Полупроводниковый выпрямитель

 

1 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ВЫПРЯ МИТЕЛЬ, выполненный в виде модуля, содержгиций по крайней мере один охладитель , снабженный испарителем, в котором установлен один полупрово никовый прибор, и оребренным конден сатором, жестко закрепленным к испарителю , прижимное устройство и токопроводящие шины, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и снижения его массогабаритных показателей, испаритель выполнен из токопроводящего материала с отверстием в одной яз боковых стенок, в котором через ге1 етизиру-; ющую прокладку смонтирована крыиоса из токопроводящего материгша, полупроводниковый прибор установлен непосредственно между внутренней стенкой испарителя и указанной крынкой, а прижимное устройство и токопроводяо е шины расположены снаружи испарителя . 2. Выпрямитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, на внутренней стенке испарителя, к которой прижат полупроводниковый прибор, выполнены вертикальные параллельные канавки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ЭВ

РЕСПУБЛИК..Я0„„1076984 A

3(59 Н 01 1 25 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ыьыь ю - 4А

Ф Ъ

3Ь ма ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3458390/24-.07 (22) 25.06.82 (46) 28.02.84. Бюл. 9 8 (72) И.г. Киселев, А.Б. Буянов и С.И. Степанов (71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.Н. Образцова (53) 621..314.632(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 645225, кл. Н 01 Ь 25/02, 1977.

2. Патент Японии 9 25299/77, кл. 99(5)С4, 1977. (54)(57) 1, ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ВЫПРЯNMTEJIb, выполненный в виде модуля, содержащий по крайней мере один охладитель, снабженный испарителем, в котором установлен один полупроводниковый прибор, и оребренным конденсатором, жестко закрепленным к испарителю, прижимное устройство и токопроводящие шины, о т л и ч а ющ н и с я тем, что, с целью упрощения устройства и снижения его массогабаритных показателей, испаритель выполнен иэ токопроводящего.материала с отверстием в одной as боковых стенок, в котором через герметизиру-, ющую прокладку смонтирована крышка иэ токопроводящего материала, полупроводниковый прибор установлен непосредственно между внутренней стенкой испарителя и указанной криакой, а прижимное устройство и токопроводя4ие шины расположены снаружи испарителя.

2. Выпрямитель по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью Е

С2 повышения эффективности теплообмена, на внутренней стенке испарителя, к которой прижат полупроводниковый прибор, выполнены вертикальные параллельные канавки.

1076984

Полупроводннковый выпрямитель (фиг. 1) работает следующим образом °

При прохождении тока через полупроводниковые приборы 1 н них выделяется тепло, вызывая их нагрев. От полупроводниковых приборов 1 тепло передается промежуточному теплоносителю, залитому в испарители 3, вызывая его кипение на наружной поверхности полупроводниковых приборов 1. Образовавшийся пар поднимается в конденсаторы 4, где конденсируется, передавая тепло через стенку конденсаторов 4 к охлаждающей среде, смынающ"й наружную поверхность конденсаторов 4. Конденсат иэ конденсаторов 4 по его стенкам стекает внонь в испарители 3, замыкая тем самым

Изобретение относится к электротехнике, а именно к конструированию .и изготовлению полупроводниковых вы- прямителей, и может быть использовано в ныпрямительных установках тепловозов и электровозов, а также в различных силовых цепях.

Известен полупроводниковый выпрямитель, выполненный н виде модуля, содержащий кремниевые таблеточные приборы и охладители, снабженные испарителями и трубчатыми оребренными конденсаторами, жестко закрепленными к испарителям, причем на каждом испарителе установлено два конденсатора под углом 15-20 друг к дру- 15 гу в плоскости, перпендикулярной направлению воздушного потока (1 3.

Недостатком указанного полупроводникового выпрямителя является недостаточно высокая эффективность 2О охлаждения полупроводниковых приборов.

Наиболее близким к предлагаемому является полупроводниковый выпрямиI тель, выполненный в виде модуля, 25 содержащий охладитель, снабженный испарителем, в котором установлен один полупроводниковый прибор, и оребренным конденсатором, жестко закрепленным к испарителю, прижимное, 30 устройство и токопронодящие шины 121.

В указанном выпрямителе испаритель выполнен из электроизолирующего материала и в каждом иэ них установлены шины и прижимное устройство, поэтому при сборке выпрямителя из нескольких модулей потребуется П -прижимных устройств и дополнительная ошиновка, что усложняет устройство и его массогабаритные показатели, Цель изобретения — упрощение устройства, снижение его массогабаритных показателей, повышение эффективности теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, 45 что н полупроводниковом выпрямителе, выполненном н виде модуля, содержащем по крайней мере один охладитель, снабженный испарителем, в котором установлен один полупроводниконый прибор, и оребренным конденсатором, жестко закрепленным к испарителю, прижимное устройство и токопроводящие шины, испаритель выполнен из токопроводящего материала с отверстием н одной из боковых стенок, н котором череэ герметизирующую прокладку смонтирована крышка из токопроводящего материала, полупроводниковый прибор установлен непосредственно между внутренней стенкой испарителя 6() и укаэанной крышкой, а прижимное устройство и токопроводящие шины располсжены снаружи испарителя, На внутренней стенке испарителя, к которой прижат полупронодниконый 65 прибор, могут быть выполнены вертикальные параллельные канавки.

На фиг. 1 показан полупроводниковый ныпрямитель, разрез; на фиг.2 выпрямитель другого возможного исполнения, разрез; на фиг. 3 - крышка испарителя с канавками.

Полупроводниковый выпрямитель (фиг. 1) содержит таблеточные полупроводниковые приборы 1 и охладители

2, снабженные испарителями 3 и оребренными конденсаторами 4, жестко закрепленными к испарителям 3, крышка испарителей 5 с изоляционными прокладками 6. Причем полупроводниковые приборы 1 установлены внутри каждого испарителя 3 посредством прижатия одной стороны корпуса полупронодникового прибора 1 к внутренним стенкам испарителей 3, а со второй стороны — к крышкам испарителей 5. Охладители 2 и полупроводниковые приборы 1 сжаты с помощью шпилек 7, транерс 8, ихоляторов 9. Подвод и отвод тока осуществляется через токопронодящие шины 10..

На фиг. 2 изображен полупроводниковый выпрямитель другого исполнения,, который имеет охладители 2, снабженные испарителями 3 и оребренными конденсаторами 4, жестко закрепленными к испарителям 3, кремниевые структуры 11 с термокомпенсаторами

12. Причем кремниевые структуры 11 понупроводниковых приборов 1 со своими термокомпенсаторами 12 прижаты с одной стороны к внутренней стенке одного испарителя 3, а с другой стороны к внешней стенке второго испарителя 3. Между испарителями устанонлена изоляционная прокладка 6, а к крайнему испарителю прижата дополнительно крышка 5 ° для повышения эффективности теплообмена на поверхностях, к которым прижаты полупроводниковые приборы, по всей их высоте выполнены вертикальные параллельные канавки(фиг.3) .

1076984

Жив. 3

Составитель H ° Нестеренко

Редактбр A. Власенко Техред И. Асталош Корректор А, Повх

Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Эакаэ 762/50

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 испарительно-конденсациониый цикл внутри охладителей 2.

Предлагаемый полупроводниковый выпрямитель позволяет собирать блоки иэ любого числа полупроводниковых приборов, сжимаемых общим прижимным устройством, при этом его компактность в 1,5-2 раза выше, чем у прототипа. Требуется одно прижимное устройство, а у прототипа число их равно числу полупроводниковых приборов, вес предлагаемого выпрямителя в 1,5-2.раза ниже, не требуется дополнительная ошиновка блока, в то время, как у блока из устройств прототипа требуются дополнительные соединительные шины.

Преимуществами полупроводникового выпрямителя являются малая масса устройства с одним полупроводниковьм прибором по сравнению с прототипом, большая надежность с точки зрения герметизации устройства, так как отсутствуют места герметизации токопроводящих шин, кроме того, проще осуществляется сборка устройстваменьше требуется операций при его

10 сборке, нет специальных теплоотводящих элементов, их функцию выполняют стенки испарителя и крышка испарителя.

Таким образом, предлагаемый олу15 проводниковый выпрямитель, проще иэ« вестного и имеет меньшие массогабаритные показатели.