Полупроводниковое преобразовательное устройство

 

Яоеi ;аq (1

<») 553 729

Союз Советских

Социалистических

Респтблик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 22.10.74 (21) 2070455/25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М. Кл. Н0) i25/0"

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 25.03.77. Бюллетень ¹ i i (д3) уДК (45) Дата опубликования описания)2.05. 7 (72) Авторы изобретения С. С, Подоскин, А. М. Рывкин, А. Д. Коваль. А "...:));авич, А. И. Будовский, Г. А. Колтунова и Н. Ф. Лотов (71) Заявитель (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНС Е У гРОЙС) ВО

Изобретение относится к полупроводниковым преобразовательным устройствам, в частности к высоковольтным мощным преобразовательным блокам, решающим вопросы охлаждения, изоляции и защиты от пыли активных элементов блока.

Известны конструкции, в которых тепловыделяющие элементы свобоцно крепятся к несущему каркасу, панелям или охладителям. Отвод тепла от тепловыделяющих элементов осуществляется с помощью различных хладагентов, которые либо свободно проходят между отдельными элементами конструкции, либо заключены в специальные трубопроводы, В последнем случае связь между хладагентом и тепловьщеляющими элементами, в основном полупроводниковыми приборами, осуществляется через специальные теплосъемники () ) .

Однако такие устройства получаются объемно сложными, в результате этого охлаждение элементов затруднительно и возможны местные перегревы отдельных элементов конструкции. Все.это приходится учитывать при расчете и выборе элементов преобразовательного устройства. Выбор элементов с учетом возможных местных перегревов приводит к необходимости увеличивать коэффициент запаса по нагрузке. Кроме того, в объемно сложной конструкции ВОЗ)гика)))1 3lIi i ц))с» ",я с b).)сэапп)щеllностью. Все это приводят к увеличению габаритов. излишним затратам и снижс) è э -i33c:,",íîñò) пр,* образовательного устройства.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является полупров одник ов ое преобразовательное устройство, содержащее тепловыводящие элементы и канал для прохождения хладагента, залитые компаундом (2) .

Однако и в этом устройстве невозможно обеспечить эффективный отвод тепла от всех элементов, входящих в его состав, например полупр ов одниковых приборов, резисторов, дросселей и других вспомогательных элементов, при максимальной его компактности.

Цель изобретения — увеличение эффективности охлаждения.

Цель достигается тем, что тепловыводящие элементы по группам окружены теплопроводными кожухами, соединенными со стенками канала, вблизи которого расположены металлические вставки, выходящие за пределы компаунда для присоединения полупроводниковых приборов.

551729

На чертеже приведен один из возможных вариантов предложенного устройства в виде одной ячейки.

Устройство содержит резистор 1, дроссель 2, полупроводниковые приборы 3, теплопроводные кожухи 4, металлические вставки 5, канал 6 для прохождения хладагента, компаунд 7.

Теплопроводящие элементы (резисторы 1 и дроссели 2) разделены на группы и окружены теплопроводящими кожухами 4, либо каждый элемент в отдельности, либо группа однородных элементов.

Кожухи 4 имеют непосредственный контакт со стенками канала 6 для прохождения хладагента.

Металлические вставки 5, являющиеся охладителями полупроводниковых приборов, выходят за пределы компаунда 7, которым залита большая их часть. Металлические вставки либо имеют непосредственный контакт со стенками канала 6, либо расположены вблизи от канала, в зависимости от необходимости потенциального разделения. Полупроводниковые приборы присоединены к охладителям вне компаунда. Все пространство между резисторами 1, дросселем 2 и кожухами 4, а также между каналом 6, охладителем 5 и кожухом 4 залито теплопроводным электроизоляционым компауццом 7.

Хладагент, проходя по каналу 6 и соприкасаясь непосредствено или через небольшой слой компаунда с охладителями, отбирает и уносит выделяемую тепловую энергию элементами 1, 2 и 3.

Разделение тепловыделяющих элементов 1 и 2 на группы кожухами 4 позволяет снизить их взаимное влияние на температурный режим друт друга.

Кроме того, кожухи, охватывающие тепловыделяющие элементы 1 и 2, позволяют резко снизить выделение тепла в окружающую атмосферу.

Компаунд 7, окружающий все элементы конструкции, кроме полупроводниковых приборов 3, позволяет снизить и выровнять температуру отдельных элементов конструкции за счет улучшения условий охлаждения, а его высокие электроизоляционные качества позволяют располагать тепловыделяющие элементы с различным потенциалом на минимальном расстоянии друг от друта и охладите5 лей, не нарушая при этом электрической прочности всей конструкции в целом и ее отдельных частей.

Кроме того, компаунд7, закрывая снаружи все элементы 1, 2, 4, и 6, создает пылевлагозащищенную конструкцию.

10 Таким образом интенсивное охлаждение всех

0 тепловыделяющих элементов преобразовательного блока высокоэффективными хладагентами, например деионизованной водой, позволяет увеличить удельные нагрузки отдельных элементов, т.е. со15 кратить расход активных материалов или заменить их менее дефицитными, а также повысить надежность всего устройства, Кроме того, все это в совокупности позволяет резко сократить габариты, 20

Фор мула из о бр ет ения

25 Полупроводниковое преобразовательное устройство, содержащее тепловыделяющие элементы и канал для прохождения хладагента, залитые компаундом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения эффективности охлаждения, тепловыде30 ляющие элементы по группам окружены теплопроводными кожухами, соединенными со стенками канала, вблизи которого расположены металлические вставки, выходящие за пределы компаунда для присоединения полупроводниковых приборов.

Источники информации, принятые во внимание

35 при экспертизе:

1. Патент США N 3275921, кл. 317-234, 1966.

2. Патент США N 2766409, кл. 317-234, 1960 (прототип) .

551729

С ставитель В. Кузнецов

Техред М. Ликович

КоРРектоР А. Алатырег

Редактор Т. Иванова

Заказ 131/29

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Тираж 1002 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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