[发明专利]一种大功率全控半导体器件的压装阀堆

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率全控半导体器件的压装阀堆，属于电力电子技术领域。

背景技术

随着电力电子技术的发展，功率半导体器件向更高电压和更高电流等级发展，随之而来的，即是对与之配套的散热器性能和半导体器件的紧固提出了更高的要求。在高压应用领域中，平板式大功率器件(如GTO、IGCT，集成门极换流晶闸管IGCT，是一种新型的大功率器件，这个产品是对门极可关断晶闸管GTO的改进和完善)在电力电子变流技术中的应用已是十分普遍，但是传统的平板式大功率器件和散热器件(特指水冷散热器)在安装时多采用长螺栓将所有器件一起整体固定的方式。这种安装方式采用专用设备压装同心度较好，但是过程也较麻烦、压装复杂，很难保证器件要求的受力大小和均匀性以及相关元件的一致性(保持元件的平行、同心、方向一致性)。在应用IGCT功率器件的大功率单相逆变器电路中，为了保证电路中的一些隐含参数满足功率器件IGCT的要求，必须采用独有的元器件排列方式来实现。由于半导体功率器件IGCT要通大电流的要求，必须要达到这种元器件所要求的压紧力，传统的压装方式很难做到。

发明内容

本发明的目的在于提出一种大功率全控半导体器件的压装阀堆，以便达到安装简单，同时能很好的保证器件达到受力标准。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种大功率全控半导体器件的压装阀堆，该压装阀堆中部是两个同样的功率器件IGCT元件，两个功率器件IGCT元件中间是两个散热器，两个功率器件  IGCT元件外侧还各设置一个散热器，各器件同轴线叠装在一起，两侧的两个散热器外还各自向外侧同轴线叠装有对应的绝缘垫、支撑件和簧板，两簧板之间在轴线四周均匀串设有至少三根螺杆，各元器件通过各螺杆紧固在一起。

所述的两支撑件中，一个为弹性构件，另一个为万向配合构件。

所述的两个功率器件IGCT元件中间的两个散热器方向相反。

所述的两个功率器件IGCT元件外侧的散热器和绝缘垫之间向外还各顺次设置一个二极管和一个散热器。

所述的各个二极管和功率器件IGCT元件的极性方向相同。

所述的万向配合构件支撑件为柱状构件，柱状构件与对应的簧板配合端设置有球头结构，该球头与簧板表面的球面凹槽对应万向配合。

所述的弹性构件支撑件是一个含有碟形弹簧垫片和平垫的平头螺钉结构，平头螺钉螺杆向外穿出对应的簧板，并装上防脱螺母。

所述的轴向叠装的相邻各部件之间通过定位销定向。

所述的两簧板之间在轴线四周均匀串设有四根双头螺杆，四根双头螺杆两端分别穿出对应位置簧板的穿孔，端头均通过螺母紧固，在压装阀堆一端的四根螺杆端头用另外的螺母固定有安装板。

本发明使用两支撑件和簧板配合通过四周的螺杆进行紧固，压装简单，器件受力均匀，能够保证构件的电器性能。使用万向配合构件支撑件保证了压紧力施加于器件的表面，避免了非要上下表面完全平行且和器件的轴心完全垂直。使用弹性构件支撑件保证了压力机卸掉压力后的压紧力来源。在装置的四周应用四根长螺杆是为了让装置的四周能很好的露出来，便于外引冷却水管和电气连接。使用绝缘垫的目的是为了提高装置的绝缘能力，上下簧板是框架部分，跟中间的器件是完全电气绝缘的。两个功率器件IGCT元件中间设两个散热器，两个散热器方向相反，能够保证更好的散热性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图。

具体实施方式

场地要求要满足条件，先将装置的框架按顺序把底部和螺杆组合在一起，再将功率器件和散热器串联排列，在两个器件中间用定位销相互定位连接(在散热器的一侧有它自身附带的定位销)，但在中间的两个功率器件中间是两个方向相反的散热器。在器件排列的两端各有一个绝缘垫(它的绝缘程度决定了整个装置的电压绝缘程度)，在底部是一个两个平面关系可变的下装组件，在上部的是一个含有多层碟形弹簧的上支撑件(压紧后是靠它产生的应力来达到元件压紧力的目的)。在下支撑件和上支撑件的外侧分别是下簧板和上簧板，在下支撑件和下簧板之间也有一个定位销连接。上簧板则是在中间有一孔让上支撑件穿出同时达到定位的目的。使同一侧的散热器保持在统一位置，同时让功率元件也要上下左右保持一致，然后预紧四个螺栓。整个装置放到压力机上，松开螺栓，在无压力的时候再次调整器件方向，然后加力到器件额定值，再把四个螺栓紧固，松开压力机，取出压装阀堆，安装完成。