SU1746438A1 - Полупроводниковый светоуправл емый модуль - Google Patents

Abstract

Использование: е полупроводниковых пр.е- образовател х электрической энергии, станци х управлени  и электроприводах посто нного и переменного тока. Сущность изобретени : блок управлени  выполнен из изолирующего каркаса, в котором закреплены светоизлучаю- щие диоды. Изолирующий каркас имеет один боковой паз под силовой вывод и центральное отверстие, в котором расположена линза со стороны нижней поверхности каркаса. На верхней поверхности каркаса расположены токо- ведущие дорожки с металлическими штыр ми, электрически соединенными с внешними выводами светоизлучающих диодов. Боковые стенки каркаса зафиксированы на нижних фасонных шинах. 3 ил. сл с

Description

Изобретение относитс  к полупроводниковой технике, а именно к выпр мительным блокам, и может быть использовано в полупроводниковых преобразовател х электрической энергии, станци х управлени  и электропривод х посто нного и переменного тока.

Известно много полупроводниковых управл емых устройств в том числе па ной конструкции.

Основным недостатком таких модулей  вл етс  сложность сборки и трудность контрол  узла управлени .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  полупроводниковый светоуправл е- мый модуль в металлокерамическом корпусе, содержащий блок управлени , силовые полупроводниковые элементы, которые снабжены светочувствительной поверхностью и оптически св заны со светоизлучающими диодами, при этом полупроводниковые элементы закреплены на металлическом основании через металлические фасонные шины и контактные пластины, изолированные от основани  и соедин ющие каждый силовой элемент с токовыми выводами модул .

К недостаткам данного модул  относитс  сложность сборки, невозможность контрол  и юстировки блока управлени  до его сборки.

В указанном модуле светодиоды вставл ют в изолирующие детали в виде фторопластовых трубок, которые затем приклеивают компаундом к световому окну вручную, т.е. воспроизводимость параметров зависит от качества сборки и условий нанесени  компаунда , при этом точность сборки и установки светодиода зависит только от квалификации исполнител .

1

О 4 СО 00

Таким образом, данна  конструкци  блока управлени  не поддаетс  механизации при его сборке, а при работе прибора световой поток от светоизлучающего диода плохо концентрируетс  над световым окном .

Целью изобретени   вл етс  повышение технологичности модул .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в полупроводниковом светоуправл емом модуле в металлокерамическом корпусе, содержащем блок управлени , силовые полупроводниковые элементы, которые снабжены светочуствительной поверхностью и оптически св заны со светоизлучающими диодами , при этом прлупроводниковые элементы закреплены на металлическом основании через металлические фасонные шины и контактные пластины, изолированные от основани  и соедин ющие каждый силовой элемент стоковыми выводами модул , блок управлени  выполнен из изолирующего каркаса, который снабжен по меньшей мере одним боковым пазом под силовой вывод и по меньшей мере одной линзой, расположенной в отверстии со стороны нижней поверхности каркаса, на которой закреплен светоизлучающий диод, при этом на верхней поверхности каркаса расположены то- коведущие дорожки с металлическими штыр ми, электрически соединенные с внешними выводами светоизлучающих диодов и с управл ющими шинами цепи управлени  на корпусе модул , а боковые стенки каркаса зафиксированы на нижних фасонных шинах.

На фиг.1 изображена упрощенна  конструкци  предлагаемого модул ; на фиг.2 - конструкци  изолирующего каркаса; на фиг.З - то же, вид сверху.

Устройство содержит основание 1, изолирующую керамику 2, фасонные шины и контактные пластины 3, силовые полупроводниковые элементы 4, представл ющие собой фотоприемники, светоизлучающие диоды 5, каркас 6 с токоведущими дорожками 7 и металлическими штыр ми 8, корпус 9, внешние силовые выводы 10, выводы цепи управлени  11,трубки 12,линзу 13, обечайку 14,

Сначала собирают блок управлени , состо щий из1 изолирующего керамического каркаса 6 с отверстием и линзы 13, на которой вплотную закреплен светоизлучающий диод 5, выводы которого распа ны на токо- ведущие дорожки 7 (фиг.2. 3). Токоведущие дорожки нанесены на верхнюю поверхность каркаса шелкографией или напылением и контактируют с металлическими штыр ми 8, необходимыми дл  электрического соединени  с управл ющими шинами цепи управлени  11, На одной из боковых поверхностей каркаса выполнен паз Б. предназначенный дл  катодного вывода от

силовых полупроводниковых элементов 4. Размеры каркаса и положение паза в нем завис т от геометрии структуры фотоприемника и катодного вывода. В более сложных конструкци х каркас может быть цилиндри0 ческой формы с любым количеством проходных пазов под выводы.

Местоположение линзы 13 по высоте в отверстии со стороны нижней поверхности каркаса и ее форма определ ютс  размером

5 фочоприемника, так как решаетс  задача фокусировки светового потока и вписани  его равномерно во всю светоприемную поверхность фотоприемника. Место расположени  отверсти  под светоизлучающий

0 диод в каркасе определ етс  конструкцией фотоприемника. В данном конкретном примере показан фотоприемник с центральным расположением плоскости приема излучени .

5 Предлагаема  конструкци  каркаса позвол ет достигнуть большой точности сборки и сопр жени  светоокна со светоизлучающим диодом, при этом линза 13 позвол ет сконцентрировать световой

0 поток диода на всю поверхность светового окна. Заранее собранный блок управлени  позвол ет произвести все необходимые проверки, подбор узлов и автоматизировать сборку модул , где на медное основание 1

5 напаивают керамические подложки 2 из окиси

берилли  (фиг.1). На них напаивают фасонные шины 3 и силовые полупроводниковые элементы 4. На фасонных шинах имеютс  гнезда, в которых фиксируют боковые стороны карка0 са 6. Каркас зафиксирован так, чтобы в паз Б вошла шина катодного вывода. Все выводы распаивают по требуемой схеме. Сборку заключают в металлокерамический корпус 9. Места соединени  корпуса с силовыми выво5 дами 10 опаивают припоем ПОС-40. По периметру выступающей обечайки 14 основание корпуса 1 сваривают с верхней частью корпуса 9, после чего внутреннее пространство корпуса модул  наполн ют инертным газом

0 через трубки 12, которые затем заваривают холодной сваркой.

При работе прибора управлени  силовыми элементами осуществл етс  светоизлучающими диодами 5 путем подачи на

5 управл ющие выводы (вход светоизлучающего диода) электрического сигнала, В результате через светоизлучающие диоды начинает протекать в пр мом направлении ток, вызыва  излучение, пропорциональное току. Это излучение фокусируетс  линзой и

направл етс  на светоприемное окно силового полупроводникового элемента, например фототиристорного, генериру  в этом элементе -фото ЭДС или фототок, который переключает фототиристор в провод щее состо ние и, таким образом, в выходной цепи происходит коммутаци  тока.

Предлагаема  конструкци  модул  позвол ет снизить трудоемкость сборки на 5 - 7%, снизить себестоимость модул  на 3 - 5%. Кроме того, предлагаема  конструкци  позвол ет автоматизировать процессы сборки, что ведет к еще большему снижению себестоимости сборки и повышению технологичности на 10 %.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Полупроводниковый светоуправл емый модуль с металлокерамическом орпусе, содержащий блок управлени , силовые полупроводниковые элементы, которые снабжены светочувствительной поверхностью и оптически св заны со светоизлучающими диодами , при этом полупроводниковые элементы закреплены на металлическом основании через металлические фасонные шины и контак- тные пластины, изолированные от основани  и соедин ющие каждый силовой элемент с токовыми выводами модул , отличающийс  тем, что, с целью повышени  технологичности модул , блок управлени  выполнен из

   0 изолирующего каркаса, который снабжен по меньшей мере одним боковым пазом под силовой вывод и по меньшей мере одной линзой , расположенной в отверстии со стороны нижней поверхности каркаса, на которой за5 креплен светоизлучающий диод, при этом на верхней поверхности каркаса расположены токоведущие дорожки с металлическими штыр ми, электрически соединенные с внешними выводами светоизлучающих диодов и с

   0 управл ющими шинами цепи управлени  на корпусе модул , а боковые стенки каркаса зафиксированы на нижних фасонных шинах.

   И