CS203299B1

CS203299B1 - Bush with the terminal board for fixing the plates with semiconductor systems

Info

Publication number: CS203299B1
Application number: CS30678A
Authority: CS
Inventors: Karel Kopp; Vitezslav Majtner; Petr Kvapilik
Original assignee: Karel Kopp; Vitezslav Majtner; Petr Kvapilik
Priority date: 1978-01-17
Filing date: 1978-01-17
Publication date: 1981-02-27

Description

Vynález se týká pouzdra se svorkovnicí pro upevnění desek s polovodičovými systémy, které umožňuje při zakrytém provedení plně vyhovující odvod ztrátového tepla, vznikajícího při činnosti výkonových polovodičových prvků, na povrch kovového pouzdra, ochlazovaného vnějším vzduchem.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a housing with a terminal block for fastening boards with semiconductor systems which, when covered, allows fully satisfactory dissipation of the heat dissipation generated by the operation of power semiconductor elements to the surface of a metal housing cooled by external air.

Jsou známa provedení pouzder pro upevnění desek s polovodičovými systémy, která jsou řešena tak, že výkonové polovodičové prvky jsou uspořádány na vnějším povrchu pouzdra, čímž je sice zajištěno, že tyto prvky jsou dostatečně chlazené, avšak současně jsou vystavené nebezpečí poškození například při pádu cizích předmětů na povrch pouzdra. Jiná známá řešení pouzder pro upevnění desek s polovodičovými systémy obsahují chladiče výkonových polovodičových prvků zabudované v pouzdru, ale alespoň z části vyvedené mimo pouzdro, opět za účelem dostatečného odvodu tepla. Tato známá řešení komplikují konstrukci pouzder, čímž se zvyšují výrobní náklady. Jsou také známa provedení pouzder pro upevnění desek s polovodičovými systémy u nichž chladiče polovodičových prvků se nacházejí v trvalém proudu vzduchu. Pouzdra tohoto druhu mají opět tu nevýhodu, že se polovodičové systémy zanášejí prachem, obsaženým v chladícím vzduchu, který při zvýšené relativní vlhkosti atmosferického vzduchu může způsobit vznik parazitních vodivých cest a ohrozit tak činnost 1 životnost přístroje. Další nevýhodou známých provedení pouzder se svorkovnicí pro upevnění desek s polovodičovými systémy je, že vývody pro připojení k vnějšímu elektrickému obvodu jsou provedeny jako samostatné svorky tvaru šroubu nebo nožové spoje, popřípadě jsou soustředěny ve svorkovnici a jsou pevně spojeny s pouzdrem pomocí šroubů, nýtů a podobně. Toto provedení je výrobně náročné a tím nákladné.Cases for fastening boards with semiconductor systems are known which are designed such that the power semiconductor elements are arranged on the outer surface of the casing, whilst ensuring that these elements are sufficiently cooled, but at the same time are exposed to the risk of damage, for example on the housing surface. Other known housing solutions for fastening boards with semiconductor systems include heat sinks of power semiconductor devices embedded in the housing, but at least in part out of the housing, again for sufficient heat dissipation. These known solutions complicate the design of the housings, thereby increasing production costs. Also known are embodiments of housings for fastening boards with semiconductor systems in which the coolers of the semiconductor elements are in a continuous air flow. Housings of this kind again have the disadvantage that the semiconductor systems are clogged with the dust contained in the cooling air, which, at elevated relative atmospheric air humidity, can cause parasitic conductive paths and thus endanger the life of the apparatus. A further disadvantage of the known terminal block housings for fastening boards with semiconductor systems is that the terminals for connection to the external electrical circuit are designed as separate screw-shaped or knife-like terminals, or are concentrated in the terminal block and fixedly connected to the housing by screws, rivets and alike. This design is expensive to manufacture and thus expensive.

Tyto nevýhody známých provedení odstraňuje pouzdro se svorkovnicí pro upevnění desek s polovodičovými systémy podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi nosným rámem s polovodičovými systémy a vnitřní stěnou tělesa pouzdra, jsou na straně svorkovnice umístěny pružící vložky pro zajištění svorkovnice v otvoru tělesa pouzdra.These disadvantages of the known embodiments are overcome by the terminal box housing for fastening the semiconductor system boards according to the invention, characterized in that between the support frame with the semiconductor systems and the inner wall of the housing body, spring inserts are provided on the terminal side .

Uspořádáním pouzdra se svorkovnicí pro upevnění desek s polovodičovými systémy je docíleno jednak dokonalého přestupu tepla z nosného rámu a současně chladiče výkonových polovodičových prvků na povrch pouzdra, jednak dokonalého upevnění svorkovnice v otvoru tělesa pouzdra.By arranging the housing with the terminal block for fastening the boards with semiconductor systems, a perfect heat transfer from the support frame and at the same time the heat sink of the power semiconductor elements to the surface of the housing is achieved, as well as perfect mounting of the terminal board in the hole of the housing.

Na přiložených výkresech jsou znázorněný příklady provedení pouzdra podle vynálezu.The accompanying drawings show exemplary embodiments of a housing according to the invention.

Na obr. 1 je znázorněno pouzdro v rozloženém perspektivním pohledu, na obr. 2 je znázorněn půdorysný pohled na pouzdro v částečném řezu a na obr. 3 je znázorněna další alternativa pouzdra v půdorysném pohledu v částečném řezu.Fig. 1 shows an exploded perspective view of the housing, Fig. 2 shows a partial cross-sectional plan view of the housing, and Fig. 3 shows another alternative of the housing in a partial cross-sectional plan view.

Na obr. 1 nosný rám 2, uložený v tělese pouzdra 1 nese alespoň jednu desku 5 s polovodičovými systémy, upevněnou v nosném rámu 2 tím, že výstupky 51 desky 5 s polovodičovými systémy jsou zasunuty do odpovídajících výřezů 21 v nosném rámu 2. Deska 5 s polovodičovými systémy je určena pro upevnění a případně propojení jí nesených polovodičových systémů. Pružící vložky 4 jsou tvaru písmene „Z”, přičemž stojina 43 pružící vložky 4 je kolmá na násuvnou pásnici 41 i na aretační pásnici 42. Nosný rám 2 tvoří současně chladič na něm upevněných polovodičových prvků 7.In Fig. 1, the support frame 2 housed in the housing body 1 carries at least one semiconductor system board 5 fixed in the support frame 2 by the projections 51 of the semiconductor system board 5 being inserted into corresponding slots 21 in the support frame 2. Board 5 with semiconductor systems is intended for fixing and eventually connecting semiconductor systems carried by it. The spring inserts 4 are Z-shaped, with the web 43 of the spring insert 4 being perpendicular to the plug-in flange 41 as well as to the locking flange 42. The support frame 2 simultaneously forms a heat sink for the semiconductor elements 7 mounted thereon.

Montáž pouzdra podle vynálezu se provádí tak, že do otvoru 8 tělesa pouzdra .1. se zasune z vnitřní strany tělesa pouzdra 1 správně orientovaná svorkovnice 3. Pak se do tělesa pouzdra 1 vloží kompletně předem smontovaný nosný rám 2 včetně desky 5 s polovodičovými systémy. Upevnění všech dílů vložených do tělesa pouzdra 1 nastane vložením pružících vložek 4. Pružící vložky 4 se zasunou v sousedství svorkovnice 3 svou násuvnou pásnici 41, která je delší, mezi nosný rám 2 a vnitřní stěnu tělesa pouzdra 1 tak, že aretační pásnice 42, která je kratší a je posunutá rovnoběžně s násuvnou pásnici 41 o výšku stojiny 43 dovnitř do prostoru tělesa pouzdra 1, se současně pružně opře o zadní stěnu svorkovnice 3. Tím pružící vložka 4 jednak rozepře nosný rám 2 proti vnitřním stěnám tělesa pouzdra 1, jednak zaklínuje svorkovnici 3 proti vysunutí z otvoru 8 v tělese pouzdra 1 směrem dovnitř do tělesa pouzdra 1 směrem dovnitř do tělesa pouzdra 1, například při propojování nožových spojů svorkovnice 3. Proti vysunutí směrem ven . z tělesa pouzdra 1 otvorem 8, je svorkovnice 3 opatřena aretačním rozšířením,- které je neprůchodné přes otvor 8 v tělese pouzdra 1. Pružným rozepřením nosného rámu 2 proti rynitřním stěnám tělesa pouzdra í se docílí velmi dobrého přestupu tep- la z nosného rámu 2 ňa těleso pouzdra 1 a tím dobrého chlazení výkonových polovodičových .prvků 7. X?·; ,The mounting of the sleeve according to the invention is carried out by inserting it into the opening 8 of the sleeve body. The correctly oriented terminal block 3 is inserted from the inside of the housing body 1. Then, a completely pre-assembled support frame 2 including a board 5 with semiconductor systems is inserted into the housing body 1. The fastening of all the parts inserted into the housing body 1 takes place by inserting the spring inserts 4. The spring inserts 4 are inserted in the vicinity of the terminal 3 with their plug-in flange 41 which is longer between the support frame 2 and the inner wall of the housing body 1 so that it is shorter and is displaced parallel to the plug-in flange 41 by the height of the web 43 inwards into the space of the housing 1, and simultaneously resiliently abuts against the rear wall of the terminal block 3. This resists the support frame 2 against the inner walls of the housing 1 and wedges the terminal block 3 against sliding out of the opening 8 in the housing body 1 inwardly into the housing body 1 inwardly into the housing body 1, for example when connecting the knife connections of the terminal block 3. From the housing body 1 through the opening 8, the terminal block 3 is provided with a detent extension, which is impermeable through the opening 8 in the housing body 1. By resiliently extending the support frame 2 against the inner walls of the housing body 1, very good heat transfer from the support frame 2 is achieved. the housing body 1 and thereby good cooling of the power semiconductor elements 7. X? ,

Na obr. 2 je znázorněno; uspořádání pouzdra podle obr. 1 ve smbhtovaném stavu. Totožné součásti jsou označeny; totožnými vztahovými značkami. . . .,.../³ Figure 2 shows; the housing arrangement of FIG. 1 in a stitched state. Identical parts are marked; identical reference numerals. . . ., ... / ³

Na obr. 3 je znázorněno alternativní pro, vedení pouzdra podle vynálezu s plochými pružícími vložkami 40 tvaru obdélníkového pásku. Ostatní součásti, které jsou totožné se součástmi uvedenými na obr. 1 a obr. 2 jsou opět označeny totožnými vztahovými značkami.FIG. 3 shows an alternative for guiding a sleeve according to the invention with flat spring inserts 40 in the form of a rectangular strip. Other components which are identical to those shown in FIGS. 1 and 2 are again designated with the same reference numerals.

Na obr. 2 a 3 je dále čárkovaně naznačen příklad spojení dna pouzdra 6 s tělesem pouzdra 1 pomocí šroubů a výštipů provedených ve dnu pouzdra 6.. Nosný rám 2 s výhodou slouží pro manipulaci při montáži a diagnostice prvků a obvodů zabudovaných v deskách 5 s polovodičovými systémy a snižuje nebezpečí jejich poškození, poněvadž žádná ze zabudovaných součástí nepřečnívá přes siluetu nosného rámu 2.2 and 3, an example of the connection of the bottom of the sleeve 6 to the body of the sleeve 1 by means of bolts and clips provided in the bottom of the sleeve 6 is also shown in dashed lines. The support frame 2 is advantageous for manipulation during assembly and diagnostics of and reduces the risk of damage to them, since none of the built-in components protrude beyond the silhouette of the support frame 2.

Příklady uvedené na výkresové příloze nevyčerpávají všechny alternativy provedení pouzdra podle vynálezu. Tak např. nosný rám 2 může být různě tvarován podle potřeby umístění výkonových polovodičových prvků 7. V nosném rámu 2 mohou být provedeny výřezy 21 v několika rovnoběžných rovinách nad sebou pro uložení několika desek 5 s polovodičovými systémy. Pro zvlášť důležité případy může být přilehnutí nosného rámu 2 k tělesu pouzdra 1 pojištěno stahovacími šrouby, zvláště tehdy, když je pouzdro vystaveno otřesům a vibracím. Kromě těchto naznačených alternativních provedení jsou možné ještě další neuvedené obměny pouzdra podle vynálezu.The examples given in the drawing appendix do not exhaust all the alternatives of the housing according to the invention. Thus, for example, the support frame 2 may be differently shaped as desired to accommodate power semiconductor elements 7. In the support frame 2, cutouts 21 may be provided in several parallel planes one above the other to accommodate several plates 5 with semiconductor systems. For particularly important cases, the abutment of the support frame 2 to the housing body 1 can be secured by tightening screws, especially when the housing is subjected to vibrations and vibrations. In addition to the indicated alternative embodiments, other non-listed variations of the housing according to the invention are possible.

Claims

SUBJECT

A housing with a terminal block for fastening semiconductor system boards with a support frame forming a heat sink for power semiconductor elements, characterized in that between the support frame (2) of the semiconductor system boards (5) and the inner wall of the housing body (1j) are on the terminal side (3) ) located spring pads (4) for securing the terminal block (3) in the bore (8) of the housing body (1).

VYNALEZU

2. A terminal box housing for fastening boards with semiconductor systems according to claim 1, characterized in that the spring inserts (4) have a Z-shaped profile with a web (43) perpendicular to both flanges (41, 42).

3. A terminal box housing for fastening boards with semiconductor systems according to claim 2, characterized in that the spring inserts (40) are in the form of a rectangular strip.