Полупроводниковый светоуправляемый модуль

 

Использование: е полупроводниковых пр.еобразователях электрической энергии, станциях управления и электроприводах постоянного и переменного тока. Сущность изобретения: блок управления выполнен из изолирующего каркаса, в котором закреплены светоизлучающие диоды. Изолирующий каркас имеет один боковой паз под силовой вывод и центральное отверстие, в котором расположена линза со стороны нижней поверхности каркаса. На верхней поверхности каркаса расположены токоведущие дорожки с металлическими штырями, электрически соединенными с внешними выводами светоизлучающих диодов. Боковые стенки каркаса зафиксированы на нижних фасонных шинах. 3 ил. сл с

(!9) (!!) союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (м)з Н 01 (25/03

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗС)БРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4845674/07 (22) 02.07-.90 (46) 07,07.92. Бюл. М 25 (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И,Ленина (72) Л.В.Горохов, Л.Н.Гридин, А.И.Фалин и

P.È.8àëþæåíè÷ (53) 621.314.632 (088.8) (56) Заявка ФРГ М 3303103, кл. Н 01 3 25/04, 1984, Авторское свидетельство СССР

N 1056319, кл, Н 01 (25/03, 1983. (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ СВЕТОУПРАВЛЯЕМЫЙ МОДУЛЬ

Изобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к выпрямительным блокам, и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях электрической энергии, станциях управления и электроприво,,х постоянного и переменного тока.

Известно много полупроводниковых управляемых устройств в том числе паяной конструкции.

Основным недостатком таких модулей является сложность сборки и трудность контроля узла управления, Наиболее близким к предлагаемому является полупроводниковый светоуправляемый модуль в металлокерамическом корпусе, содержащий блок управления, силовые полупроводниковые элементы, которые снабжены светочувствительной поверхностью и оптически связаны со све(57) Использование: в полупроводниковых пре образователях электрической энергии, станциях управления и электроприводах постоянного и переменного тока. Сущность изобретения; блок управления выполнен из изолирующего каркаса, в котором закреплены светоизлучающие диоды. Изолирующий каркас имеет один боковой паз под силовой вывод и центральное отверстие, в котором расположена линза со стороны нижней псверхности каркаса. На верхней поверхности каркаса расположены токо- . ведущие дорожки с металлическими штырями, электрически соединенными с внешними выводами светоизлучающих диодов, Боковые стенки каркаса зафиксированы на нижних фасонных шинах. 3 ил.

° юВ тоизлучающими диодами, при этом полупроводниковые элементы закреплены на металли- р ческом основании через металлические фасонные шины и контактные пластины, изолированныее от основания и соединяющие каждый силовой элемент с токовыми выводами Ы модуля, СО

К недостаткам данного модуля относится сложность сборки, невозможность контроля и юстировки блока управления до его сборки, В указанном модуле светодиоды вставляют в изолирующие детали в виде фторопластовых трубок, которые затем приклеивают компаундом к световому окну вручную, т.е. воспроизводимость параметров зависит от качества сборки и условий нанесения компаунда, при атом точность сборки и установки светодиода зависит только от квалификации исполнителя, 1746438

Таким образом, данная конструкция ского соединения с управляющими шинами блока управления не поддается механиза- цепи управления 11, На одной из боковых ции при его сборке, а при работе прибора поверхностей каркаса выполнен паэ Б, световой поток от светоиэлучающего диода предназначенный для катодного вывода от плохо концентрируется над световым ок- 5 силовых полупроводниковых элементов 4. ном. Размеры каркаса и положение паза в нем

Целью изобретения является повыше- зависят от геометрии структуры фотоприемние технологичности модуля. ника и катодного вывода. В более сложных

Указанная цель достигается тем, что в конструкциях каркас может быть цилиндриполупроводниковом светоуправляемом мо- 10 ческой формы с любым количеством проходдуле в металлокерамическом корпусе, содер- ных пазов под выводы. жащем блок управления, силовые Местоположение линзы 13 по высоте в полупроводниковые элементы, которые снаб- отверстии со стороны нижней поверхности жены светочуствительной поверхностью и каркасаиееформаопределяютсяразмером оптически связаны сосветоизлучающимиди- 15 фотоприемника, так как решается задача одами, при этом полупроводниковые элемен- фокусировки светового потока и вписания ты закреплены на металлическом основании его равномерно во всю светоприемную почерез металлические фасонные шины и кон- верхность фотоприемника. Место располотактные пластины, изолированные отоснова- жения отверстия под светоизлучающий ния и соединяющие каждый силовой элемент 20 диод в каркасе определяется конструкцией с токовыми выводами модуля, блок управле- фотоприемника. 8 данном конкретном приния выполнен иэ изолирующего каркаса, ко- мере показан фотоприемник с центральным торый снабжен по меньшей мере одним расположением плоскости приема иэлучебоковым пазом под силовой вывод и по ния. меньшей мере одной линзой, расположен- 25 Предлагаемая конструкция каркаса поной в отверстии со стороны нижней повер- эволяет достигнуть большой точности сборхности каркаса, на которой закреплен ки и сопряжения светоокна со светоизлучающий диод, при этом на верх- светоизлучающим диодом, при этом линза ней поверхности каркаса расположены то- 13 позволяет сконцентрировать световой коведущие дорожки с металлическими 30 поток диода на всю поверхность светового штырями, электрически соединенные с окна. Заранее собранный блок управления внешнимивыводамисветаизлучающихдио- позволяет произвести все необходимые дов и с управляющими шинами цепи управ- проверки, подбор узлов и автоматизировать ления на корпусе модуля, а боковые стенки сборку модуля. где на медное основание 1 каркаса зафиксированы на нижних фасон- 35 напаивают керамические подложки 2 из окиси ных шинах. бериллия (фиг.1). На них напаивают фасонные

На фиг.1 изображена упрощенная кон- шины 3 и силовые полупроводниковые элеструкция предлагаемого модуля; на фиг.2 — менты 4. На фасонных шинах имеются гнезда, конструкция изолирующего каркаса; на вкоторыхфиксируютбоковыестороныкаркафиг.3 — то же, вид сверху. 40 са 6. Каркас зафиксирован так, чтобы в паз Б

Устройство содержитоснование 1, изо- вошла шина катодного вывода. 8се выводы лирующую керамику 2, фасонные шины и распаивают по требуемой схеме. Сборку законтактные пластины 3, силовые полупро- . ключают в металлокерамический корпус 9. водниковые элементы 4, представляющие Места соединения корпуса с силовыми вывособой фотоприемники, светоизлучающие 45 дами 10 опаивают припоем ПОС-40. По перидиоды 5, каркас 6 с токоведущими дорожка- метру выступающей обечайки 14 основание ми 7 и металлическими штырями В,: корпус корпуса 1 сваривают с верхней частью корпу9, внешние силовые выводы 10, выводы це- са 9, после чего внутреннее пространство пи управления 11, трубки 12, линзу 13, обе- корпуса модуля наполняют инертным газом чайку 14, 50 через трубки 12, которые затем заваривают

Сначала собирают блок управления, со- холодной сваркой, стоящий из изолирующего керамического При работе прибора управления силокаркаса 6 с отверстием и линзы 13, на кото- выми элементами осуществляется светоиэрой вплотную закреплен светоизлучающий лучающими диодами 5 путем подачи на диод 5, выводы которого распаяны на токо- 55 управляющие выводы (вход светоиэлучаюведущие дорожки 7 (фиг.2. 3). Токоведущие щего диода) электрического сигнала. В ре-. дорожки нанесены на верхнюю поверх- зультате через светоизлучающие диоды ность каркаса шелкографией или напылени- начинает протекать в прямом направлении ем и контактируют с металлическими ток, вызывая излучение, пропорциональное штырями 8, необходимыми для электриче- току. Это излучение фокусируется линзой и

1746438 направляется на светоприемное окно силового полупроводникового элемента, например фототиристорного, генерируя в этом элементе фото ЭДС или фототок, который переключает фототиристор в проводящее состояние и, таким образом, в выходной цепи происходит коммутация тока, Предлагаемая конструкция модуля позволяет снизить трудоемкость сборки на 57%, снизить себестоимость модуля на 3—

5%. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет автоматизировать .процессы сборки, что ведет к еще большему снижению себестоимости сборки и повышению технологичности на = 10 о, Формула изобретения

Полупроводниковый светоуправляемый модуль с металлокерамическом корпусе, содержащий блок управления, силовые полупроводниковые элементы, которые снабжены светочувствительной поверхностью и оптически связаны со светоизлучающими диодами, при этом полупроводниковые элементы закреплены на металлическом основании через металлические фасонные шины и контак5 тные пластины; изолированные от основания и соединяющие каждый силовой элемент с токовыми выводами модуля, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения технологичности модуля, блок управления выполнен из

10 изолирующего каркаса, который снабжен по меньшей мере одним боковым пазом под силовой вывод и по меньшей мере одной линзой, расположенной в отверстии со стороны нижней поверхности каркаса, на которой за15 креплен светоизлучающий диод, при этом на верхней поверхности каркаса расположены токоведущие дорожки с металлическими штырями, электрически соединенные с внешними выводами светоизлучающих диодов и с

20 управляющими шинами цепи управления на корпусе модуля, а боковые стенки каркаса зафиксированы на нижних.фасонных шинах, 1746438

Составитель Л.В.Горохов

Редактор А.Алексеенко Техред М,Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 2399 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,уд, Гагарина,101