[发明专利]一种三相桥式可控硅整流功率模块

说明书

本发明公开了一种三相桥式可控硅整流功率模块，属于半导体开关技术领域。具体包括支撑框架和三个完整的压堆；其中支撑框架包括框架下托架、框架侧面绝缘支撑、框架中部绝缘支撑与框架上盖板；框架侧面绝缘支撑和框架中部绝缘支撑一起将支撑框架分隔为左中右三个空间；支撑框架左中右三个空间内分别布置一个完整的压堆，且每个完整的压堆分别与支撑框架连接在一起，左中右三个完整的压堆结构布局完全一样，完整的压堆包括螺栓、碟形弹簧、螺杆套件、螺栓顶支撑块、薄绝缘子、可控硅、铜散热器和厚绝缘子。本发明利用可控硅为功率器件的一个模块单元，布局合理、结构紧凑、功率密度高，输出电流能力强，既可作为整流模块也可以作为逆变模块来使用。

技术领域

本发明属于半导体开关技术领域，具体是指一种三相桥式可控硅整流功率模块。

背景技术

晶闸管又叫可控硅，是可以处理耐高压、大电流的大功率器件，随着设计技术和制造技 术的进步，越来越大容量化。变频装置(顺变和逆变的组合)用于同步电动机和异步电动机的 调速。同步电动机刚启动和低速运行时，电机定子基本没有反电动势，这时功率器件组成的 单元模块要想实现晶闸管的换相必须采用电流断续换相法。所谓换相，就是把正在导通相的 电流切换到欲导通相的过程。这主要通过触发和关断相应的晶闸管来完成。在负载换相同步 电动机旋转时，必须周期性地完成换相过程，由于晶闸管为半控开关器件，一旦触发导通后， 门极就失去了控制作用，要想关断它必须给晶闸管施加反向电压，使其电流减小到维持电流 以下，再把反向电压保持一段时间后，晶闸管才能可靠关断。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种三相桥式可控硅整流功率模块，是以可控硅元件为功率 器件的一个模块单元，布局合理、结构紧凑、功率密度高，输出电流能力强，既可作为整流 模块也可以作为逆变模块来使用。

本发明的一种三相桥式可控硅整流功率模块，包括支撑框架和三个完整的压堆；其中支 撑框架包括框架下托架、框架侧面绝缘支撑、框架中部绝缘支撑与框架上盖板；所述框架下 托架由钢板焊接而成，用于放置完整的压堆；框架侧面绝缘支撑有两个，按照左右对称的方 式分别插在框架下托架两端的固定孔中；框架中部绝缘支撑有两个，分别插在框架下托架上 两个三等分点处的固定孔中。框架侧面绝缘支撑和框架中部绝缘支撑一起将支撑框架分隔为 左中右三个空间。框架侧面绝缘支撑的内侧面具有支撑铜散热器的水平槽；框架中部绝缘支 撑的左右两个面均具有支撑铜散热器的水平槽；所述的框架上盖板由钢板焊接而成，与框架 侧面绝缘支撑和框架中部绝缘支撑的顶部固定连接，形成完整的支撑框架。

支撑框架左中右三个空间内分别布置一个完整的压堆，共三个完整的压堆，且每个完整 的压堆分别与支撑框架连接在一起，左中右三个完整的压堆结构布局完全一样，具体布局以 左侧完整的压堆为例：包括螺栓、碟形弹簧、螺杆套件、螺栓顶支撑块、薄绝缘子、可控硅、 铜散热器和厚绝缘子，在支撑框架左侧空间的框架下托架上表面通孔上放置碟形弹簧，碟形 弹簧中间具有弹簧通孔，此时碟形弹簧处于初始状态；然后穿过碟形弹簧中间的弹簧通孔插 入螺杆套件，螺杆套件上半部反扣住碟形弹簧；螺杆套件下半部沿轴向开有平槽，平槽与框 架下托架表面通孔配合并保证螺杆套件不发生旋转，螺杆套件能够相对于所述的表面通孔上 下移动，螺杆套件中间具有螺纹通孔，从框架下托架下表面将螺栓旋入螺杆套件中间的螺纹 通孔，螺栓从螺杆套件中间的螺纹通孔中旋出，直到螺栓露出螺杆套件上方一段距离后，在 螺栓顶端放置螺栓顶支撑块，螺栓顶支撑块与螺栓接触的一面为球形凹面，顶面为平面，之 后在螺栓顶支撑块的平面上水平放置薄绝缘子，再依次放置铜散热器和可控硅，二者交替布 置；其中薄绝缘子用于绝缘最下端带电的铜散热器和螺栓顶支撑块，所有铜散热器尺寸完全 相同，所有可控硅尺寸完全相同。最后在位于最上端的铜散热器的上端面放置厚绝缘子，厚 绝缘子用于绝缘最上端带电的铜散热器和框架上盖板；继续转动螺栓，通过螺栓、螺杆套件 和碟形弹簧之间的配合，将所有铜散热器和所有可控硅压接在一起形成完整的压堆。