Полупроводниковый модуль выпрямителя

 

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике. Технический результат изобретения заключается в обеспечении повышенной токовой нагрузки за счет интенсивного отвода тепла через плоскость основания и снижение габаритов прибора. Сущность: полупроводниковый модуль выпрямителя содержит корпус, изготовленный из диэлектрического материала, металлическое основание, на котором установлен корпус, полупроводниковые выпрямительные элементы, размещенные в корпусе, герметизирующий диэлектрический материал, которым заполнена внутренняя полость корпуса, внешние выводы, предназначенные для присоединения модуля к электрической схеме. На плоскости основания размещен плоский нижний токовод, согнутый под углом девяносто градусов. На плоскости нижнего токовода, параллельной плоскости основания, установлены выпрямительные элементы первого ряда, на каждом выпрямительном элементе первого ряда установлены плоские тоководы первого ряда, согнутые под углом девяносто градусов. На плоскостях тоководов первого ряда, параллельных плоскости основания, размещены выпрямительные элементы второго ряда. На выпрямительных элементах второго ряда установлен верхний токовод, согнутый под углом девяносто градусов, общий для выпрямительных элементов второго ряда. Плоские области тоководов, перпендикулярные плоскости основания, выступают из корпуса и образуют внешние выводы, при этом вывод нижнего токовода и вывод верхнего токовода находятся вдоль одной прямой, а их плоскости параллельны между собой. Выводы тоководов первого ряда размещены с разных сторон этой прямой. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике и может быть использовано при создании новых приборов силовой полупроводниковой электроники.

Известны конструкции полупроводникового модуля выпрямителя, содержащие металлическое основание, корпус, установленный на основании, изготовленный из диэлектрического материала, множество полупроводниковых выпрямительных элементов, размещенных в корпусе; герметизирующий диэлектрический материал, которым заполнена внутренняя полость корпуса, выводы, предназначенные для присоединения полупроводникового модуля к электрической схеме (патент US 4367523 от 04 января 1983 года, US 4436951 от 13 марта 1984 года). Полупроводниковые модули по патентам US 4367523, US 4436951 являются аналогами полупроводниковых приборов штыревой конструкции, так как они крепятся к охладителю винтом, пропущенным через сцентрированные отверстия в корпусе и основании между полупроводниковыми выпрямительными элементами модуля. Этот винт электрически изолирован от основания и не проводит тепло от выпрямительных элементов к охладителю, в связи с этим модули имеют повышенные габаритные размеры.

За прототип принята конструкция полупроводникового прибора по патенту US 4314271 от 02 февраля 1982 года. Полупроводниковый прибор по патенту US 4314271 содержит два выпрямительных элемента, размещенных один на другом. Недостатком этой конструкции прибора является то, что его электрическая схема представляет плечо мостового выпрямителя.

Сущность предлагаемого изобретения выражается в том, что конструкция полупроводникового модуля выпрямителя содержит:

- корпус, изготовленный из диэлектрического материала,

- металлическое основание, на котором установлен корпус,

- полупроводниковые выпрямительные элементы, размещенные в корпусе,

- герметизирующий диэлектрический материал, которым заполнена внутренняя полость корпуса,

- внешние выводы, предназначенные для присоединения модуля к электрической схеме.

На плоскости основания размещен плоский нижний токовод, согнутый под углом девяносто градусов. На плоскости нижнего токовода, параллельной плоскости основания, установлены выпрямительные элементы первого ряда. На каждом выпрямительном элементе первого ряда установлены плоские тоководы первого ряда, согнутые под углом девяносто градусов. На плоскостях тоководов первого ряда, параллельных плоскости основания, размещены выпрямительные элементы второго ряда. На выпрямительных элементах второго ряда установлен верхний плоский токовод, согнутый под углом девяносто градусов, общий для выпрямительных элементов второго ряда. Плоские области тоководов, перпендикулярные плоскости основания, выступают из корпуса и образуют внешние выводы, при этом вывод нижнего токовода и вывод верхнего токовода находятся вдоль одной прямой, а их плоскости параллельны между собой. Выводы тоководов первого ряда размещены с разных сторон этой прямой.

Между плоскостью основания и плоскостью нижнего токовода, параллельной плоскости основания, установлен электрический изолятор.

Признаки аналогов и прототипа, совпадающие с существенными признаками предлагаемого изобретения являются следующими, наличие:

- металлического основания,

- корпуса, установленного на основании, изготовленного из диэлектрического материала,

- множества полупроводниковых выпрямительных элементов, размещенных в корпусе;

- герметизирующего диэлектрического материала, которым заполнена внутренняя полость корпуса,

- выводов, предназначенных для присоединения полупроводникового модуля к электрической схеме.

Отличительными признаками являются:

- на плоскости основания размещен плоский нижний токовод, согнутый под углом девяносто градусов,

- на плоскости нижнего токовода, параллельной плоскости основания, установлены выпрямительные элементы первого ряда,

- на каждом выпрямительном элементе первого ряда установлены плоские тоководы первого ряда, согнутые под углом девяносто градусов,

- на плоскостях тоководов первого ряда, параллельных плоскости основания, размещены выпрямительные элементы второго ряда,

- на выпрямительных элементах второго ряда установлен верхний плоский токовод, согнутый под углом девяносто градусов, общий для выпрямительных элементов второго ряда,

- плоские области тоководов, перпендикулярные плоскости основания, выступают из корпуса и образуют внешние выводы, при этом вывод нижнего токовода и вывод верхнего токовода находятся вдоль одной прямой, а их плоскости параллельны между собой,

- выводы тоководов первого ряда размещены с разных сторон этой прямой.

Между плоскостью основания и плоскостью нижнего токовода, параллельной плоскости основания, установлен электрический изолятор.

Авторы считают, что заявляемые технические решения соответствуют критерию “существенного отличия”, так как технические решения, имеющие признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, им неизвестны.

На фиг.1 представлен общий вид полупроводникового модуля выпрямителя штыревой конструкции. На фиг.2 и 3 изображены в изометрии конструкции модуля полупроводникового выпрямителя с потенциальным (фиг.2) и беспотенциальным (фиг.3) основанием (на фиг.2 и 3 корпус модуля не показан). На фиг.4 приведена электрическая схема модуля.

Модуль полупроводникового выпрямителя (фиг.1) содержит металлическое основание 1, с гранями 2 под гаечный ключ и резьбовой частью под ними. На основании установлен корпус 3 с внешними выводами. 4, 5, 6, 7. Внутренняя полость корпуса заполнена герметиком 8.

Внутреннее устройство модуля видно из фиг.2 и 3. На плоскости 17 основания 1 размещен плоский нижний токовод, согнутый под углом 90 градусов, имеющий плоскую область 9, параллельную плоскости основания 17. На плоской области 9 размещен первый ряд ряда выпрямительных элементов, состоящий из двух элементов 10 и 11. На каждом выпрямительном элементе первого ряда 10 и 11 укреплены тоководы первого ряда, согнутые под углом девяносто градусов. На плоскостях 12 и 13 тоководов первого ряда, параллельных плоскости основания, размещены выпрямительные элементы 14 и 15 второго ряда. На выпрямительных элементах второго ряда установлен верхний плоский токовод, согнутый под углом девяносто градусов, общий 16 для выпрямительных элементов второго ряда. Плоские области тоководов 4, 5, 6, 7, перпендикулярные плоскости 17 основания, выступают из корпуса и образуют внешние одноименные внешние выводы. Вывод 7 нижнего токовода и вывод 6 верхнего токовода находятся вдоль одной прямой, а их плоскости параллельны между собой. Выводы 4 и 5 тоководов первого ряда размещены с разных сторон этой прямой.

На фиг.3 изображена конструкция модуля с беспотенциальным основанием. Это обеспечено с помощью электрического изолятора 18, размещенного между пьедесталом 17 и плоской областью 9 нижнего токовода.

На фиг.4 приведена электрическая схема модуля полупроводникового выпрямителя. Цифрами на фиг.4 показаны внешние выводы и выпрямительные элементы модуля, изображенные на фиг.2 и 3.

Предложенная конструкция модуля полупроводникового выпрямителя обладает следующими преимуществами:

- модуль имеет малые габариты за счет размещения полупроводниковых выпрямительных элементов в два ряда, расположенных один над другим,

- повышенную токовую нагрузку, что обеспечивается интенсивным отводом тепла от выпрямительных элементов к охладителю как через плоскость основания, так и через винт резьбовой части основания.

Формула изобретения

1. Полупроводниковый модуль выпрямителя, содержащий корпус, изготовленный из диэлектрического материала, металлическое основание, на котором установлен корпус, полупроводниковые выпрямительные элементы, размещенные в корпусе, герметизирующий диэлектрический материал, которым заполнена внутренняя полость корпуса, внешние выводы, предназначенные для присоединения модуля к электрической схеме, отличающийся тем, что на плоскости основания размещен плоский нижний токовод, согнутый под углом 90°, на плоскости нижнего токовода, параллельной плоскости основания, установлены выпрямительные элементы первого ряда, на каждом выпрямительном элементе первого ряда установлены плоские тоководы первого ряда, согнутые под углом 90°, на плоскостях тоководов первого ряда, параллельных плоскости основания, размещены выпрямительные элементы второго ряда, на выпрямительных элементах второго ряда установлен верхний плоский токовод, согнутый под углом 90°, общий для выпрямительных элементов второго ряда, плоские области тоководов, перпендикулярные плоскости основания, выступают из корпуса и образуют внешние выводы, при этом вывод нижнего токовода и вывод верхнего токовода находятся вдоль одной прямой, а их плоскости параллельны между собой, выводы тоководов первого ряда размещены с разных сторон этой прямой.

2. Полупроводниковый модуль по п.1, отличающийся тем, что между плоскостью основания и плоскостью нижнего токовода, параллельной плоскости основания, установлен электрический изолятор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4