[实用新型]高功率整流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于将交流(AC)转换成直流(DC)的高功率整流器。

背景技术

高功率整流器通常使用半导体器件来将AC转换成DC。半导体器件可以以双桥(DB)连接或双星(DSS)连接的形式来连接，半导体器件的数目取决于所需的电压和电流额定值。半导体器件通常是二极管或晶闸管。对于高功率应用，需要对半导体器件进行充分的冷却。通过并联连接相应数目的半导体器件来获得高电流额定值。因为，高功率整流器包括相当大数目的这样的半导体器件，所以冷却整个高功率整流器不是一个容易的任务。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于将AC转换成DC的高功率整流器，其包括多对盘状的半导体器件。每对这样的半导体器件的盘状半导体器件并联电连接，并且每对中的两个半导体器件安装在紧压包装的(press-pack)夹紧装置中，其中公共水冷热沉被布置成与两个半导体器件导热接触。以这种方式，两个半导体器件可以有效地被公共水冷热沉冷却。其中紧压包装的夹紧装置提供均匀的夹紧力，并且由此为两个半导体器件提供均匀的导热接触。

每个盘状半导体器件的直径通常是3、4、或5英寸(76.2、101.6或127毫米)。

公共热沉优选地是空心梁(girder)外形，优选地由铝制成并且还适于用作DC母线(busbar)。以这种方式，可以沿着DC母线的延伸布置多对半导体器件，由此为所有的半导体器件提供均匀的冷却。

在本实用新型的主题的背景中，术语“铝”意味着包括所有适当的铝合金。

优选地，整流器的元件的导电铝接触表面和公共热沉是镀镍的。

紧压包装的夹紧装置可以包括第一轭(yoke)、第二轭和连接所述轭的两个螺杆；第一轭被优选地设计成弹簧承载的轭以提供均匀的夹紧力。

为了提供额外的冷却能力，并且尤其是为了对每个半导体器件提供均匀的冷却，根据本实用新型的整流器优选地包括冷却箱，其被布置以使得每个半导体器件被夹在冷却箱和公共热沉中间。这在半导体器件的两侧提供了直接邻近的水冷。

为了给半导体器件提供保护，整流器优选地包括熔断器(fuse)，每个熔断器与相关联的半导体器件串联电连接。熔断器是高电流熔断器，其提供保护以防止短路电流和所产生的短路力(force)的损害。在半导体器件有故障的情况下，这些熔断器形成选择性的隔离。在整流器已被设计有半导体器件冗余的情况下，在有缺陷的半导体器件由熔断器断开之后，绝缘的熔断器能够使整流器保持在标称操作中。

两个半导体器件和相应的熔断器可以布置在公共紧压包装的夹紧装置中。然而，每个熔断器也可以布置在与所述紧压包装的夹紧装置分离的(单独)夹紧装置中。

在后者的情况下，优选地提供适于在紧压包装的夹紧装置的熔断器和冷却装置(即公共热沉或冷却箱)之间提供热传递的热传递装置。以这种方式，由紧压包装的夹紧装置的冷却装置为熔断器提供冷却能力。

熔断器可以具有与其相关联的熔断器标志指示器用于光学地向烧断熔断器和/或微开关发信号以发布信号给整流器控制系统。

为了提供额外的保护，根据本实用新型的整流器可以包括内置的或附加的过压保护装置。其可以以很多不同的方式来设计。

优选地，过压保护装置包括AC保护电路、缓冲电路(snubbercircuit)和DC保护电路。

优选地，过压保护装置包括RC电路、电涌放电器(surge arrester)电路和电容排(C-bank)电路。

优选地，过压保护装置包括缓冲电路和AC保护电路。

优选地，过压保护装置包括二极管堆和缓冲电路、RC电路和电涌放电器电路。

优选地，过压保护装置包括RC电路和电涌放电器电路。

优选地，过压保护装置包括AC保护电路和缓冲电路。

优选地通过使用去离子水来执行公共热沉的水冷。

为了实现使公共热沉或多个公共热沉完全地充满水，公共热沉优选地包括至少一个手动排气阀，在填充满去离子水之前该手动排气阀是打开的。

公共热沉可以分别包括至少一个(优选地至少两个)温度传感器或多个温度传感器，和/或分别包括一个温度开关或多个温度开关，它们可连接到整流器控制系统。

还优选地提供至少一个温度传感器以监控冷却箱的温度；该温度传感器也可以连接到整流器控制系统。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的紧压包装的夹紧装置的垂直横截面。

图2到图13示出了根据本实用新型的整流器的电路图，其中特别强调在这些电路中提供的相应的过压保护装置。