Полупроводниковый преобразовательный модуль

 

(19)RU(11)695398(13)C(51)  МПК ⁵    _{H01L25/03, H01L23/34}Статус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ

Изобретение относится к области полупроводниковой преобразовательной техники и может найти применение в полупроводниковых преобразовательных устройствах различного назначения. Известен высоковольтный полупроводниковый преобразовательный блок, содержащий ряд модулей, собранных по двум параллельным осям в шахматном порядке, причем каждый модуль выполнен с индивидуальным каналом охлаждения. Недостатком этого высоковольтного полупроводникового преобразователя является то, что устройство, трудно реализуемое ввиду того, что оно сложно в сборке, так как прижатие приборов к радиаторам невозможно выполнить общей стяжкой столба из-за отсутствия опорных связей между приборами расположенными в шахматном порядке по двум осям. Известен также полупроводниковый преобразовательный модуль, содержащий корпус, выполненный из скрепленных между собой боковыми стойками концевых опор, между которыми расположены индивидуально охлаждаемые полупроводниковые приборы, собранные поочередно с радиаторами и сжатые общим прижимным устройством, и распределительный коллектор. В этом устройстве радиаторы снабжены подводящим и отводящими патрубками для охлаждающего потока и соединены посpедством гибких изоляционных шлангов соответственно с подводящим и отводящим патрубками распределительных коллекторов, причем распределительные коллекторы выполнены в виде отдельных резервуаров, закрепленных на концевых опорах, а шланги уплотнены на патрубках радиаторов и распределительных коллекторов с помощью стяжных устройств. Известное устройство устраняет недостатки вышеприведенного устройства. Однако оно представляет собой сложную конструкцию. Так, для распределения охлаждающего потока по индивидуально охлаждаемым полупроводниковым прибором применены специальные распределительные коллекторы в виде отдельных резервуаров, закрепленных на корпусе с помощью крепежных элементов, при этом радиаторы и распределительные коллекторы соединены между собой с помощью гибких шлангов, а гибкие шланги уплотнены на патрубках с помощью стяжных устройств. Соединение радиаторов с распределительными коллекторами гибкими шлангами радиаторами и их стяжке в модуле возникают перемещения радиаторов совместно с полупроводниковыми приборами в направлении стяжки, что вызывает взаимное перемещение патрубков радиаторов относительно патрубков распределительных коллекторов, а такое перемещение может быть скомпенсировано гибкостью соединительных шлангов. При этом из-за различной величины смещения патрубков радиаторов относительно патрубков распределительных коллекторов гибкие шланги могут по-разному изгибаться, что нарушает идентичность формы как поперечного сечения, так и направления промежуточных каналов, тем самым ухудшаются условия равномерного распределения охлаждающего потока по радиаторам. Кроме того, конструкции распределительных коллекторов и их геометрические размеры, а именно количество патрубков и закрепленных на них соединительных гибких шлангов, расстояния между патрубками, расположение патрубков между собой на поверхности коллекторов, зависят от количества размеров и конструкции радиаторов и полупроводниковых приборов в модуле, что требует индивидуального подхода при конструировании полупроводниковых преобразовательных модулей на различные параметры и не решает проблему создания унифицированной конструкции модуля с установкой различного количества охлаждаемых полупроводниковых приборов и их типоразмеров. Целью изобретения является улучшение равномерности распределения охлаждающего потока по радиаторам при одновременном упрощении и унификации конструкции. Цель достигается тем, что распределительный коллектор расположен в корпусе и образован перегородками, установленными между боковыми стойками и радиаторами, которые снабжены пазами для установки в них указанных перегородок. На фиг. 1, 2 изображен общий вид устройства; на фиг.3, 4, 5 - примеры использования устройства. Полупроводниковый преобразовательный модуль, содержит корпус в виде двух концевых опор 1, 2, скрепленных между собой боковыми стенками 3. Между концевыми опорами 1, 2 помещены индивидуальные охлаждаемые таблеточные полупроводниковые приборы 4, собранные поочередно с радиаторами 5 и стянутые общим прижимным устройством 6. Распределительный коллектор 7 для охлаждающего потока образован перегородками 8, подвижно установленными между радиаторами 5 и боковыми стойками 3 в пазах 9 и 10. В устройстве предусмотрена полость для выходного охлаждаемого потока 11. Пазы 10 в боковых стойках 3 и пазы 9 в радиаторах 5 выполнены в направлении стяжки полупроводниковых приборов 4 и радиаторов 5, благодаря чему при сборке и сжатии полупроводниковых приборов 4 и радиаторов 5 перегородки 9 могут перемещаться в пазах 9, 10 в направлении стяжки совместно с радиаторами 5. Боковые стойки 3 модуля могут быть выполнены из изоляционного материала, например, в виде планок, плоских стенок или шпилек и т.д. в зависимости от конкретных условий и вариантов реализации модулей в устройствах (фиг.3, 4, 5), а вертикальные перегородки 8 в виде, например, изоляционных пластинок. Устройство работает следующим образом. Охлаждающий поток подается в распределительный коллектор 7 и, встретив на своем пути сопротивление перегородок 8, уплотненных в пазах 9 и 10, устремляется в полости каналов радиаторов 5, охлаждая на пути радиаторы 5, имеющие тепловой контакт с полупроводниковыми приборами 4 и выходит в полость 11. В преобразовательном модуле, согласно настоящему изобретению, позволит улучшить равномерность распределения охлаждающего потока по радиаторам за счет непосредственного соединения распределительного коллектора с каналами охладителей и установки перегородок с возможностью перемещения их по пазам в направлении стяжки обеспечивает при сборке и стяжке полупроводниковых приборов сохранение постоянного непосредственного соединения распределительного коллектора с каналами радиаторов, не нарушив при этом направление и форму сечения каналов радиаторов, что создает идеальные условия распределения охлаждающего потока по радиаторам. Упрощение конструкции достигается за счет того, что перегородки, установленные между боковыми стойками и радиаторами в пазы, обеспечивают образование распределительных коллекторов и создают непосредственное соединение их с каналами радиаторов, что не требует выполнения распределительных коллекторов в виде отдельных конструкций, исключает применение дополнительных промежуточных каналов (гибких шлангов) для соединения каналов радиаторов с распределительными коллекторами и связанных с ними стяжных устройств для уплотнения в местах соединения, упрощает конструкцию радиаторов, так как исключается необходимость в подводящих и отводящих патрубках. Унификация конструкции достигается за счет того, что выполнение распределительной части коллектора в виде радиаторов и установленных между ними перегородок дает возможность в одной и той же конструкции модуля устанавливать различное количество полупроводниковых приборов различных типоразмеров и соответственно им радиаторов и перегородок, что позволяет унифицировать модули на различные параметры по напряжению, токовым нагрузкам и охлаждению. Указанные преимущества позволяют в процессе изготовления модуля в соответствии с изобретением использовать минимальное количество деталей и узлов, что почти в 2 раза снизить трудоемкость изготовления по сравнению с существующими конструкциями модулей.

Формула изобретения

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ, содержащий корпус, выполненный из скрепленных между собой боковыми стойками концевых опор, между которыми расположены индивидуально охлаждаемые полупроводниковые приборы, собранные поочередно с радиаторами и сжатые общим прижимным устройством, и распределительный коллектор, отличающийся тем, что, с целью улучшения равномерности распределения охлаждающего потока по радиаторам при одновременном упрощении и унификации конструкции, распределительный коллектор расположен в корпусе и образован перегородками, установленными между боковыми стойками и радиаторами, которые снабжены пазами для установки в них указанных перегородок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5