Силовой полупроводниковый блок

Силовой полупроводниковый блок
Полезная модель относится к полупроводниковой преобразовательной технике и может быть использована при конструировании устройств для преобразования электрического тока большой мощности и на электроподвижном транспорте.
Известен силовой полупроводниковый блок, содержащий силовые полупроводниковые приборы и испарительно-воздущный охладитель, снабженный оребренным конденсатором и испарителем, выполненными в виде плиты с внутренними каналами, причем к испарителю прижаты силовые полупроводниковые приборы, а во внутренней полости, частично заполненной жидкостью, установлена под углом перегородка с транспортными каналами пара и конденсата (А.С. СССР №1101194, кл. H01L23/36, 1982).
Недостатком известного блока является жесткая ориентация в пространстве, что ограничивает компоновочные решения блока в каркасе преобразователя и недостаточная надежность работы охладителя.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является силовой полупроводниковый блок, содержащий силовые полупроводниковые приборы, групповые испарительно-воздущные охладители, каждый из которых снабжен испарителем, выполненным в виде горизонH01L23/36
тальной плиты с внутренними каналами и трубчатым сребренным конденсатором, связанным с соединительным каналом, устройство, прижимающее силовые полупроводниковые приборы к охладителям, соединенными шинами в электрическую схему. Горизонтальная плита состоит из частей, термически изолированных и электрически связанных между собой паропроводными каналами, причем на каждой части установлены силовые полупроводниковые приборы, образующие электрические схемы с общей соединительной щиной (А.С. СССР № 12073443, Кл. . H01L23/36, 1984).
Недостатком этого блока является сложность конструкции охладителя и невысокая надежность его работы.
Задача полезной модели - упрощение конструкции охладителя, а также повышение надежности работы путем разделения внутренней полости охладителя на отдельные не сообщающиеся части и расщирение возможностей компоновки блока за счет 2-х рабочих положений.
Технический результат достигается тем, что в известном силовом полупроводниковом блоке, содержащем силовые полупроводниковые приборы и групповой испарительно-воздущный охладитель с оребренным трубчатым конденсатором и испарителем, выполненным в виде плиты с внутренними каналами, к которому прижаты полупроводниковые приборы, разделенные между собой каналы испарителя выполнены параллельно друг другу и каждый канал испарителя соединен со своей отдельной группой оребренных трубок конденсатоpa, установленных под углом 45 - 75° к испарителю, который образует термически единую плиту.
На фиг. 1 изобретен предлагаемый силовой полупроводниковый блок в вертикальном рабочем положении, а на фиг. 2 - то же после поворота блока на 90°.
Силовой полупроводниковый блок содержит силовые полупроводниковые приборы 1 (например, модули IGBT), групповой испарительно-воздушный охладитель с испарителем 2 в виде плиты с каналами 3 и конденсатором 4 в виде оребренных трубок. Полупроводниковые приборы 1 прижаты к испарителю 2. Каналы 3 испарителя 2 выполнены параллельно друг другу и не соединены между собой. Конденсатор 4 выполнен оребренным трубчатым и каждый канал 3 испарителя 2 соединен со своей отдельной группой оребренных трубок конденсатора 4, установленных под углом 45 - 75° к испарителю. Полупроводниковые приборы 1 присоединяются к испарителю 2 крепежными болтами 5. Выход на поверхность каналов 3 заглушивается пробками 6. Силовой полупроводниковый блок имеет два рабочих положения: вертикальное (фиг. 1) и горизонтальное (фиг. 2).
При подключении электрической нагрузки на силовые полупроводниковые приборы 1 ,теплота от них сообщается теплопроводностью через стенку плиты испарителя 2 промежуточному теплоносителю в отдельных каналах 3, вызывая его кипение. Образовавшийся пар промежуточного теплоносителя
поднимается в группы сребренных трубок конденсатора 4, подсоединенные к отдельным каналам 3, и конденсируется в них, отдавая теплоту охлаждающему воздуху, омывающему трубки снаружи. Сконденсировавщийся пар (конденсат) стекает под действием сил тяжести по внутренним стенкам трубок, установленных под углом к испарителю 2, обратно в каналы 3.
Простота конструкции группового охладителя состоит в простом изготовлении параллельных каналов 3 в испарителе 2. повыщение надежности работы группового охладителя достигается за счет разделения внутренней полости на отдельные изолированные друг от друга части, причем каждая часть состоит из одного канала 3 в испарителе 2 и группы подсоединенных к нему оребренных трубок конденсатора 4. В случае разгерметизации одной группы при механическом ударе или прожиге электрической дугой при аварии полупроводникового преобразователя, остальные группы будут выполнять свою функцию, повыщая тем самым надежность работы преобразователя в целом.