DE1464781A1 - Halbleiter-Stromrichteranlage mit mehreren Halbleiterelementen - Google Patents

Description

• Halbleiter-Stromrichteranlage mit mehreren Halbleiterelementen Die Erfindung betrifft eine Halbleiterstromrichteranlage mit mehreren Halbleiterelementen, die durch ein strömendes Kühl-mittel gekühlt werden, wöbei die Elemente auf die Kühleinrichtung, durch die das Kühlmittel hindurchfliesst, aufgebaut sind. Halbleiterstromriehter müssen, wenn sie für grössere Stromstärken verwendet werden, gekühlt werden. Hierfür sind flesige Kühlmittel besonders günstig, sie erfordern aber eine besonde- re Kühleinrichtung, durch die sie hindu chgeleitet werden müs- sen. Hierbei werden Kühlrohre verwendet, durch die das Ktihlmittel flieset. Tn die Wandung dieser Kühlrohre sind die Halbleiter-

  elemente eingesetzt. Sie besitzen eine Kühleinrichtung in Form

  von Kühlrippen, die thirmisch unmittelbar mit den eigentlichen

  Halbleitern.Yerbunäen sind. Für parallelgeschaltete Elemente

  ist diese Masetahae ausreichend, dadurch das Kühlrohr selbst

  die Parallelschaltung vorgenomreen werden kann. Mit diesen Ein-

  rlchtungen ist es aber nicht. möglich, alle Elemente auf demsel-

  ben Ktlhlrohr aufzubauen, wenn. sie teilweise in Reihe geschaltet

  sind, oder BEeherungen den Elementen nachgeschaltet sind: Dann

  'ist es nämlich erforderlich, dass die Elemente voneinander und.

  .die Elemente von den Sicherungen wenigstens auf einer Seite

  elektrisch isoliert sind. Dies geht aber beim unmittelbaren Einsetzen in den Kühlkörper nicht, da dieser aus-leitendem Material besteht.
• Erfindungsgemäss wird daher vorgeschlagen, dass die Kühlrohre derart abwechselnd aus leitenden und isolierenden Teilen bestehen, dass das Kühlmittel ungehindert hindurchfliessen kann und die notwendige elektrische Isolation zwischen den.Elementen und ihnen zugehörigen anderen elektrischen Teilen gewährleistet ist und die isolierenden Teile mit den leitenden Teilen gegen Austreten des Kühlmittels abgedichtet sind.
• Die Fig. 1 bis 8 zeigen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. .
• In der Fig. 1 ist ein solches Kühlrohr dargestellt, das abwechselnd aus leitendem und nichtleitendem Material besteht. Der Pfeil gibt die Richtung an, wie das Kühlmittel hindurchfliesst. Mit 1 sind die leitenden Teile bezeichnet, mit 2 die

  isolierenden. Auf den leitenden Teilen sitzen die Halblei-

  terelemente 4 auf, sie sind in die Wandung der leitenden Teile des Kohlrohres eingeschraubt. Die Verbindung zwischen dem Isolierenden und dem leitenden Teil ist keilförmig vorgesehen, sodass die Teile gegenseitig sich zentrieren können. Sie müs- sen so ausgeführt sein, dass das Kühlmittel nicht austreten kann, daher sind die Dichtungsstellen 3 vorgesehen, welche in be- kannter Weise ausgeführt werden können.
• In der Fig. 2 ist ein solcher leitender Ring für sich heraus- gezeichnet. In diesem Fall sind mehrere Halbleiterelemente 4 Am Umfang angeordnet. Diese sind normalerweise parallel geschaltet.. sodass sie auf demselben-leitenden Teil angebracht werden können. Der leZtende Teil besitzt noch Kühlrippen 5, welche zur Verbesserung der Kühlung dienen. In Abb. 3 ist nun die Möglichkeit angegeben, Halbleiterelemente vorzusehen, die gegenseitig isoliert werden müssen,.$lsg beispielsweise in Reihe liegen oder versehIgdenen parallelen Kreisen.angehören. Dergleiche Ring ist dort unterbrochen durch isolierende Teile 6. Die metallischen Teile sind wieder mit 1 bezeichnet. Sie sind in ähnlicher Weise.ausgeführt, wie in der Fig. 2, nur dass der ganze Ring durch isolierende Teile unterteilt i&t.
• In der Abb. 4 ist angegeben,'wie verschiedene Gleichrichterelemente, welche parallel@liegen, auf einem leitenden Teilstück 1 angebracht werden können. Es sind dort mehrere, und zwar in diesem Falle sechs Elemente 4 dargestellt. Diese sind parallel und von arideren leitenden Teilen durch das Isolierstück 2 getrennt. Im oberen Teil 1 sind dann weitere Halbleiterelemente angebracht, welche zu einem anderen Parallelkreis gehören.
• In der Abb: 5 Wind zwei parallele Kreise dargestellt, welche je aus zwei Elementen und einer Sicherung bestehen. Die beiden Elemente sind für den einen Kreis mit 4.1, für den anderen mit 4.2 bezeichnet. Ausserdem ist noch die Sicherung 7.1 und 7:2 vorgesehen. Alle Halbleiterelemente sind auf den leitenden Teilen 1 aufgebaut. Der obere Ring 1.1 und der untere Ring 1.3 sind durchgehend ringförmig in gleicher Weise ausgeführt. Der mittlere Ring 1.2 dagegen ist durch isolierende Teile 6 unterbrochen. Zwischen den einzelnen Ringen sind wieder die isolierenden Teile 2 zuerkennen. Die elektrische Verbindung ist ebenfalls zu erkennen, sie beginnt an der Lasche 7. Der Ring 1.1 ist zugleich der Verzweigungspunkt für die beiden parallelen Kreise.. Der eine parallele Kreis liegt auf der linken Seite der Zeichnung, der andere auf der rgehten. Es sind also die Halbleiterelemente links 4.1 und 4.2 sowie die Sicherung 7.1 hintereinander geschaltet, und rechts sind die Halbleiterelemente 4.3 und 4.4 sowie die Sicherung 7.2 hintereinandergeschaltet. Dies ist durch die Leitungsverbindungen 8 und 9 angedeutet. Hinter der Sicherung ist wieder der zweite Verzweigungspunkt durch` den leitenden Ring@l".3 gebildet. An der Stelle 10 liegt die Ausgangsklemme. .
• In ig. 6 ist eine andere Anordnung gezeigt, in welcher mehrere voneinander isolierte Teile in Richtung. der Kühlflüssigkeit hintereinander liegen. Diese Anordnung hat besonders dann grossen Vorteil, wenn eine grössere Anzahl. von Elementen in Reihe geschaltet werden muss. In der Zeichnung ist dies nur noch schematisch dargestellt und zwar sind die Teile 1 leitend, die Teile 2 isolierend. Die Halbleiter liegen in beliebiger Anzahl auf den Teilen 1.
• i In den Figuren 7 und 8 sind noch zwei Möglichkeiten dargestellt, wie man die leitenden und isolierenden Teile miteinander verbinden kann. In der Fig. 7 ist der isolierende Ring 2 keilförmig-dargestellt, während in der Fig. 8 die Verbindung zwischen dem 'isolierenden Teil und dem leitenden Teil schwalbenschwanzförmig nusgefilhrt ist.
• Die isolierenden Teile können aus elastischem Material be-stehen, sodass sie mit Leichtigkeit Wärmebewegungen oder auch Erschütterungen auzhalten können.
• Der Vorteil der ganzen Anordnung ist der, dass es möglich ist, auf ein- und demselben hUhlrohr elektrische Elemente aufzubauen, die voneinander isoliert werden mitssen. Dies hat insbesöndere für die Reihenschaltung von Halbleiterelementen und die Verbindung von Halbleiterelementen mit Sicherungen ihre Bedeutung.

Claims (1)

1. p a t 0 s t awnps#r.#r u o bot I. Halbletteretroariohteranlago reit ;mehreren malbleitareia# xer.ten, d1.e durch ein atrMsendes XMIwittel i,oic,t wobei dien Elemente auf die K3hIrchrr, darob die das Mleittel hinduroht'liesst aufgebaut air.d, drduroh ge- kennzeichnet" dose die >tdhlrerhre derart ab»chrtl" -aus leittru den und leolierendrn Tollen tootoben,dano das Mlrittel ungehindert hIndurchfliessen kann und die notwendige elek# trisehe Isolation swiscben den älemnten wA Um n auge# hörigen aßderrei-: elektrischen Tellert gewUrletstet ist, und die isolierender: Tolle mit den leitenden Tollen gegen Austreten des Kühleittela abgedichtet sind. 2. Halbleiterstro@uiohterranla,ter nach Anapruoh 1, dadurch So- kennzeichnet, dass die ICÜhleinrichtunr, rohrr"mig ausge- Mrt tot, wobei abwechselnd ringftirmi,ge Teiler au» Ieolier- maaterlul und aus leitendes Material aufgebaut sind und die Elements irt die leitenden Teile umüttelbar einpsstst sind. 3. Hxlbletterstromrichteranlagt nach Anspruch 2, dadureh so' xennstiohnet, dann die miiuiotter:: auf einer fite parallel rerbunderuen Eierenter ringr*mi4; auf einem oinsigln leit«# den Toll der iMhleinriehtung angvorduet sind. t. l@al@raeitetstxeariolet@erruls@;gt noeh Aneprush @f dsdureti @.. komnseieboet, dabs die leitenden ßUf durch Imlierst4f unteraroahon Bind, oo eirar aueh iiieht elektriseh uxmittel- bar verbundene slerromte ria&Mroig aag»rdnet reu kömos. Malbleixtrsttiahttlf nach Ansprunh 7, dadusvh Xe- keeuizei ohne t. da« mehrere einei ti g unmittelbar rre xburdene 3ihemnte in rohrersn Rten auf' den wetalxiscien Teil der xUhleinrichtunk; autgehaut sind und weh rere rc :eher Orupf ciuxmh ieoU*3e ZwisahenrIf tlektrisch vocreinatr iso- 1 i e rt es ix.d . G.tlt@le.ifietx@stroariflhl'wrrrenlae naoh Annprueh 1, dadurch ge- keruszeiahmt, d«s Halbleite»Iemer:te und : "c!erungren auf rvcwinAnder isolierten Tiedleo, der leinrie:tung sufds» setzt *iad . . ltal ltlii t*retronriahtex&rÄltge nor. h Anspruch 1. dMurdh ar- Dce;.nzeictunetr d»o die Kthloinriahtuueg aWechselnd aus vaa@,ex*chtext arid eenkreohten Tollen zusarr*x,c.esexst ist unä die 7etle der eineu lrr icoitert uciä die der arräim Lake laitwxd *uxgeftlhrt: s3, Halbleitrorstrcaariehtemnla£* nach brapruch 42, dadureh kexuxaelaiuutt, date die isoli4renden T:: il.e keilfösrnigexx 1r:. sahnitt tewitzeh. Halbleiteratx=riaätsrsnle" noch Anepruoh P, äadursb 4r# kennzeichnet, da» die leitenden 'heile s4?txalt,eenat@rheraxx:. föifüg in die iool%tr*rdex: Tb1ar eixuetrt rixwl, 10. Mbiiteretrearlehtexauhrge nach Ampruab 1,, ladux"b it- iatmsetart, d«o die is"it»nden Teeile auf #ii 1l »tts@. @..Ieirst@rrlohtexani.as raah "nrprueh 1, durch iurrxsiohz@t. 4a44 die Df c@ntw4ea. :wlaoben den ' xsolie wid iei terAen llen der KUhleinricntunz aus Gieaehaxn be- a beim