SU1677749A1

SU1677749A1 - Силовой полупроводниковый блок

Info

Publication number: SU1677749A1
Application number: SU894738027A
Authority: SU
Inventors: Валерий Михайлович Каликанов; Андрей Тарасович Туник
Original assignee: Мордовский государственный университет им.Н.П.Огарева
Priority date: 1989-06-14
Filing date: 1989-06-14
Publication date: 1991-09-15

Abstract

Изобретение относитс к силовой полупроводниковой технике, в частности к силовым полупроводниковым модул м, предназначенным дл эксплуатации в статических преобразовател х электрической энергии. Цель - повышение эффективности охлаждени и надежности модул . Цель достигаетс тем, что силовые полупроводниковые приборы 1, расположенные между теплоотвод щими элементами 2 и токове- дущими шинами 3, размещены в герметичной емкости 4, частично заполненной легкокип щей диэлектрической жидкостью 5, например фреоном 113. Сверху расположен конденсатор 6, соединенный с герметичной емкостью 4. Токоотвод щие элементы 2 имеют боковые полости 7, выполненные из металлической решетки 8-с круглыми отверсти ми 9. Внутри полостей расположены плавающие шарообразные элементы 10. Удельный вес материала шарообразных элементов равен удельному весу диэлектрической жидкости, а диаметр шарообразных элементов равен rims 1,1 dote, где с1шэ - диаметр шарообразных элементов; dote - диаметр отверстий решетки. 1 ил. С

Description

Изобретение относитс к силовой полупроводниковой технике, в частности к силовым полупроводниковым модул м, предназначенным дл эксплуатации в статических преобразовател х электрической энергии.

Цель изобретени - повышение эффективности охлаждени и надежности.

Изобретение по сн етс чертежом.

Силовые полупроводниковые приборы 1, расположенные между теплоотвод щими элементами 2 и токоведущими шинами 3, размещены в герметичной емкости 4, заполненной легкокип щей диэлектрической жидкостью 5, например фреоном 113, Сверху расположен конденсатор 6, соединенный

о

с герметичной емкостью 4. Теплоотвод щие элементы 2, имеют боковые полости 7, выполненные из металлической решетки 8 с круглыми отверсти ми 9. Внутри полостей расположены плавающие шарообразные элементы 10.

Силовой полупроводниковый блок работает следующим образом.

При подводе электрического тока к силовым полупроводниковым приборам 1 с помощью токоведущих шин тепло, выдел емое приборами, передаетс теплоотвод - щим элементам 2. Легкокип ща диэлектрическа жидкость 5 закипает на боковых поверхност х теплоотвод щих элементов 2, наступает пузырьковый режим киXI

4.

Ю

пени . Пары жидкости из герметичной емкости 4 поступают в конденсатор 6, конденсируютс , конденсат стекает обратно в герметичную емкость.

При дальнейшем увеличении тока через полупроводниковые приборы увеличиваютс тепловые потери, пузырьковый режим кипени переходит в пленочный, теплоотдача (охлаждение полупроводниковых приборов ) ухудшаетс . Дл исключени этого используютс плавающие шарообразные элементы 10, наход щиес внутри боковых полостей 7. Под воздействием кип щей жидкости и паровых пузырей, которые совершают пульсирующие движени около боковых поверхностей теплоотвод щих элементов, шарообразные элементы приход т в движение, периодически соприкаса-i ютс этими боковыми поверхност ми и разрушают при этом образующуюс паровую пленку на них. Это позвол ет увеличить отводимые тепловые потоки от теплоотвод щих элементов и, соответственно, от силовых полупроводниковых приборов. За счет того, что диаметр отверстий 9 в металлической решетке 8 меньше, чем диаметр плавающих шарообразных элементов, шарообразные элементы не могут выходить за пределы боковых полостей 7.

Использование данного изобретени дл охлаждени мощных отечественных силовых полупроводниковых приборов на токи 630-1600 А позвол ет существенно снизить тепловое сопротивление охлаждающей системы и, следовательно, полное тепловое сопротивление полупроводникова структура - окружающа среда, что, в

свою очередь приводит к увеличению нагрузочной способности приборов. Повышение нагрузочной способности приборов, т.е. вышение максимально допустимого тока в

открытом состо нии позвол ет снизить количество полупроводниковых приборов в силовых схемах статических преобразователей электрической энергии, соответственно снизить такое же количество

охладителей, что приведет к экономии доро- госто щих силовых полупроводниковых приборов, остродефицитных материалов охлаждающих систем: меди, олова, алюмини и т.д.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и

Силовой полупроводниковый блок, содержащий конденсатор, соединенный с герметичной емкостью, частично заполненной легкокип щей диэлектрической жидкостью,

в которую погружены мощные полупроводниковые приборы с теплоотвод щими элементами между ними и токоведущими шинами, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности охлаждени и надежности блока, каждый теп- лоотвод щий элемент снабжен боковыми полост ми, ограниченными металлической решеткой, полости содержат плавающие шарообразные элементы, при этом удельный вес материала шарообразных элементов равен удельному весу диэлектрической жидкости, а диаметр шарообразных элементов равен

«i 1,1doTB,

где d шэ -диаметр шарообразных элементов;

йотв - диаметр отверстий решетки.

-5

-г -ю -i

1 j

9

8

Claims

Формула изобретения

Силовой полупроводниковый блок, содержащий конденсатор, соединенный с герметичной емкостью, частично заполненной легкокипящей диэлектрической жидкостью, в которую погружены мощные полупроводниковые приборы с теплоотводящими элементами между ними и токоведущими шинами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и надежности блока, каждый теплоотводящий элемент снабжен боковыми полостями, ограниченными металлической решеткой, полости содержат плавающие шарообразные элементы, при этом удельный вес материала шарообразных элементов равен удельному весу диэлектрической жидкости, а диаметр шарообразных элементов равен бшэ ~ 1,1 doTB, где d шэ - диаметр шарообразных элементов;

ботв - диаметр отверстий решетки.