[实用新型]一种整流器用的绝缘散热装置

说明书

一种整流器用的绝缘散热装置，包括一端与连接排连接的硅元件；所述硅元件的另一端经陶瓷件与散热板连接；所述陶瓷件为氮化铝陶瓷材料制成的圆柱状结构，陶瓷件两端端面的边缘设有阶梯结构，陶瓷件的两端端面的中间部位分别与散热板和硅元件的一端端面连接。该装置利用氮化铝陶瓷高导热、高强度以及绝缘性能好等特性，通过氮化铝陶瓷片与硅元件的面接触连接，硅元件工作时温升通过瓷片将热量带至散热板，实现去除水冷或风冷结构，实现整流装置小型化、高可靠、大电压的需求。

技术领域

本实用新型涉及一种整流器用的绝缘散热装置。

背景技术

“绿色经济”中的新能源、高铁、电动汽车、智能电网这些产业中，无一例外地出现了电力电子的身影。整流器是把交流电转换成直流电的装置，可用于供电装置及侦测无线电信号等，是电力电子核心模块之一，在轨道交通、航空航天、新能源汽车、风力发电、国防工业等战略性产业广泛应用。它有两个主要功能：第一，将交流电（AC）变成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供给逆变器；第二，给蓄电池提供充电电压。因此，它同时又起到一个充电器的作用。特别是在磁悬浮列车，航海船舶，军事工业等领域，对整流器提出了更高的要求，包括散热性能好、高电压、高可靠、环境适应性强、小型化等。

传统整流装置硅元件工作时散热方式主要为两种：即风冷和水冷，风冷是将散热器和连接排与硅元件双面接触连接，通过空气自然对流冷却。水冷是将散热器和连接排与硅元件双面接触连接，通过纯水冷却器循环与冷媒进行热交换。这种冷却方式仅适用于整流电压≤1500V场合，如图2所示。

在一些特种变流装置应用场合，受制于条件限制，例如体积，散热方式，电压等级高（≥1500V）等各种条件制约，传统整流装置散热方式不能满足要求，必须要寻找一种能满足以上特种条件器件。

实用新型内容

本实用新型其目的就在于提供一种整流器用的绝缘散热装置，解决了传统整流装置散热方式不能满足体积，散热方式，电压等条件制约的问题。

为实现上述目的而采取的技术方案是，一种整流器用的绝缘散热装置，包括一端与连接排连接的硅元件；所述硅元件的另一端经陶瓷件与散热板连接；所述陶瓷件为氮化铝陶瓷材料制成的圆柱状结构，陶瓷件两端端面的边缘设有阶梯结构，陶瓷件的两端端面的中间部位分别与散热板和硅元件的一端端面连接。

有益效果

与现有技术相比本实用新型具有以下优点。

1)氮化铝陶瓷材料的理论热导率达到320W/m•K，可以保证良好的散热性能，良好的绝缘特性，能够满足高压工作要求，比氧化铍材料有更好的能够满足苛刻条件下仍可以承受较大的压力，材料自身的密度低，能满足轻量化的要求，因此选取氮化铝材料能满足晶闸管在超大电流和电压下的工作特点；

2)采用氮化铝陶瓷设计了一种陶瓷散热结构，去除整流器风冷和水冷结构；

3）陶瓷件结构设计在参考传统晶闸管绝缘板结构的基础上，加大陶瓷直径同时加入台阶结构，增加了绝缘距离，减少了模块在高压工作时的爬电距离，满足超大电压的工作要求；

4）为保证大压力下工作的要求，需要陶瓷具有高的平行度和平面度，采用CMP工艺，并自行配置了研磨介质，使陶瓷的平面度参数满足要求。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为传统整流装置硅元件工作时散热方式的结构示意图；

图3为本实用新型中陶瓷件的结构正视图；

图4为本实用新型中陶瓷件的结构侧视图。

具体实施方式