DE8214214U1

DE8214214U1 - Leistungshalbleiter mit einem quaderförmigen Gehäuse

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Publication number: DE8214214U1
Application number: DE8214214U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Publication date: 1982-08-26

Description

BROWN.BOVERI & CIE AKTIENGESELLSCHAFT Mannheim 7. Mai 1982

Mp.Nr. 552/82 ZPT/P3-Bi/Hr

Leistungshalbleiter mit einem quaderförmigen Gehäuse

Die Neuerung betrifft einen Leistungshalbleiter mit
einem quaderförmigen Gehäuse.

Halbleitermodule mit quaderförmigem Gehäuse sind in den unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Bei den
bekannten Modulen sind im Gehäuse wenigstens zwei
getrennt voneinander einsetzbare Halbleitereinheiten,
z.B. Thyristoren und/oder Dioden, angeordnet. Sie

besitzen an ihrer Oberseite mindestens drei Anschlußelektroden für die Stromzufuhr und zwei Anschlußelektroden für die Steuersignalzufuhr zu den Halbleitern.

Auch für Einzelhalbleiter ist eine Vielzahl von Gehäuseformen bekannt. So gibt es Flachbodenzellen, Schraubbodenzellen, Scheibenzellen usw.. Bei den meisten Ausführungen von Einzelhalbleitern ist das Gehäuse mit der
Anode oder Kathode verbunden und damit potentialbehaftet. Beim Einsatz in einer Stromrichterschaltung müssen deshalb zusätzliche Maßnahmen für die Potentialtrennung getroffen werden, entweder durch die Zwischenlage von

Isoliermaterialien, wodurch die Wärmeableitung verschlechtert wird, oder durch die Verwendung mehrerer, gegeneinander isolierter Kühlkörper. Generell laßt sich sagen, daß bei Verwendung von Einzelhalbleitern der handelsüblichen Gehäuseformen sich ein ungünstiger Schaltungsaufbau mit großem Platzbedarf, großem Gewicht und einer kleinen Hbersichtlichkeit ergibt.

Im Gegensatz dazu ergibt sich bei Verwendung der zuvor beschriebenen Module ein günstiger Schaltungsaufbau. Es ist jedoch nicht immer möglich und erwünscht, Module zu verwenden; in vielen Fällen ist die Verwendung von Einzelhalbleitern erforderlich.

Der vorliegenden Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Leistungshalbleiter mit quaderförmigen Gehäuse anzugeben, der die Vorteile der bekannten Module auch bei einem Einzelhalbleiter wirksam werden läßt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Schutzanspruchs.

Damit ergeben sich die Vorteile, daß alle Arten leistungselektronischer Schaltungen auf einem einzigen Kühlkörper, der zudem geerdet werden kann, potentialfrei aufgebaut werden können, daß die Kontaktierung der Halbleiter untereinander und mit den übrigen Bauelementen mittels Stromschienen erfolgen kann, daß in dem Gehäuse alle Arten von Leistungshalbleitern wie Dioden, Thyristoren, rüchwärts leitende Thyristoren, rückwärts nicht sperrende Thyristoren, ausschaltbare Thyristoren oder Leistungstransistoren eingebaut werden können, wobei nicht darauf geachtet werden muß, ob die Kathode oder die Anode mit dem Gehäuse verbunden werden soll, daß die Montage der Stromschienen wesentlich vereinfach' ist, da die Anschlußelektroden, die in Form von

Anschlußlaschen ausgebildet sind, an der Oberseite des Gehäuses einen Höhenausgleich Ober mehrere Millimeter zulassen und da unter den Anschlußelektroden, unverlierbare Muttern vorgesehen sind, daß die Steueranschlüsse allen vorkommenden Anforderungen angepaßt werden können hinsichtlich der Zahl der Steueranschlüsse - für einen Thyristor nur ein einziger Steueranschluß, für einen löschbaren Thyristor zwei Steueranschlüsse entsDrechenden Querschnitt - und daß die Abstände der für die Stromzuführung zu den Halbleitertabletten bestimmten Hauptanschlüsse untereinander und zu den Steueranschlüssen nach den unterschiedlichsten Spezifikationen gewählt werden können.

Anhand der Zeichnung soll die Neuerung in Form eines Ausführungs- und eines Anwendungsbeispiels näher erläutert werden.

Fig. 1 eine Vorderansicht,

eine Seitenansicht,
eine Draufsicht,

eine geschnittene Seitenansicht eines neuerungsgemäßen Leistungshalbleiters und Fig. 5 den Aufbau eines dreiphasigen Umrichters unter

Verwendung neuerungsgemäßer Leistungshalbleiter.

In den Figuren 1 bis ¹I erkennt man ein etwa quaderförmiges Gehäuse 11 aus Isoliermaterial, welches mit seiner offenen Unterseite auf eine rechteckige, metallische Grundplatte 15 aufgesetzt ist. An der Oberseite des Gehäuses befinden sich äußere Anschlußelektroden 16,17 für die Stromzufuhr zu der im Inneren des Gehäuses 11 auf der Grundplatte 15 isoliert montierten Halbleitertablette bzw. Halbleitertabletten. Zwischen den An-

Es	zeigen:
Fig	. 1
Fig	. 2
Fig	. 3
Fig	. 4

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schlußelektroden 16,17 ist auf der Oberseite des Gehäuses eine Nut 19 zur Vergrößerung des Kriechweges zwischen den Elektroden eingearbeitet. Seitlich an den Schmalseiten des Gehäuses im Bereich der Bodenplatte 15 sind Befestigungslaschen 12 mit je einer Bohrung vorgesehen, mit deren Hilfe der Leistungshalbleiter auf einen (nicht dargestellten) Kühlkörper geschraubt werden kann.

Für den Fall, daß im Gehäuse ein steuerbares Leistungshalbleiterelement eingebaut ist, sind an der Oberseite des Gehäuses 11 Anschlußelektroden für die Steuersignalzufuhr vorgesehen. Dabei handelt es sich entweder um einfache Steckstifte 18 (Fig. 2) oder um Doppelstecker 13 (Fig. 3 und ¹I),bei denen nicht nur der eigentliche Steuerelektrodenanschluß G1 bzw. G2 sondern auch ein dazugehörender Hilfkathodenanschluß HK1 bzw. HK2 herausgeführt ist. Die Anordnung von zwei Steuerelektrodenanschlüssen 13 bzw. 18 an der Oberseite des Gehäuses 11 ist dann erforderlich, wenn im Innern des Gehäuses 11 ein abschaltbarer Thyristor vorgesehen ist, dem die Zünd- und Löschimpulse getrennt zugeführt werden.

In Fig. 5 erkennt man den Leistungskreis eines dreiphasigen Umrichters ohne Kommutierungskreis.

Man erkennt auf einem einzigen Kühlkörper 20 sechs Leistungshalbleiter 11, die mit Hilfe der seitlichen Bemessungslaschen 12 auf dem Kühlkörper 20 befestigt sind. Im Inneren des Gehäuses 11 befindet sich ein rückwärts leitender Thyristor oder aber eine Thyristoren-Dioden-Kombination, die wie ein rückwärts leitender Thyristor wirkt. Von der oberen Reihe der Einzelhalbleiter sind jeweils die Anodenanschlüsse des Thyristorteils mit einer Anodenschiene 21 untereinander verschient; von der unteren Halbleiterreihe sind jeweils die Kathodenanschlüsse mit einer Kathodenschiene 23 verschient.

Einzelschienen 22 stellen die Verbindung zwischen den

Einzelhalbleitern und drei Drosseln L1,L2,L? her, an deren Mittelanzapfung die drei Phasen U,V,W des Umrichters abgegriffen werden können.

⁵ Man erkennt aus Fig. 5, daß bei Anwendung nenerungsgetnäßer Leistungshalbleiter nur ein Kühler mit sechs Halbleitergehäusen erforderlich sind, während bei Anwendung von herkömmlichen diskreten Leistungshalbleitern zwölf Elemente und vier gegenseitig potential-10 getrennte Kühler erforderlich wären.

Claims

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Anspruch S

Leistungshalbleiter mit einem quaderförmigen Gehäuse, gekennzeichnet durch eine rechteckige, metallische Grundplatte (15), auf der Halbleitertabletten isoliert montiert sind, ein Gehäuse (11) aus Isoliermaterial, welches mit seiner offenen Unterseite auf die Grundplatte (15) aufgesetzt ist, an seiner Oberseite Durchbrechungen für externe Anschlußelektroden (13,16,17,18) und an seinen Schmalseiten im Bereich der Grundplatte (15) Befestigungslaschen (12) besitzt und eine Anordnung der externen Anschlußelektroden in einer Reihe (13,16,17,18), wovon zwei (16,17) für die Stromzufuhr und wenigstens eine (13;18) für die Steuersignalzufuhr zu den Halbleitertabletten dienen.

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