CN1937243A - 一种功率器件的防爆方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种功率器件的防爆方法及装置，在现有的绝缘壳体大功率晶闸管结构基础上，在绝缘壳体内设置一防爆装置，由防爆装置通过吸收、减缓能量的方式，当管壳内发生爆炸时，吸收爆炸所产生的能量，减少爆炸气体对绝缘壳体的冲击，并减缓爆炸所产生的热量迅速向绝缘壳体的传递，从而到达防爆的目的。防爆装置设置在绝缘壳体与半导体基片之间的封闭腔体内，防爆装置为一弹性吸能缓冲装置。所述的防爆装置可以是一种弹性体材料构成的吸能结构(如橡胶圈结构)，也可以是弹性橡胶气囊形式的装置，还可以是一种弹性机械吸能装置。

Description

一种功率器件的防爆方法及装置
技术领域
本发明为一种大功率器件结构布置方法及装置，具体说是一种大功率晶闸管防爆结构布置方法及装置，也可以用于各种晶闸管的结构中。
技术背景
晶闸管一般都是由晶闸管半导体基片和绝缘壳体所组成，而且为了保证绝缘效果，绝缘壳体多为陶瓷壳体。这种陶瓷壳体的绝缘壳体在元件的正常工作时，是没有什么问题的，但当元件工作发生异常时，必然会产生大量的热能，这些热量由芯片散发出来后直接传递给管壳，这时管壳温度会逐渐升高。如果元件突然出现短路，此时电流特别大，温度也会瞬间升高，就会有大量的热量在管壳内产生，直接导致管壳温度瞬间升高，这样就极易引起爆炸。而由于陶瓷壳体的绝缘壳体承压能力有限，在管壳内发生爆炸时，陶瓷壳体的绝缘壳体往往经受不住爆炸的压力而爆裂。对于这一问题，目前尚没有很好的解决办法，如中国专利申请(申请号为02144253.3)公开了一种带有门控换向晶闸管的内部pnpn层结构，但没有说明对于管壳内发生爆炸时，如何避免陶瓷壳体的绝缘壳体发生爆裂。中国专利申请(专利号200410065393.0)公开了另一种晶闸管的结构，同样也没有提及如何处理管壳内发生爆炸时，避免陶瓷壳体的绝缘壳体发生爆裂的问题。通过国内的专利查询尚未发现如何解决此问题的有关报道。也没有相关的论文杂志有关于此类问题的技术报道。
发明内容
本发明旨在克服现有陶瓷壳体的绝缘壳体技术的不足，提供一种新型绝缘壳体大功率晶闸管防爆结构布置方法，该方法可以有效解决管壳内发生爆炸时，避免绝缘壳体发生爆裂的问题。
本发明的另一目的在于提供一种实现上述方法的装置。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现：在现有的绝缘壳体大功率晶闸管结构基础上，在绝缘壳体内设置一防爆装置，由防爆装置通过吸收、减缓能量的方式，当管壳内发生爆炸时，吸收爆炸所产生的能量，减少爆炸气体对绝缘壳体的冲击，并减缓爆炸所产生的热量迅速向绝缘壳体的传递，从而到达防爆的目的。
根据本发明的构思所提出的装置是：一种大功率晶闸管，包括绝缘壳体、管座、管盖、管芯、阴极钼片和阳极钼片，管芯夹在阴极钼片和阳极钼片之间，形成半导体基片，半导体基片又安置于管座与管盖之间，管座与管盖又分别通过上连接件和下连接件与绝缘壳体连接，形成一个封闭腔体，半导体基片正好置于封闭腔体之内，其特征在于：在封闭腔体内还设有防爆装置，防爆装置为一弹性吸能缓冲装置，防爆装置设置在绝缘壳体与半导体基片之间。所述的防爆装置可以是一种弹性体材料构成的吸能结构(如橡胶圈结构)，也可以是弹性橡胶气囊形式的装置，还可以是一种弹性机械吸能装置。
当所述的防爆装置是一种弹性体材料构成的吸能结构(如橡胶圈结构)，可以是在陶瓷绝缘壳体内壁上增加一层紧贴陶瓷绝缘壳体内壁的橡胶圈的元件构成。这层橡胶圈包裹着整个陶瓷绝缘壳体内壁，当管壳内温度升高时，紧贴在管壳内壁的橡胶圈就可以起到一个缓冲的作用，它可以保证管壳温度不会瞬间升高，当管壳温度升高的比较缓慢时，就有比较充足的时间将热量由散热器传到空气中，从而有效的保护了元件。
本发明的优点在于，当管壳内温度升高时，紧贴在管壳内壁的橡胶圈就可以起到一个缓冲的作用，它可以保证管壳温度不会瞬间升高，当管壳温度升高的比较缓慢时，就有比较充足的时间将热量由散热器传到空气中，从而有效的保护了元件。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图中：1-管座；2-管盖；3-管芯；4-门极组件；5-中心定位销；6-阴极钼片；7-阳极钼片；8-防爆装置；9-陶瓷绝缘管壳，10-橡胶圈。
具体实施方式
附图给出了本发明的一种示意图，下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
通过附图可以看出本发明为一种陶瓷绝缘壳体大功率晶闸管，它是在现有的绝缘壳体大功率晶闸管结构基础上，在陶瓷绝缘壳体内设置一防爆装置，由防爆装置通过吸收、减缓能量的方式，当管壳内发生爆炸时，吸收爆炸所产生的能量，减少爆炸气体对陶瓷绝缘壳体的冲击，并减缓爆炸所产生的热量迅速向陶瓷绝缘壳体的传递，从而到达防爆的目的。
实施例一
一种大功率晶闸管，包括陶瓷绝缘管壳9、管座1、管盖2、管芯3、阴极钼片6和阳极钼片7，管芯3夹在阴极钼片6和阳极钼片7之间，形成半导体基片，半导体基片又安置于管座1与管盖2之间，并由中心定位销5定位，在管盖2与阴极钼片6之间设有门极组件4，管座1与管盖2又分别通过上连接件和下连接件与陶瓷绝缘管壳9连接，形成一个封闭腔体，半导体基片正好置于封闭腔体之内，其特征在于：在封闭腔体内还设有防爆装置8，防爆装置8为一弹性吸能缓冲装置，防爆装置8设置在陶瓷绝缘管壳9与半导体基片之间。所述的防爆装置8可以是一种弹性体材料构成的橡胶圈吸能结构，它是在陶瓷绝缘壳体9内壁上增加一层紧贴陶瓷绝缘壳体内壁的橡胶圈10的元件构成。这层橡胶圈10包裹着整个陶瓷绝缘壳体9内壁，当陶瓷绝缘壳体9内温度升高时，紧贴在陶瓷绝缘壳体9内壁的橡胶圈10就可以起到一个缓冲的作用，它可以保证管壳温度不会瞬间升高，当管壳温度升高的比较缓慢时，就有比较充足的时间将热量由散热器传到空气中，从而有效的保护了元件。
实施例二
一种大功率晶闸管，包括陶瓷绝缘管壳9、管座1、管盖2、管芯3、阴极钼片6和阳极钼片7，管芯3夹在阴极钼片6和阳极钼片7之间，形成半导体基片，半导体基片又安置于管座1与管盖2之间，并由中心定位销5定位，在管盖2与阴极钼片6之间设有门极组件4，管座1与管盖2又分别通过上连接件和下连接件与陶瓷绝缘管壳9连接，形成一个封闭腔体，半导体基片正好置于封闭腔体之内，其特征在于：在封闭腔体内还设有防爆装置8，防爆装置8为一弹性吸能缓冲装置，防爆装置8设置在陶瓷绝缘管壳9与半导体基片之间。所述的防爆装置8可以是一种弹性体材料构成的气囊式吸能结构，它是在陶瓷绝缘壳体9内壁与半导体基片之间设置一气囊所构成。这气囊充满了整个陶瓷绝缘壳体与半导体基片之间的整个封闭腔体，当管壳内温度升高时，紧贴在管壳内壁的气囊就可以起到一个缓冲的作用，它可以保证陶瓷绝缘壳体温度不会瞬间升高，当陶瓷绝缘壳体温度升高的比较缓慢时，就有比较充足的时间将热量由散热器传到空气中，从而有效的保护了元件。
实施例三
一种大功率晶闸管，包括陶瓷绝缘管壳9、管座1、管盖2、管芯3、阴极钼片6和阳极钼片7，管芯3夹在阴极钼片6和阳极钼片7之间，形成半导体基片，半导体基片又安置于管座1与管盖2之间，并由中心定位销5定位，在管盖2与阴极钼片6之间设有门极组件4，管座1与管盖2又分别通过上连接件和下连接件与陶瓷绝缘管壳9连接，形成一个封闭腔体，半导体基片正好置于封闭腔体之内，其特征在于：在封闭腔体内还设有防爆装置8，防爆装置为一机械式弹性吸能缓冲装置，防爆装置8设置在陶瓷绝缘管壳9与半导体基片之间。

Claims (6)

1、一种功率器件的防爆方法，其特征在于：在现有的绝缘壳体大功率晶闸管结构基础上，在绝缘壳体内设置一防爆装置，由防爆装置通过吸收、减缓能量的方式，当管壳内发生爆炸时，吸收爆炸所产生的能量，减少爆炸气体对绝缘壳体的冲击，并减缓爆炸所产生的热量迅速向绝缘壳体的传递，从而到达防爆的目的。
2、一种实现权利要求1所述方法的功率器件的防爆装置，包括绝缘壳体、管座、管盖、管芯、阴极钼片和阳极钼片，管芯夹在阴极钼片和阳极钼片之间，形成半导体基片，半导体基片又安置于管座与管盖之间，管座与管盖又分别通过上连接件和下连接件与绝缘壳体连接，形成一个封闭腔体，半导体基片正好置于封闭腔体之内，其特征在于：在封闭腔体内还设有防爆装置，防爆装置为一弹性吸能缓冲装置，防爆装置设置在绝缘壳体与半导体基片之间。
3、如权利要求2所述的功率器件的防爆装置，其特征在于：所述的防爆装置是一种弹性体材料构成的吸能结构。
4、如权利要求2或3所述的功率器件的防爆装置，其特征在于：所述的防爆装置一种橡胶弹性体材料构成的橡胶圈吸能结构，是在陶瓷绝缘壳体内壁上增加一层紧贴陶瓷绝缘壳体内壁的橡胶圈的元件构成。
5、如权利要求2所述的功率器件的防爆装置，其特征在于：所述的防爆装置是弹性橡胶气囊形式的装置。
6、如权利要求2所述的功率器件的防爆装置，其特征在于：所述的防爆装置是一种弹性机械吸能装置。
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