Силовой полупроводниковый прибор

СОЮЗ СОВ СОЦИАЛИС РЕСПУБЛИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к электроннойтехнике и может быть использовано в выходных силовых каскадах усилительных ипередающих устройств, а также во вторичных источниках питания, в мощных генераторах и инверторах, работающих внепрерывном режиме, Целью является повышение эффективности охлаждения и расЯО 15664251)5 Н 01 3 23/34 23/36 2 ширение эксплуатационных воэможностей прибора, Для этого основание 2 выполнено в виде полого цилиндра и размещено в полости цилиндра камеры 7, заполненной теплоаккумулирующим веществом 8, которое поджато к дну камеры плунжером 9 через подвижную плату 10, и прибор снабжен подвижным контактным узлом. Подвижный контактный узел представляет собой подвижную плату 10, на одной стороне которой выполнены контактные пластины 11, имеющие электрическую связь через внутренние 13 и внешние 14 жесткие выводы с силовыми зонами кристалла 5. Устройство обеспечивает высокую эффективность охлаждения и стабильную рабочую температуру кристалла, а также расширенией эксплуатационных возможностей и повышение КПД прибора, 2 з.п. ф-лы, 2 ил,19Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в выходных силовых каскадах усилительных и передающих устройств, а также во вторичных источниках питания, в мощных генераторах и инверторах, работающих в непрерывном режиме.Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения и расширение эксплуатационных возможностей,На фиг. 1 изображен силовой полупроводниковый прибор: на фиг, 2 - электрическая схема прибора,Силовой полупроводниковый прибор содержит корпус, состоящий из крышки 1 и основания 2, проходные изоляторы 3, вывод 4, электрически соединенный с управляющей зоной кристалла 5. Кристалл 5 расположен на прокладке 6 из теплопроводного электроизоляционного материала, закрепленной на внешней торцовой поверхности основания 2. Под кристаллом 5 на внутренней торцовой поверхности основания 2 расположена камера 7, заполненная теплоаккумулирующим веществом 8, Теплоаккумулирующее вещество 8 поджато к дну камеры 7 плунжером 9 через подвижную плату 10, на которой расположены контактные пластины 11, посредством пружины 12, Плата 10 перемещается внутри основания 2.В исходном положении одна часть контактных пластин 11 электрически замыкает между собой соединенные с силовыми зонами кристалла 5 внутренние 13 и внешние 14 жесткие выводы, а другая часть контактных пластин 11 электрически замыкает между собой только внешние жесткие выводы 14, Внутренние жесткие выводы 13 выведены из полости основания 2 внутрь крышки 1 через проходные изоляторы 3 и соединены с силовыми зонами кристалла 5, а внешние жесткие выводы 14 выведены через проходные изоляторы 3 из корпуса прибора. Необходимое усилие для поджатия пружиной 12 плунжера 9 к теплоаккумулирующему веществу 8 обеспечивается завинчивающейся крышкой 15 со шлицем 16. Крышка 15 после регулировки фиксируется герметичным швом 17. Для закрепления силового полупроводникового прибора и обеспечения теплового контакта с теплоотводом боковая поверхность основания 2 снабжена резьбой 18.Прибор работает следующим образом, Электропитание подается на кристалл 5 через замкнутые контактными пластинами 11 внешние 14 и внутренние 13 жесткие выводы. Электрический контакт обеспечивается пружиной 12, поджимающей плату 1 О, на которой расположены контактные пластины 11, При нормальной работе кри 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сталла 5 его температура растет до допустимого предела, передается основанию 2 и теплоаккумулирующему веществу 8, заполняющему замкнутый объем камеры 7. Допустимый предел температуры кристалла 5 выбирается таким, при котором достигается точка плавления теплоаккумулирующего вещества 8, что обеспечивает стабильный отвод гепла от кристалла 5 до момента полного расплавления теплоаккумулирующего вещества 8, которое, расширяясь в камере 7, начинает давить на плунжер 9, взаимодействующий с двигающейся внутри основания 2 платой 10, и, преодолевая давление пружины 12, перемещает плату 10 с расположенными на ней контактными пластинами 11, разрывая электрическое соединение между внешними 14 и внутренними 13 жесткими выводами, При этом электропитание и схема устройства отключаются от кристалла 5, а система контактов сигнал С и резерв Р (фиг. 2) вызывает срабатывание сигнального устройства и переход на работу резерва.После отключения электропитания от кристалла 5 температура на нем снижается, теплоаккумулирующее вещество 8 остывает и сокращается в обьеме, Давление на плунжер 9 прекращается, и под действием пружины 12 подвижная плата 10 с контактными пластинами 11 возвращается в исходное положение, что обеспечивает дальнейшую работу силового полупроводникового прибора.В качестве теплоаккумулирующего вещества применяются легкоплавкие композиции, а также эвтектические сплавы, точка плавления которых выбирается из необходимых условий работы силового полупроводникового прибора.Замкнутая емкость камеры выбирается,так, чтобы в ней находилась часть нерасплавившегося теплоаккумулирующего вещества при нормальной длительной работе кристалла, Потребное количество теплоаккумулирующего вещества в камере находится в прямо пропорциональной зависимости от количества тепла, которое необходимо отвести от кристалла в течение заданного времени.Температура отключения прибора при аварийной ситуации устанавливается путем выбора состава теплоаккумулирующего вещества с необходимой точкой перехода из одного фазового состояния в другое, время отключения прибора - объемом вещества и силой да елен ия п руж и н ы.Защита кристалла силового полупроводникового прибора от разрушения достигается улучшением эффективности охлаждения за счет распределения тепла по5 1 О 15 20 всей площади основания, при этом площадь контактирования прибора с теплоотводом осуществляется всей боковой поверхностью основания с резьбой. Причем отбор энергии на плавление теплоаккумулирующего вещества в замкнутом объеме камеры обеспечивает стабильную температуру кристалла эа счет интенсивного отбора тепла от него до момента перехода вещества в фазу расплава.Расширение эксплуатационных возможностей и повышение КПД устройств, в которых применен силовой полупроводниковый прибор, достигается за счет встроенного в прибор коммутирующего узла, управляемого в зависимости от температуры кристалла посредством расположенной под ним камеры с теплоаккумулирующим веществом, плунжером, подвижной платы с контактами, электрически соединенными с жесткими внешними и внутренними выводами, которые обеспечивают работу самозащиты кристалла от выхода из строя путем отключения в аварийных ситуациях (короткое замыкание, перегрузки и т.п,) от питания и схемы, с одновременным включением цепей сигнализации и резерва. При этом исключается применение специальных электронных и других видов устройств защиты от перегрузок и коротких замыканий в устройствах, где применяется предлагаемый силовой полупроводниковый прибор, что значительно снижает потребление энергии и повышает КПД этих устройств, а также снижает их вес и уменьшает габариты,Формула изобретения 1. Силовой полупроводниковый прибор, содержащий корпус, выполненный в виде основания и крышки, установленной на основании, размещенную внутри корпуса на основании прокладку из теплопроводного электроизоляционного материала, на которой закреплен кристалл, внешние жесткие выводы, одни концы которых электрически соединены с соответствующими контактными зонами кристалла, а другие выведены 25 30 35 40 45 наружу, и внутренние жесткие выводы. электрически соединенные с соответствующими внешними и соответствующими контактнымии зонами кристалла, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и расширения эксплуатационных воэможностей, основание выполнено в виде полого цилиндра и снабжено размещенными внутри него камерой с плунжером, полость которой заполнена теплоаккумулирующим веществом, и подвижным контактным узлом с контактными пластинами, камера закреплена на внутренней торцовой стенке полого цилиндра со стороны, противоположной размещению кристалла, а подвижный контактный узел установлен на внешней торцовой стенке полого цилиндра с возможностью возвратно- поступательного перемещения вдоль геометрической оси полого цилиндра, причем электрическое соединение одних внешних жестких выводов с соответствующими контактными зонами кристалла и электрическое соединение внутренних жестких выводов с контактными зонами кристалла выполнено в виде неразьемного соединения, а других внешних жестких выводов с соответствующими контактными зонами кристалла - в виде разъемного соединения посредством внутренних жестких выводов и контактных пластин подвижного контактного узла, при этом плунжер установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и взаимодействия с подвижным контактным узлом с обеспечением контакта его контактных пластин с внутренними жесткими выводами и соответствующими внешними жесткими выводами.2. Прибор по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что подвижный контактный узел выполнен в виде подпружиненной платы, на одной стороне которой размещены контактные пластины.3. Приборпопп,1 и 2, отличающ и й с я тем,что на цилиндрической поверхности основания с внешней стороны выполнена резьба.156642111 1 ЩСоставитель С.Дудкин Редактор В.Петраш Техред М,Моргентал Корректор М.Самборская Заказ 1225 Тираж 456 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Га арина, 101