961

2 (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЬЙ МОДУЛЬ ПРЕИМУ—

liIFCTRFHH0 3JIFKTPOHPF0IlPA30RATFJInH0A

ТЕХН ИКИ (57) Изобретение относится к силовой полулроводниковой технике и может быть использовано в полупроводниковыми преобразователях электроэнергии и в высоковольтной бесконтактной коммутационной аппаратуре, Пель изобретения — повышение эААективности охлаждения полупроводниковых приборов достигается за счет того, что при помощи токоотводов 4и 5 полупроводниковые приборы 1 включены во внешнюю электрическую цепь и осуществляют преобразование электроэнергии, при этом ток ггротекает по цепочке полупроводниковыx приборов 1 и охладктелей 2.Выделяющееся от приборов 1 тепло пере1647936 дается охладителем 2 дискам, затем тепловой поток распространяется по радиусу. Сквозные прорези в дисках не мешают распространению тепла поУ

5 скольку они не ослабляют теплопроводящего сечения. От поверхности дисков тепло передается по воздушному потоИзобретение относится к силовой полупроводниковой технике и может быть использовано н полупроводниковых преобразователях электроэнергии и н высоковольтной бесконтактной коммутационной аппаратуре.

Цель изобретения — повышение эф- 2р фектинности охлаждения полупроводниковых приборов.

На фиг.1 показан модуль, общий нид; на фиг.2 — охладитель;на фиг.3— то же, разрез no AOA; на фиг.4 — 25 часть охладителя с одним отверстием н увеличенном масштабе; на фиг.5— вид Б на фиг.4; на фиг.6 — разрез

В-В на фиг.4; на фиг.7 — разрезы Г-Г, Д-Д и F.-F на фиг.4; на фиг.8 — вид

Н на фиг.5.

Модуль содержит силовые полупроводниковые приборы I таблеточного исполнения с охладителями 2 между ними, установленные соосно в прижим" ном устройстве с направлением прижатия, показанным стрелками. Полупроводниковые приборы 1 с охладителями 2 помещены н цилиндрический кожух 3, который одновременно являет- 4р ся воздуховодом и служит дпя закрепления н нем охладителей 2.

Столб полупроводниковых приборов 1 с охладителями 2 снабжен токоотнодами 4 и 5, а цилиндрический кожух 3 имеет фланцы 6 и 7, при помощи которых он включен н воздушный канал 8 с охлаждающим потоком. Каждый охладитель 2 выполнен из одинаковых дисков

9, диаметр которых равен диаметру полупроводниковых приборов 1 таблеточного типа. Между ними находится диск 10 из листового металла, который по периферии закреплен и цилиндрическом кожухе 3, например, при помощи уплотнительных втулок 11 иэ мягкой

55 пластмассы. В диске 10 выполнены радиальные прорези 12, в зоне которых листовой материал своими частями 13 ку, который поступает иэ канала 8.

Параметры движения воздушного потока определяются расположением,и размерами прорезей в дисках. Для снижения аэродинамического сопротивления воздушного потока количество прорезей необходимо увеличить.8 ил. и 14 выгнут. Это выполняется при штамповке диска 10 за одну операцию.

Диски скреплены вместе сваркой или пайкой.

Модуль работает следующим образом.

При помощи токоотнодон 4 и 5 полупроводниковые приборы 1 включены

Во внешнюю электрическую цепь.и осуществляют преобразование электроэнергии. При этом ток протекает по цепочке полупроводниковых приборов 1 и охладителей 2.

Выделяющееся в полупроводниковых приборах 1 тепло передается охладителям 2, а именно, сначала дискам 9, от них — диску 10. Затем тепловой поток распространяется по радиусу.

Сквозные прорези 12 не мешают распространению тепла, поскольку они не ослабляют теплопроводящего сечения.

От поверхности дискон 10 тепло передается воздушному потоку, который поступает из канала 8. В пространстве между дисками 10 воздух поступает через прорези 12, при этом создается круговое движение воздуха в каждом междисконом пространстве, что обеспечивает хороший обдув дисков 10 тангенциальным потоком. При расположении прорезей 12 по фиг,2 воздушный поток делает- 2-4 оборота в каждом пространстве. При переходе воздуха в следующее пространство обеспечивается его хорошее перемешивание. Таким образом, движение воздуха осуществляется по винтовой линии с количе" ством оборотов (витков), равным количеству полупроводниковых приборов 1.

Параметры движения воздушного потока определяются расположением и размерами прорезей 12 в дисках 10 °

Для снижения аэродинамического сопротивления воздушного потока количество прорезей 12 желательно увеличить.

Это легко достигается н предлага5 164793 емой конструкции, поскольку прорези

12 не снижают тепловое сопротивление диска 10 при распространении теплового потока в радиальном направлении.

Формула изобретения

Полупроводниковый модуль преимущественно электропреобразовательной тех-1О ники, содержащий открытый с двух противоположных сторон цилиндрический кожух с фланцами на его указанных wme сторонах для соединения с вентиляторами, размещенные в цилиндрическом кожухе полупроводниковые приборы таблеточного типа и плоские дисковые охладители с отверстиями с угловым шагом размещения, собранные с чередованием между собой в 20 столб между токоотводами посредством общего прижимного угла с образованием между каждыми соседними указанными выше охладителями пространств в виде полостей, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, отверстия плоских дисковых охладителей образованы выгнутыми в противоположные стороны и перпендикулярно относительно плоскостей размещения соответствующих указанных выше охпадителей частями плоских дисковых охладителей, ограниченных сквозными прорезями, ориентированными радиально относительно геометрических центров соответствующих укаэанных выше охладителей и расположенными в шахматном порядке, причем соседние плоские дисковые охладители в столбе размещены один относительно другого с угловым смещением их одноименных отверстий, величина которого равна половине углового шага между их соответствующими отверстиями, 1647936

РЯ2. т

Фиг. 6

Фиг.5

Фиа 7

Составитель А.Попова

4иг. 8

Техред А. Кравчук . Корректор g,tiiåêìàð

Редактор Н. Яцола

Заказ 1416 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям,и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул. Гагарина, 101