Устройство для охлаждения силовых полупроводниковых приборов

 

Использование: для отвода тепла, выделяемого в силовых полупроводниковых приборах (СПП) при воздушном охлаждении. Сущность изобретения: герметичный корпус 1 выполнен в виде тонкостенной оболочки из электроизоляционного материала. В корпусе имеются зона кипения 2, заполненная изолирующей легкокипящей жидкостью 3, и зона конденсации 4. Корпус 1 в зоне конденсации 4 выполнен с пустотелыми ребрами 5. В ребрах 5 имеются внутренние перегородки 6. Токоподводы 7 с испарителями 8 жестко закреплены на внутренней стороне тонкостенной оболочки. Между испарителями 8 размещен СПП 9. При пропускании через СПП тока, выделяемое на нем тепло нагревает жидкость 3, которая испаряясь , конденсируется в зоне 4. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()(лЭ

1 р

Ql

О (21) 3691705/21 (22) 19,01.84 (46) 15.05.92. Бюл. М 18 (75) И.А. Тепман (53) 621,396.67.7(088.8) (56) Заявка Японии N 52 — 41144, кл. Н 01 (23/46, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ (57) Использование: для отвода тепла, выделяемого в силовых полупроводниковых приборах (СПП) при воздушном охлаждении.

Сущность изобретения: герметичный корИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для отвода тепла, выделяемого в силовых полупроводниковых приборах (СПП) при воздушном охлаждении так, чтобы обеспечить более полную загрузку СПП по току; снизить трудоемкость изготовления охладителей, расход цветных металлов; уменьшить объем, вес и стоимость охлаждающих устройств; сделать поверхность теплоотдачи во внешнюю среду беспотенциальной и электрически безопасной; обеспечить высокую коррозионную стойкость конструкции и возможность эксплуатации ее в условиях загрязнения охлаждающего воздуха токопроводящей пылью и др„размещать в одном (на одном) охладителе один или несколько

СПП находящихся под различными потенциалами.

Целью изобретения является повышение электробезопасности, коррозионной стойкости и технологичности конструкции.

„„ Ж, „1734250 А1 (51)5 Н 05 К 7/20, Н 01 1 23/24, 23/46 пус 1 выполнен в виде тонкостенной оболочки из электроизоляционного материала. В корпусе имеются зона кипения 2, заполненная изолирующей легкокипящей жидкостью

3, и зона конденсации 4, Корпус 1 в зоне конденсации 4 выполнен с пустотелыми ребрами 5. В ребрах 5 имеются внутренние перегородки 6. Токоподводы 7 с испарителями 8 жестко закреплены на внутренней стороне тонкостенной оболочки. Между испарителями 8 размещен СПП 9. При пропускании через СПП тока. выделяемое на нем тепло нагревает жидкость 3, которая испаряясь, конденсируется в зоне 4. 1 ил.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для охлаждения силовых полупроводниковых приборов корпус выполнен в виде тонкостенной оболочки из электроизоляционного материала, состоящей из частей, герметично соединенных между собой, а ребра выполнены пустотелыми с внутренними перегородками, а испарители с токоподводами герметично закреплены в тонкостенной оболочке.

На чертеже представлено устройство для охлаждения силовых полупроводниковых приборов, Устройство для охлаждения силовых полупроводниковых приборов содержит герметичный корпус 1, выполненный в виде тонкостенной оболочки из электроизоляцион ного материала, состоящей из двух герметично соединенных между собой частей. В корпусе имеются зона кипения 2, заполненная изолирующей легкокипящей жидкостью

3, и зона конденсации 4. Корпус 1 в зоне

1734250

50

55 конденсации 4 снабжен пустотелыми ребрами 5 с внутренними перегородками 6.

Токоподводы 7 с испарителями 3 жестко закреплены с внутренней стороны тонкостенной оболочки с возможностью образования между испарителями 8 зазора для размещения полупроводникового прибора

9, Сборка устройства для охлаждения силовых полупроводниковых приборов осуществляется следующим образом, Из изоляционного материала методом прессования (литья) изготовляют две части тонкостенной оболочки с пустотелыми ребрами, вставив в оболочку токоподводы 7, затем при горизонтальном положении охладителя помещают в него полупроводниковые приборы 9 и заполняют полость изолирующей жидкостью 3, устанавливают вторую часть оболочки, Устройство помещают в закрытую камеру. В образованной двумя частями оболочки полоски изменяют давление.до требуемой величины, соединяют части оболочки путем склейки (прессования).

При пропускании через силовой полупроводниковый прибор(СПП) 9 тока последний, нагреваясь, передает тепло жидкости

3, которая, закипая, испаряется, достигает холодных пустотелых ребер 5, передает им тепло, конденсируется и под действием силы тяжести снова возвращается к испарителям 8. Этот процесс идет непрерывно и сбалансированно до тех пор, пок» выделяемое s СПП 9 тепло уравновешивается теплоотдачей во внешнюю среду, Устройство рассчитано на работу во всем диапазоне температур и давлений, возникающих в конструкции.

В целях увеличения теплообмена верхняя часть корпуса 1 несет на себом пустотелые ребра 5 с большой площадью охлаждения, являющиеся конденсатором охладите ля. Для придания жесткости ребра могут внутри иметь перегородки 6, 5 Внутри корпуса 1 на металлических токоподводах 7 устанавливаются полупроводниковые приборы,аблеточной конструкции, которые сжимаются внешним усилием

Р, Температура ки ения жидкости 3 не10 сколько выше максимальной температуры окружающей среды.

Предлагаемое устройство высокотехнологично, имеет малый вес, объем и стоимость; обладает высокой теплоотводящей

15 способностью, 410 позволит улучшить использование СПП в слеме преобразователя; беспотенциально безопасно от попадания под напряжение, обладает высокой коррозионной стойкостью и электрической проч20 ностью, пригодно для отвода тепла от СПП, находящихся пор разными потенциалами, пригодно для эксплуатации в пыленасыщенной и агрессивно среде.

Формула изобретения

25 Устройство для охлаждения силовых полупроводниковых приборов, содержащее герметичный оребренный корпус с зонами кипения и конденсации, частично заполненный изолируюшей легкокипящей жидко30 стью, и испарители с токоподводами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения электробезопасн. сти, коррозионной стойкости и технологичности конструкции, корпус выполнен в в детонкостенной оболочки

35 из электроизоляционного материала, состоящей из двух герметично соединенных между собой частей, а ребра корпуса выполнены пустотелыми с внутренними перегородками, причем испарители с токоподводами

40 герметично закреплены в тонкостенной оболочке.

1734250

40

50

Составитель А.Попова

Техред M,MDðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор Н.Горват

Заказ 1678 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101