CN201623017U - 特高压大功率晶闸管触发极模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种特高压大功率晶闸管触发极模块,按照本实用新型的技术方案:所述特高压大功率晶闸管触发极模块,包括门极耳片、门极管、门极定位套。门极管封装于环形瓷环的壳壁上;门极耳片、门极管、门极定位套同心封接。优点是:通过对6英寸特高压大功率晶闸管触发极模块特殊设计,最大限度降低了门极管与环形瓷环封接应力,保证了门极管与环形瓷环封接后在工作时的高气密性与高强度;确保门极管工作时可以承受特高压和电流,确保整体构件的稳定性能;阳极底部加盖铜环,有效提高大功率晶闸管散热效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及特高压直流输变电技术领域,本实用新型是上述特高压直流输电工程用关键部件-6英寸特高压大功率晶闸管触发极模块。
背景技术
高压输变电技术已从一般的中、高压向特高压输变电发展。从中可产出显著的节能效益,采用±800KV特高压直流输电的形式外送电力,必须采用6英寸的晶闸管,这种特大功率的巨型器体是目前世界的最高水平。
目前,所有的高压直流输电工程都采用高电压、大电流的晶闸管。1970年,世界上首个采用晶闸管的高压直流工程在瑞典Gotland投入运行,输电容量20MW。该工程采用了直径1英寸的晶闸管,额定电流200A。此后,晶闸管的尺寸迅速增大。我国在21世纪初建设的“三峡-常州”、“三峡-广东”以及目前正在试投运的“三峡-上海”直流工程已经采用了西安电力电子技术研究所生产制造的芯片直径5英寸的晶闸管,额定电压达到7200伏,额定电流达到3000安倍。
为了适应我国国民经济飞速发展的形势,在“十一五”期间,国家将投资建设和开发长江上游梯级电站。针对电力外送问题,国家电网公司提出了采用±800KV特高压直流输电的设想,此方案已得到了国家发改委的正式批准。
采用±800KV特高压直流输电的型式外送电力,输送功率640万KW,输送电流4000A,其换流阀的核心器件-特大功率晶闸管,必须采用6英寸的晶闸管。但是目前,还没有企业能够生产出这种特大功率晶闸管。
发明内容
本实用新型的目的在于设计一种特高压大功率晶闸管触发极模块,以便为特高压输变电领域提供一种合适的晶闸管元件管壳。
按照本实用新型的技术方案,所述特高压大功率晶闸管触发极模块,包括门极耳片、门极管、门极定位套,其特征是:所述门极管封装于环形瓷环的壳壁上,门极管的外端露出环形瓷环外,门极管的内端置于环形瓷环内;门极定位套、门极耳片分别与门极管封接。
所述环形瓷环采用95%氧化铝陶环形瓷环,环形瓷环壳体外表面轴向均匀设置凸圆环。所述门极耳片、门极管、门极定位套同心封接。
所述环形瓷环的上端有阳极法兰,下端有阳极电极,在所述阳极电极与所述环形瓷环之间有阳极密封圈,并且,所述阳极密封圈同心封接在所述阳极电极的外缘和环形瓷环的底部;所述阳极法兰、环形瓷环、阳极电极上下叠合,同心封接;在所述阳极法兰的上面有管盖,所述管盖包括阴极电极和阴极法兰,所述阴极法兰同心封接在所述阴极电极的外缘;所述触发极模块、环形瓷环、阳极密封圈和阳极电极组成底座。
所述阳极法兰的内表面径向设置凹槽。所述阳极电极的底部加盖铜环,所述铜环与阳极电极同心封接。所述阴极电极、阳极电极采用无氧铜制作,阴极电极、阳极电极的轴向表面设置其定位作用的台阶。
本实用新型的优点是:1、6英寸特高压大功率晶闸管触发极模块由门极耳片、门极管、门极定位套同心封接而成,并封接于环形瓷环壳壁的金属化孔内。2、本实用新型通过对门极引线管的特殊设计,最大限度降低了门极管与环形瓷环封接应力,保证了6英寸特高压大功率晶闸管工作时的高气密性与高强度。触发极模块设计确保门极管承受特高压和电流,门极耳片设计确保使用过程触发极整体构件的稳定性能。3、本实用新型通过在阳极底部加盖铜环,有效提高大功率晶闸管散热效果。
附图说明
图1为特高压大功率晶闸管元件管壳管盖的示意图。
图2为特高压大功率晶闸管元件管壳底座的示意图。
图3为触发极模块封装于瓷环的结构示意图。
具体实施方式
参见图1,特高压大功率晶闸管触发极模块,包括门极耳片4、门极管5、门极定位套6,所述门极管5封装于环形瓷环7的壳壁上,门极管5的外端露出环形瓷环7外,门极管5的内端置于环形瓷环7内;门极定位套6、门极耳片4分别与门极管5进行封接。其中,门极管5、门极耳片4用于触发极引线。以上各部件之间采用银铜焊料,在氢气炉中依次高温焊接而成,具有很高的封接强度和气密性。所述环形瓷环7采用95%氧化铝陶环形瓷环,环形瓷环7壳体外表面轴向均匀设置凸圆环,以增加“爬电距离”和提高工况下散热效果。
所述环形瓷环7的上端有阳极法兰3,下端有阳极电极10,在所述阳极电极10与所述环形瓷环7之间有阳极密封圈8,并且,所述阳极密封圈8同心封接在所述阳极电极10的外缘和环形瓷环7的底部;所述阳极法兰3、环形瓷环7、阳极电极10上下叠合,同心封接;在所述阳极法兰3的上面有管盖,所述管盖包括阴极电极1和阴极法兰2,所述阴极法兰2同心封接在所述阴极电极1的外缘;所述触发极模块、环形瓷环7、阳极密封圈8和阳极电极10组成底座。
所述阴极电极1、阳极电极10采用无氧铜制作,阴极电极1、阳极电极10的轴向表面设置其定位作用的台阶,用于内部芯片定位。所述阳极法兰3的内表面径向设置凹槽,用于缓解阳极法兰3和环形瓷环7封接后产生的封接应力。所述阳极电极10底部加盖铜环9,所述铜环9与阳极电极10同心封接,有效提高大功率晶闸管散热效果。目前,国内外尚无用于直流输电的6英寸特高压晶闸管技术或产品。6英寸特高压晶闸管其芯片直径150mm(6英寸),重复峰值电压8000V,通态平均电流4000A,是目前世界最高水平。经测试其各项技术要求和制作水平均达到工作要求。此实用新型为世界首创,填补了该领域的空白。本实用新型为6英寸特高压大功率晶闸管管壳提供高强度、高气密性、高稳定性、高可靠性的触发极模块。本实用新型采用高精密加工技术制造而成。6英寸特高压大功率晶闸管管壳技术指标:封接气密性≤1×10-9Pam3/S;铜电极平面度≤0.005mm;铜电极平行度≤0.03mm;法兰与铜电极同心度≤0.5;封接强度≥5KN/cm2。
Claims (7)
1.特高压大功率晶闸管触发极模块,包括门极耳片(4)、门极管(5)、门极定位套(6),其特征是:所述门极管(5)封接于环形瓷环(7)的壳壁上,门极管(5)的外端露出环形瓷环(7)外,门极管(5)的内端置于环形瓷环(7)内;门极耳片(4)与门极定位套(6)分别与门极管(5)封接。
2.如权利要求1所述的特高压大功率晶闸管触发极模块,其特征是:所述环形瓷环(7)采用95%氧化铝陶环形瓷环,环形瓷环(7)壳体外表面轴向均匀设置凸圆环。
3.如权利要求1所述的特高压大功率晶闸管触发极模块,其特征是:所述环形瓷环(7)的上端有阳极法兰(3),下端有阳极电极(10),在所述阳极电极(10)与所述环形瓷环(7)之间有阳极密封圈(8),并且,所述阳极密封圈(8)同心封接在所述阳极电极(10)的外缘和环形瓷环(7)的底部;所述阳极法兰(3)、环形瓷环(7)、阳极电极(10)上下叠合,同心封接;在所述阳极法兰(3)的上面有管盖,所述管盖包括阴极电极(1)和阴极法兰(2),所述阴极法兰(2)同心封接在所述阴极电极(1)的外缘;所述触发极模块、环形瓷环(7)、阳极密封圈(8)和阳极电极(10)组成底座。
4.如权利要求3所述的特高压大功率晶闸管触发极模块,其特征是:所述阳极法兰(3)的内表面径向设置凹槽。
5.如权利要求3所述的特高压大功率晶闸管触发极模块,其特征是:所述阳极电极(10)的底部加盖铜环(9),所述铜环(9)与阳极电极(10)同心封接。
6.如权利要求3所述的特高压大功率晶闸管触发极模块,其特征是:所述阴极电极(1)、阳极电极(10)采用无氧铜制作,阴极电极(1)、阳极电极(10)的轴向表面设置其定位作用的台阶。
7.如权利要求1所述的特高压大功率晶闸管触发极模块,其特征是:所述门极耳片(4)、门极定位套(6)及门极管(5)同心封接。
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CN2010201001742U CN201623017U (zh) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | 特高压大功率晶闸管触发极模块 |
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CN102768997A (zh) * | 2012-07-28 | 2012-11-07 | 江阴市赛英电子有限公司 | 大功率整晶圆igbt陶瓷封装外壳 |
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