Силовой полупроводниковый блок

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 677749 ПУБЛИК(19)г ИЯ АНИЕ Т ТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВУ ыи универк силовой полуастности к силоым модулям, луатации в стаэлектрической эффективности одуля. Цель доГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относитсяпроводниковой технике, в чвым полупроводниковпредназначенным для эксптических преобразователяхэнергии. Цель - повышениеохлаждения и надежностИ м Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике, в частности к силовым полупроводниковым модулям, предназначенным для эксплуатации в статических преобразователях электрической энергии.Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения и надежности.Изобретение поясняется чертежом.Силовые полупроводниковые приборы 1, расположенные между теплоотводящими элементами 2 и токоведущими шинами 3, размещены в герметичной емкости 4, заполненной легкокипящей диэлектрической жидкостью 5, например фреоном 113. Сверху расположен конденсатор 6, соединенный5 Н 011 25/00, 23/42 стигается тем, что с ловые полупроводниковые приборы 1, р сположенные между теплоотводящими э ементами 2 и токоведущими шинами 3, размещены в герметичной емкости 4, частично заполненной легкокипящей диэлектрической жидкостью 5, например фреоном 113. Сверху расположен конденсатор 6, соединенный с герметичной емкостью 4. Токоотводящие элементы 2 имеют боковые полости 7, выполненные из металлической решетки 8 с круглыми отверстиями 9, Внутри полостей расположены плавающие шарообразные элементы 10. Удельный вес материала шарообразных элементов равен удельному весу диэлектрической жидкости, а диаметр шарообразных элементов равен с 1 шэ1,1 Оотв, где бщ 3 диаметр шарообразных элементов: ботв - диаметр отверстий решетки, 1 ил. с герметичной емкостью 4. Теплоотводящие элементы 2, имеют боковые полости 7, выполненные из металлической решетки 8 с круглыми отверстиями 9, Внутри полостей расположены плавающие шарообразные элементы 10,Силовой полупроводниковый блок работает следующим образом.При подводе электрического тока к силовым полупроводниковым приборам 1 с помощью токоведущих шин тепло, выделяемое приборами, передается теплоотводящим элементам 2, Легкокипящая диэлектрическая жидкость 5 закипает на боковых поверхностях теплоотводящих элементов 2, наступает пузырьковый режим ки 1677749пения. Пары жидкости из герметичной емкости 4 поступают в конденсатор 6, конденсируются, конденсат стекает обратно в герметичную емкость,При дальнейшем увеличении тока через полупроводниковые приборы увеличиваются тепловые потери, пузырьковый режим кипения переходит в пленочный, теплоотдача (охлаждение полупроводниковых приборов) ухудшается. Для исключения этого используются плавающие шарообразные элементы 10, находящиеся внутри боковых полостей 7, Под воздействием кипящей жидкости и паровых пузырей, которые совершают пульсирующие движения около боковых поверхностей теплоотводящих элементов, шарообразные элементы приходят в движение, периодически соприкаса ются этими боковыми поверхностями и разрушают при этом образующуюся паровую пленку на них, Это позволяет увеличить отводимые тепловые потоки от теплоотводящих элементов и, соответственно, от силовых полупроводниковых приборов. За счет того, что диаметр отверстий 9 в металлической решетке 8 меньше, чем диаметр плавающих шарообразных элементов, шарообразные элементы не могут выходить за пределы боковых полостей 7.Использование данного изобретения для охлаждения мощных отечественных силовых полупроводниковых приборов на токи 630 - 1600 А позволяет существенно снизить тепловое сопротивление охлаждающей системы и, следовательно, полное тепловое сопротивление "йолупроводниковая структура - окружающая среда", что, в свою очередь приводит к увеличению нагрузочной способности приборов, Повышение нагрузочной способности приборов, т.е. повышение максимально допустимого тока в 5 открытом состоянии позволяет снизить количество полупроводниковых приборов в силовых схемах статических преобразователей электрической энергии, соответственно снизить такое же количество 10 охладителей, что приведет к экономии дорогостоящих силовых полупроводниковых приборов, остродефицитных материалов охлаждающих систем: меди, олова, алюминия и т,д.15 Формула изобретенияСиловой полупроводниковый блок, содержащий конденсатор, соединенный с герметичной емкостью,.частично заполненной легкокипящей диэлектрической жидкостью, 20 в которую погружены мощные полупроводниковые приборы с теплоотводящими элементами между ними и токоведущими шинами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности охлаж дения и надежности блока, каждый теплоотводящий элемент снабжен боковыми полостями, ограниченными металлической решеткой, полости содержат плавающие шарообразные элементы, при этом удель ный вес материала шарообразных элементов равен удельному весу диэлектрической жидкости, а диаметр шарообразных элементов равенбшэ1,1 ботв, 35 где б ш э - диаметр шарообразных элементов;боте - диаметр отверстий решетки.1677749 Составитель О.НаказТехред М.Моргентал Редактор Г,Мозжечкова Корректор Л.Беск оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 каз 3117 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5