CH445628A - Dispositif redresseur à semi-conducteurs en parallèle - Google Patents

Description

  Dispositif redresseur à     semi-conducteurs    en     parallèle            Si    l'on veut     augmenter    le courant     nominal    d'un élé  ment de redresseur à     semi,conducteurs,    on se heurte à  de grandes difficultés. Si l'on augmente le diamètre du       cristal,    par exemple en     silicium,        au-delà    de 20 .à 30 à  40 mm et plus, le nombre des imperfections du cristal  augmente en même temps.

   En outre, la     fatigue    méca  nique     augmente    aussi,     parer,    qu'elle est due à la diffé  rence de la dilatation     thermique    du cristal de silicium  et des métaux côté anode et cathode.  



  Si l'on met deux ou plusieurs éléments de redres  seurs à semi-conducteurs en parallèle, la bonne réparti  tion du courant entre les différents éléments n'est pas  assurée. En effet, la chute de tension     diminuant    lorsque  la température     augmente,    l'élément le plus chaud voit  son courant augmenter puisque sa chute de tension di  minue.  



  Pour remédier à cela, on a été conduit jusqu'ici à  prévoir un moyen     compensateur,    soit des résistances  ou des     inductivités,    pour     chaque    élément redresseur, ce  qui est un sérieux inconvénient. L'invention vise à  fournir un dispositif comprenant une pluralité d'élé  ments redresseurs en     parallèle,    qui se comportent com  me un seul élément de plus grande dimension, suppri  mant ainsi la     nécessité    d'éléments compensateurs.  



  La présente invention a pour objet un     dispositif     redresseur à     semi-conducteurs    comprenant au moins  deux éléments redresseurs en parallèle, caractérisé par  le fait que les éléments redresseurs sont placés dans la  même     encapsulation    et ont des contacts pressés, simul  tanément depuis l'extérieur, par l'intermédiaire de deux  pièces métalliques massives, qui les relient, de chaque  côté, électriquement et     thermiquement.     



  En plaçant les différents éléments dans la même       encapsulation,    on est sûr     qu'ils    sont toujours     entourés     de la même atmosphère, ce qui est essentiel pour les  phénomènes électriques de .surface. De préférence,     l'en-          capsulation    est scellée hermétiquement ou même étanche    au vide     élevé.    L'égalisation de la température des dif  férents éléments est assurée par le pont thermique ainsi  constitué qui garantit une bonne répartition des tempé  ratures à cause de ses grandes sections et de la bonne  conductibilité thermique des métaux prévus au voisi  nage.  



  Pour assurer un bon contact thermique et électrique  entre les éléments de redresseurs mis en parallèle, on  exerce, de l'extérieur de     l'-encapsulation,    une très forte  pression entre ces éléments, le pont thermique,     l'encap-          sulation    et le corps extérieur de refroidissement.  



  Les     fig.    1, 2, 3, 4 et 5 du dessin annexé montrent,  à titre d'exemple, des exécutions de l'invention.  



  La     fig.    1 montre deux éléments de redresseurs 1 et  11 en. parallèle dans la même     encapsulation    formée par  les pièces métalliques 4 et 44 et     l'isolateur    5. Le pont  thermique est formé par les deux corps de refroidisse  ment 6 et 66 qui sont fortement pressés par des boulons  isolés contre     l'encapsulation.    Les d'eux éléments de  redresseur 1 et 11 se composent d'un cristal semi-con  ducteur, par exemple en silicium, avec une zone inté  rieure n faiblement dotée et deux zones extérieures, p  et     n+,    fortement dotées et, en plus, d'une anode métal  lique 2 respectivement 22, ainsi que d'une cathode mé  tallique 3 respectivement 33.

   Le bon contact     thermique     et électrique entre les anodes 2 et 22 et     l'encapsulation     métallique 4, d'une part, et entre les     cathodes    3 et 33  et     l'encapsulation    44 d'autre part, est     réalisé    par une  forte pression mécanique     exercée    par les deux plaques  métalliques 6 et 66 qui     forment    en même temps, .à cause  de leur grande section, le pont thermique. Ces deux  pièces peuvent être fabriquées par exemple en cuivre ou  en aluminium ; en général elles portent des ailettes non  représentées sur les dessins et elles sont refroidies par  de l'eau, de l'huile ou de l'air.

   On peut appliquer les  pièces 6 et 66 indifféremment du côté anodique ou  cathodique.      Dans les     fig.    2 et 3, le pont thermique est     formé     par des pièces spéciales 7 et 77 de très large section et  de très bonne     conductibilité    thermique. Dans la     fig.    2,  ces deux pièces font partie de     l'encapsulation    ; dans la       fig.    3 elles se trouvent à l'intérieur de     l'encapsulation,     mais le contact thermique est toujours maintenu par les  pièces 6 et 66.  



  Dans une variante, on pourrait placer trois éléments  redresseurs ou davantage dans la même     encapsulation.     Les     fig.    2 et 5 montrent des éléments de redresseurs  contrôlés. Dans le cas de la     fig.    5, chaque électrode de  commande 8 et 88 est connectée par un fil séparé et un  isolateur séparé, à une borne extérieure 10 respective  ment 100.

   Dans l'exemple de la     fig.    2, ces électrodes de  commande sont reliées a l'intérieur par des résistances  9 respectivement 99 à une électrode commune 10 avec  un seul isolateur d'entrée.     Les    redresseurs contrôlés sont  du type à 4 couches     p-n-p-n.    Les résistances 9 et 99  peuvent être supprimées si les deux éléments de redres  seur 1 et 11 ont des caractéristiques électriques assez  semblables.  



  La     fig.    4 montre, pour le cas de la     fig.    2, une seule  électrode 10 à l'extérieur, qui alimente le primaire 12  d'un petit transformateur d'impulsion qui se trouve à  l'intérieur de     l'encapsulation    ; les enroulements secon  daires 13 et 14 sont donc reliés par des diodes 15 et  16 et des résistances 9 et 99 aux électrodes de com  mande 8 et 88.  



  Dans la fia. 5, les deux pièces métalliques de grande  section font partie de     l'encapsulation    et, en même temps,  elles constituent le pont thermique et les corps de  refroidissement avec les ailettes non dessinées. L'isola  teur 5 est constitué par exemple de matières synthé  tiques silicones ou d'origine organique. Le joint entre les  pièces 5-6-66 est fait par les techniques bien. connues.  Les électrodes 8 et 88 sont connectées aux bornes exté  rieures 10 respectivement<B>100</B> par des fils traversant  l'isolateur 5 de façon étanche.  



  S'il s'agit de la mise en parallèle de trois éléments  redresseurs dans la même     encapsulation,    on peut les  poser dans un triangle. Mais lorsqu'il s'agit d'un nombre  élevé, on peut les arranger le long d'une droite.  



  Le progrès économique de l'invention consiste en  une réduction importante du prix et du volume d'une  installation de redresseurs si on prévoit plusieurs<B>élé-</B>         ments    redresseurs dans la même     encapsulation    au lieu  de prévoir plusieurs éléments séparés     aver,    des     encapsu-          lations    et des refroidisseurs séparés. En outre, les  moyens compensateurs mentionnés au début sont sup  primés et, du fait du fonctionnement correct des divers  éléments redresseurs, l'intensité admissible peut être  plus élevée que dans les constructions connues.

Claims (1)

1. REVENDICATION Dispositif redresseur à semi-conducteurs compre nant au moins deux éléments redresseurs en parallèle, caractérisé par le fait que les éléments redresseurs sont placés dans la même encapsulation et ont des contacts pressés simultanément depuis l'extérieur, par l'intermé diaire de deux pièces métalliques massives, qui les relient, de chaque côté, électriquement et thermique- ment. SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, caractérisé par le fait que les deux pièces métalliques massives sont placées à l'extérieur de l'encapsulation. 2.

   Dispositif selon la revendication, caractérisé par le fait que les deux pièces métalliques massives font partie de l'encapsulation. 3. Dispositif selon la revendication, caractérisé par le fait que les deux pièces métalliques massives sont placées à l'intérieur de l'encapsulation. 4. Dispositif selon la revendication, caractérisé par le fait que les éléments redresseurs sont munis chacun d'une électrode de commande. 5.

   Dispositif selon la revendication, et la sous- revendication 4, caractérisé par le fait que les élec trodes de commande des éléments redresseurs sont reliées électriquement dans l'encapsulation. 6. Dispositif selon la revendication et les sous-reven- dications 4 et 5, caractérisé par le fait que les élec trodes de commande des éléments redresseurs sont re liées électriquement par l'intermédiaire de résistances. 7.

   Dispositif selon la revendication et la sous- revendication 4, caractérisé par le fait que les électrodes de commande des éléments redresseurs sont reliées aux enroulements secondaires d'un transformateur placé dans l'encapsulation.