Полупроводниковый светоуправляемый модуль

)5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ нический инст н, А.И.Фалин и о СССР, 1983.ЫЙ СВЕТОУПГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) ПОЛУПРОВОДНИКОРАВЛЯЕМЫЙ МОДУЛЬ Изобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к выпрямительным блокам, и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях электрической энергии, станциях управления и электроприво,", 1 х постоянного и переменного тока.Известно много полупроводниковых управляемых устройств в том числе паяной конструкции.Основным недостатком таких модулей является сложность сборки и трудность контроля узла управления,Наиболее близким к предлагаемому является полупроводниковый светоуправляемый модуль в металлокерамическом корпусе, содержащий блок управления, силовые полупроводниковые элементы, которые снабжены светочувствительной поверхностью и оптически связаны со све 7(57) Использование: в полупроводниковых пре- образователях электрической энергии, станциях управления и электроприводах постоянного и переменного тока. Сущность изобретения; блок управления выполнен из изолирующего каркаса, в котором закреплены светоизлучающие диоды, Изолирующий каркас имеет один боковой паз под силовой вывод и центральное отверстие, в котором расположена линза со стороны нижней псверхности каркаса. На верхней поверхности каркаса расположены токо-, ведущие дорожки с металлическими штырями, электрически соединенными с внешними выводами светоизлучающих диодов, Боковые стенки каркаса зафиксированы на нижних фасонных шинах. 3 ил. тоизлучающими диодами, при этом полупро- ,водниковые элементы закреплены на металли- р ческом основании через металлические фасонные шины и контактные пластины, изолированные от основания и соединяющие каж- Фф дый силовой элемент с токовыми выводами Ы модуля, СОК недостаткам данного модуля относится сложность сборки, невозможность контроля и юстировки блока управления до его сборки,В указанном модуле светодиоды вставляют в изолирующие детали в виде фторопластовых трубок, которые затем приклеивают компаундом к световому окну вручную, т.е. воспроизводимость параметров зависит от качества сборки и условий нанесения компаунда, при атом точность сборки и установки светодиода зависит только от квалификации исполнителя,Таким образом, данная конструкция ского соединения с управляющими шинами блока управления не поддается механиза- цепи управления 11, На одной из боковых ции при его сборке, а при работе прибора поверхностей каркаса выполнен паэ Б, световой поток от светоиэлучающего диода предназначенный для катодного вывода от плохо концентрируется над световым ок силовых полупроводниковых элементов 4. ном. Размеры каркаса и положение паза в немЦелью изобретения является повыше- зависят от геометрии структуры фотоприемние технологичности модуля. ника и катодного вывода, В более сложныхУказанная цель достигается тем, что в конструкциях каркас может быть цилиндриполупроводниковом светоуправляемом мо ческой формы с любым количеством проход- дуле в металлокерамическом корпусе, содер- ных пазов под выводы.жащем блок управления, силовые Местоположение линзы 13 по высоте в полупроводниковые элементы, которые снаб- отверстии со стороны нижней поверхности жены светочуствительной поверхностью и каркасаиееформаопределяютсяразмером оптически связаны сосветоизлучающимиди фотоприемника, так как решается задача одами, при этом полупроводниковые элемен- фокусировки светового потока и вписания ты закреплены на металлическом основании его равномерно во всю светоприемную по- через металлические фасонные шины и кон- верхность фотоприемника. Место располотактные пластины, изолированные отоснова- жения отверстия под светоизлччающий ния и соединяющие каждый силовой элемент 20 диод в каркасе определяется конструкцией с токовыми выводами модуля, блок управле-фотоприемника. 8 данном конкретном приния выполнен иэ изолирующего каркаса, ко- мере показан фотоприемник с центральным торый снабжен по меньшей мере одним расположением плоскости приема иэлучебоковым пазом под силовой вывод и по ния.меньшей мере одной линзой, расположен Предлагаемая конструкция каркаса поной в отверстии со стороны нижней повер- эволяет достигнуть большой точности сборхности каркаса, на которой закреплен ки и сопряжения светоокна со светоизлучающий диод, при этом на верх- светоизлучающим диодом, при этом линза ней поверхности каркаса расположены то позволяет сконцентрировать световой коведущие дорожки с металлическими 30 поток диода на всю поверхность светового штырями, электрически соединенные с окна. Заранее собранный блок управления внешнимивыводамисветаизлучающихдио- позволяет произвести все необходимые дов и с управляющими шинами цепи управ- проверки, подбор узлов и автоматизировать ления на корпусе модуля, а боковые стенки сборку модуля. где на медное основание 1 каркаса зафиксированы на нижних фасон напаивают керамические подложки 2 из окиси ных шинах. бериллия(фиг.1). На них напаивают фасонныеНа фиг.1 изображена упрощенная кон- шины 3 и силовые полупроводниковые элеструкция предлагаемого модуля; на фиг.2 - менты 4. На фасонных шинах имеются гнезда, конструкция изолирующего каркаса; на вкоторыхфиксируютбоковыестороныкаркафиг.Э - то же, вид сверху, 40 са 6, Каркас зафиксирован так, чтобы в паз БУстройство содержит основание 1, изо- вошла шина катодного вывода, Все выводы лирующую керамику 2, фасонные шины и распаивают по требуемой схеме, Сборку законтактные пластины 3, силовые полупро- . ключают в металлокерамический корпус 9. водниковые элементы 4, представляющие Места соединения корпуса с силовыми вывособой фотоприемники, светоизлучающие 45 дами 10 опаивают припоем ПОС. По пери- диоды 5, каркас 6 с токоведущими дорожка- метру выступающей обечайки 14 основание ми 7 и металлическими штырями 8,: корпус корпуса 1 сваривают с верхней частью корпу, внешние силовые выводы 10, выводы це- са 9, после чего внутреннее пространство пи управления 11, трубки 12, линзу 1 Э, обе- корпуса модуля наполняют инертным газом чайку 14, 50 через трубки 12, которые затем завариваютСначала собирают блок управления, со- холодной сваркой,стоящий иэ изолирующего керамического При работе прибора управления силокаркаса 6 с отверстием и линзы 13, на кото- выми элементами осуществляется светоиэрой вплотную закреплен светоизлучающийлучающими диодами 5 путем подачи на диод 5, выводы которого распаяны на токо управляющие выводы (вход светоиэлучаюведущие дорожки 7 фиг,2. 3), Токоведущие щего диода) электрического сигнала. В ре-.дорожки нанесены на верхнюю поверх- зультате через светоизлучающие диоды ность каркаса шелкографией или напылени- начинает протекать в прямом направлении ем и контактируют с металлическими ток, вызывая излучение, пропорциональное штырями 8, необходимыми для электриче- току. Это излучение фокусируется линзой инаправляется на светоприемное окно силового полупроводникового элемента, например фототиристорного, генерируя в этом элементе фото ЭДС или фототок, который переключает фототиристор в проводящее состояние и, таим образом, в выходной цепи происходит коммутация тока,Предлагаемая конструкция модуля позволяет снизить трудоемкость сборки на 5- 7, снизить себестоимость модуля на 3 - 5 О, Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет автоматизировать .процессы сборки, что ведет к еще большему снижению себестоимости сборки и повышению технологичности на = 10 о,Формула изобретенияПолупроводниковый светоуправляемый модуль с металлокерамическом корпусе, содержащий блок управления, силовые полупроводниковые элементы, которые снабжены светочувствительной поверхностью и оптически связаны со светоизлучающими диодами, при этом полупроводниковые элементы закреплены на металлическом основании через металлические фасонные шины и контак тные пластины, изолированные от основанияи соединяющие каждый силовой элемент с токовыми выводами модуля, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения технологичности модуля, блок управления выполнен из 10 изолирующего каркаса, который снабжен поменьшей мере одним боковым пазом под силовой вывод и по меньшей мере одной линзой, расположенной в отверстии со стороны нижней поверхности каркаса, на которой за креплен светоизлучающий диод, при этом наверхней поверхности каркаса расположены токоведущие дорожки с металлическими штырями, электрически соединенные с внешними выводами светоизлучающих диодов и с 20 управляющими шинами цепи управления накорпусе модуля, а боковые стенки каркаса зафиксированы на нижних,фасонных шинах,1746438Составитель Л.В.Гороховктор А.Алексеенко Техред М,Моргентал КорректорнчакоЗаказ 2399 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат" Патент",г.Ужгород,уд, Гагарина,1