Brevet FR2623660A1 — publié le 19890526

DIODES DE PUISSANCE HAUTE TENSION La présente invention concerne un dispositif permettant de réaliser des dio -des de dimensions relativement faibles,capables de redresser des tensions élevées,et admettant des intensités supérieures à 5 A. Les solutions actuellement proposées par les fabricants de diodes n'auto -risent que de faibles intensités de l'ordre de 250 à 500 mA pour des tensions inverses supérieures à 5 KV. Pour des intensités supérieures à 500 mA,l'utilisateur est conduit à réali -ser lui-même des assemblages de diodes haute tension qui,dans le meilleur des cas ne permettent pas de dépasser les 1200 mA,et conduisent dans le cas de tensions élevées à des assemblages de grandes dimensions. L'obtention de diodes capables de redresser des courants supérieurs à 1200 mA,sous des tensions supérieures à quelques kilovolts,pose des problé- -mes technologiques non surmontés à l'heure actuelle. Le but de l'invention est de décrire un dispositif permettant de franchir cette barrière technologique en supprimant à la fois les limitations en tension et en intensité,tout en obtenant des dimensions ré#duites,ne dépen -dant que des encombrements des composants existants,et de la dissipation thermique inévitable due à la chute de tension des semi-conducteurs utili -sés. Le dispositif retenu peut incorporer tous les types de diodes de puissance, mais de préférence,celles dites de type "bouton" ou "auto" prévues pour être montées à la presse dans des dissipateurs thermiques dont les carac -tèristiques dimensionnelles dépendront de la puissance thermique à dis -siper. Les figures 1 et 2 montrent un exemple d'un tel assemblage dans lequel un couple de diodes directe (1) et inverse (2) est inséré dans un dissi -pateur thermique (3) constituant ainsi une cellule de redressement mono-alternance,dont la tension inverse est le double de celle de chaque diode,lesquelles peuvent être avantageusement du type à avalanche contro -lée,de manière à éviter des éléments d'équilibrage inter-diodes indispensables avec des diodes de redressement standantl. Le nombre de cellules montées en série dépend de la tension inverse totale que l'on souhaite obtenir. Dans le cas de plusieurs cellules montées en série,une plaque de strati -fié métallîsé(circuit imprimé) (4) est insérée entre les diodes et les dissipateurs,dans le but de fixer mécaniquement l'intervalle d'isolement entre chaque cellule,la surface métallisée de la plaque de stratifié étant limitée aux dimensions de chaque dissipateur thermique.Elle assure un excellent contact thermique entre les deux diodes et le dissipateur concerné.Dans ces conditions,l'assemblage d'une chaîne de cellules est extrêmement simple et necessite d'autre outillage que celui nécessaire à l'insertion des diodes sur les dissipateurs.Ala partie supérieure du mcntage,une plaque de stratifié métallisé (5) permet l'interconnexion des entrées et sorties des cellules.La partie cuivre étant déterminée en fonction des interconnexions à établir. A chacune des extrémités de cette plaque (5) sont soudés les moyens de raccordement.(6 et 7) On remarque que ce type de montage autorise également la constitution de "demi-ponts" par l'introduction d'une connexion intermédiaire (8), soudée sur le circuit imprimé.(4) Le redresseur ainsi constitué peut être avantageusement surmoulé dans une résine HT,afin d'assurer la rigidité mécanique et de ren -forcer l'isolement électrique de l'ensemble. REVENDICATIONS 1 )Dispositif permettant de réaliser des diodes haute tension,caractérisé en ce qu'il permet le redressement de courants d'intensité égale ou supé -rieure à 5 ampères,dans un volume réduit, 2 ) Dispositif selon la revendication 1 ,caractérisé en ce que l'élément de base du redresseur est une cellule constituée d'un couple comprenant une diode directe (1) et une diode inverse (2) montées sur un dissipateur thermique (3), 3 ) Dispositif selon les revendications 1 et2,caractérisé en ce que la cellule ainsi constituée est l'équivalent dtune seule diode dont la tension inverse serait le double de celle d'une des diodes, 4 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les diodes de redressement utilisées seront avan -tageusement du type dit à avalanche controlée'1,afin d'éviter le montage d'éléments d'équilibrage inter-diodes, 5 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les diodes seront de préférence du type prévupour une insertion à la presse, 6 ) Dispositif selon llune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tension -inverse d'un ensemble de modules ne dépend que du nombre des dits modules montés en série, 7 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison entre les differents modules sera avantageusement réalisée par l'intermédiaire d'un stratifié métal -lisé (4),placé entre les diodes (1)(2) et les dissipateurs (3),les surfaces métallisées de la plaque de stratifié étant limitées à la surface de chaque dissipateur thermique, 8 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'interconnexion des sorties de diodes opposées aux dissipateurs thermiques est assurée par soudure sur une plaque de stratifié métallisé (5),la partie métallisée étant déterminée en fonc -tion des connexions souhaitées, 9 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes,ca -ractérisé en ce que la plaque stratifiée supporte également les moyens de raccordement extèrieur(6)(7) aux deux extrémités de la diode consti -tuée de modules, 10 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications prEcédentes, caractérisé en ce qu'une sortie extérieure intermédiaire (8) peut être implantée entre deux modules de façon à constituer un montage du type demi-pont, 11 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble est surmoulé avec une résine spéciale afin d'assurer l'isolement électrique et la rigidité mécanique.