Полупроводниковое преобразовательное устройство

Я ,е.х , г,., Гт551728 Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл. Н 011 25/02 Государственный комнтет Соаета Министров СССР оо делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 12,05.э 7(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНСЕ У. гРОЙСГВ" 20 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 хлада. гентом и тепловьщеляющими элементами, в основном полупроводниковыми приборами, осуществляется через специальные теплосъемники (1 .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 Возиика 01 затруцс ",я с ть.сэапще.постыл, Все это приводят к увеличению габаритов.излишним затратам и снинссч э задс:,иост пр,образовательного устройства. 6Наиболее близким по техническому решению кпредлагаемому является полупров одник ов ое преоб.разовательное 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 полупроводниковых 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.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 необхо. димости 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 наминимальном расстоянии друг от друта и охладите 5 лей, не нарушая при этом электрической прочностивсей конструкции в целом и ее отдельных частей.Кроме того, компаунд 7, закрывая снаружи всеэлементы 1, 2, 4, и 6, создает пылевлагозащищенную конструкцию,10 Таким образом интенсивное охлаждение всех)тепловыделяющих элементов преобразовательногоблока высокоэффективными хладагентами, например деионизованной водой, позволяет увеличитьудельные нагрузки отдельных элементов, т.е. со 15 кратить расход активных материалов или заменитьих менее дефицитными, а также повысить надежность всего устройства, Кроме того, все это всовокупности позволяет резко сократить габариты,20Формула изобретения25 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, тепловыде 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 35при экспертизе:1. Патент США У 3275921, кл. 317-234, 1966.2, Патент США У 2766409, кл. 317-234, 1960551729 Сставитель В. КузнецовТехред М Ликович КоРРектоР А. Алатырер 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, Раушская наб., д, 4/5