JPS636145B2 - - Google Patents
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- JPS636145B2 JPS636145B2 JP57110103A JP11010382A JPS636145B2 JP S636145 B2 JPS636145 B2 JP S636145B2 JP 57110103 A JP57110103 A JP 57110103A JP 11010382 A JP11010382 A JP 11010382A JP S636145 B2 JPS636145 B2 JP S636145B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/70—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control
- H10W40/73—Fillings or auxiliary members in containers or in encapsulations for thermal protection or control for cooling by change of state
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体沸騰冷却装置、特に、凝縮性
冷却媒体の液相と気相との間の相変化を利用し
て、半導体を冷却すると共にスナバー回路が設け
られている半導体沸騰冷却装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor evaporative cooling device, and more particularly, to a semiconductor evaporative cooling device that utilizes a phase change between a liquid phase and a gas phase of a condensable cooling medium to cool a semiconductor and is provided with a snubber circuit. The present invention relates to a semiconductor evaporative cooling device.
一般に半導体沸騰冷却装置では、密封容器内に
半導体を収納し、この半導体を浸漬するようにし
て冷媒、例えば、フロンR113等の凝縮性冷媒を
封入して構成される。 Generally, a semiconductor boiling cooling device is constructed by storing a semiconductor in a sealed container, and enclosing a refrigerant, such as a condensable refrigerant such as Freon R113, in such a manner that the semiconductor is immersed therein.
このような装置において、半導体が通電により
発熱すると、冷媒はその熱によつて沸騰して液相
から気相に相変化し、その際、半導体より潜熱に
相当する熱を奪うことによつて、半導体を冷却す
る。このために、気密容器の上部には、凝縮器が
設けられており、密封容器内で相変化した気相冷
媒は、上部に設置の凝縮器に流入し、凝縮器外部
の空気等へ潜熱を放出して冷媒は凝縮液化して液
相冷媒となり、再び密封容器内に戻る。このよう
に、冷媒が液相と気相との相変化により、密封容
器と凝縮器との間を循環して密封容器内に収納し
た半導体の熱を凝縮器に効率よく伝達し放散す
る。 In such devices, when the semiconductor generates heat due to energization, the refrigerant boils due to the heat and changes its phase from the liquid phase to the gas phase, and at this time, the semiconductor absorbs heat corresponding to latent heat, thereby Cool semiconductors. For this purpose, a condenser is installed at the top of the airtight container, and the gas phase refrigerant that has undergone a phase change inside the airtight container flows into the condenser installed at the top and transfers latent heat to the air outside the condenser. Upon release, the refrigerant is condensed and liquefied to become a liquid phase refrigerant, which returns to the sealed container. In this manner, the refrigerant circulates between the sealed container and the condenser due to the phase change between the liquid phase and the gas phase, thereby efficiently transmitting and dissipating the heat of the semiconductor contained in the sealed container to the condenser.
一方、半導体は、サージ電圧抑制等の目的をも
つて、半導体に並列にスナバー回路が設けられて
いる。 On the other hand, a snubber circuit is provided in parallel to the semiconductor for the purpose of suppressing surge voltage or the like.
添付図面第1図はこのスナバー回路の一例を示
す構成図であつて、図において、符号1はサイリ
スタ、ゲートターンオフサイリスタ(GTOサイ
リスタ)、ダイオード等の半導体、2,3,4は
スナバー回路を構成する部品であつて、2はコン
デンサ、3はダイオード、4は抵抗器を示す。 FIG. 1 of the accompanying drawings is a configuration diagram showing an example of this snubber circuit, and in the figure, reference numeral 1 indicates semiconductors such as thyristors, gate turn-off thyristors (GTO thyristors), diodes, etc., and 2, 3, and 4 constitute the snubber circuit. 2 is a capacitor, 3 is a diode, and 4 is a resistor.
いま、半導体1が直流高圧大電流回路をON−
OFF制御する半導体、例えば、GTOサイリスタ
の場合について説明すると、高速でスイツチング
動作を行なうと半導体の両端に異常電圧が発生
し、この電圧が半導体の許容電圧を越えると、半
導体が破壊する。この半導体の両端に発生する異
常電圧を吸収するために、第1図に示すスナバー
回路が半導体1に並列して接続されているが、こ
のスナバー回路の内、特に、コンデンサ2とダイ
オード3と半導体1とによつて形成される閉回路
を構成する配線は極力短かくする方が好ましい。
このスナバー回路の配線が長くなると配線インダ
クタンスが増大してサージ電圧吸収効果が低下
し、半導体1は破壊する危険性が生じる。 Now, semiconductor 1 turns on the DC high voltage and large current circuit.
To explain the case of a semiconductor to be turned off, such as a GTO thyristor, when a high-speed switching operation is performed, an abnormal voltage is generated across the semiconductor, and if this voltage exceeds the allowable voltage of the semiconductor, the semiconductor is destroyed. In order to absorb the abnormal voltage generated across the semiconductor, a snubber circuit shown in FIG. 1 is connected in parallel to the semiconductor 1. It is preferable that the wiring constituting the closed circuit formed by 1 and 1 be as short as possible.
When the wiring of this snubber circuit becomes long, the wiring inductance increases, the surge voltage absorption effect decreases, and there is a risk that the semiconductor 1 will be destroyed.
しかるに、従来の半導体沸騰冷却装置では、密
封容器内に半導体1を内蔵し、スナバー回路の構
成部品は密封容器外に設置して、密封容器の壁部
に設けた気密ブツシングを介して、半導体1とス
ナバー回路の部品であるコンデンサ2、ダイオー
ド3、抵抗器4とを配線で接続しているために、
配線長さを短かくするのにもおのずと限界があ
り、半導体1のサージ電圧吸収効果が十分得られ
ないという欠点があつた。 However, in a conventional semiconductor boiling cooling device, the semiconductor 1 is built in a sealed container, the components of the snubber circuit are installed outside the sealed container, and the semiconductor 1 is heated through an airtight bushing provided on the wall of the sealed container. Because the capacitor 2, diode 3, and resistor 4, which are the components of the snubber circuit, are connected by wiring,
There is naturally a limit to how short the wiring length can be made, and there is a drawback that the surge voltage absorption effect of the semiconductor 1 cannot be sufficiently obtained.
このような従来の半導体沸騰冷却装置の構成を
示すと添付図面第2図のとおりである。 The structure of such a conventional semiconductor evaporative cooling device is shown in FIG. 2 of the accompanying drawings.
図において符号10は密封容器、11は凝縮
器、12は密封容器10内で発生した気相冷媒を
凝縮器11に導くための蒸気管、13は凝縮器1
1で凝縮した液相冷媒を密封容器10に戻すため
の液管を示す。また、密封容器10内には、半導
体1と液相の凝縮性冷媒14とを封入し、液相冷
媒14によつて、半導体1が十分浸漬されるよう
に、所定量の液相冷媒14が封入されている。更
に、密封容器10の上部空間及び凝縮器11の内
部には、空気等の非凝縮性気体が混入することな
く、気相冷媒14aが満たされるように構成され
る。 In the figure, reference numeral 10 is a sealed container, 11 is a condenser, 12 is a steam pipe for guiding the gas phase refrigerant generated in the sealed container 10 to the condenser 11, and 13 is a condenser 1.
1 shows a liquid pipe for returning the liquid phase refrigerant condensed in 1 to the sealed container 10. Further, the semiconductor 1 and a liquid phase condensable refrigerant 14 are sealed in the sealed container 10, and a predetermined amount of the liquid phase refrigerant 14 is poured so that the semiconductor 1 is sufficiently immersed in the liquid phase refrigerant 14. It is enclosed. Further, the upper space of the sealed container 10 and the inside of the condenser 11 are configured to be filled with the gas phase refrigerant 14a without being mixed with non-condensable gas such as air.
また、密封容器10の壁部には、ブツシング1
5が配設されており、密封容器10内に格納され
ている半導体1との間を導体16で電気的に接続
している。 In addition, a bushing 1 is provided on the wall of the sealed container 10.
5 is arranged, and is electrically connected to the semiconductor 1 stored in the sealed container 10 by a conductor 16.
従来の半導体沸騰冷却装置は上記のように構成
されているが、次にその作用について述べる。 The conventional semiconductor evaporative cooling device is constructed as described above, and its operation will be described next.
まず、半導体1が通電等によつて発熱すると、
半導体1に接触している液相冷媒14は沸騰し、
液相から気相に相変換する。この時、半導体1よ
り潜熱に相当する熱を奪うので、半導体1は冷却
される。一方、相変換して気相となつた気相冷媒
14aは、密度差のために、上方に上昇し蒸気管
12を通つて凝縮器11に導かれる。凝縮器11
は多数のフインチユーブ11aより構成されてお
り、また、このフインチユーブ11aの外部は空
気によつて冷却されているために、気相冷媒14
aは凝縮器11の内部で潜熱を放出して凝縮し液
化して液相冷媒14となる。 First, when the semiconductor 1 generates heat due to electricity, etc.,
The liquid refrigerant 14 in contact with the semiconductor 1 boils,
Phase conversion from liquid phase to gas phase. At this time, heat corresponding to latent heat is removed from the semiconductor 1, so the semiconductor 1 is cooled. On the other hand, the gas phase refrigerant 14a that has undergone phase conversion and has become a gas phase rises upward due to the density difference and is guided to the condenser 11 through the steam pipe 12. Condenser 11
is composed of a large number of finch tubes 11a, and since the outside of the finch tube 11a is cooled by air, the gas phase refrigerant 14
Inside the condenser 11, a releases latent heat, condenses, and liquefies to become a liquid phase refrigerant 14.
この液相冷媒14は、重力の作用により、液管
13を通つて密封容器10に戻り、再び、半導体
1の冷却に当たる。 This liquid phase refrigerant 14 returns to the sealed container 10 through the liquid pipe 13 due to the action of gravity, and cools the semiconductor 1 again.
以上のように、冷媒14は相変化を伴いながら
密封容器10と凝縮器11との間を循環し、半導
体1で発生した熱量を効率よく凝縮器11に熱伝
達し、凝縮器11の表面より空気中に放散する。 As described above, the refrigerant 14 circulates between the sealed container 10 and the condenser 11 while undergoing a phase change, efficiently transfers the amount of heat generated in the semiconductor 1 to the condenser 11, and transfers heat from the surface of the condenser 11. dissipates into the air.
一方、第2図に示す従来装置では、密封容器1
0内に半導体1を内蔵しているために、密封容器
10の外部に設置されているコンデンサ2、ダイ
オード3及び抵抗器4から成るスナバー回路を構
成するために図に示すように、これらスナバー回
路とブツシング15との間に導体17a,17
b,17cが配線している。 On the other hand, in the conventional device shown in FIG.
Since the semiconductor 1 is built into the inside of the sealed container 10, a snubber circuit consisting of a capacitor 2, a diode 3, and a resistor 4, which are installed outside the sealed container 10, is constructed as shown in the figure. Conductors 17a, 17 are connected between the bushing 15 and the bushing 15.
b, 17c are wired.
しかしながら、スナバー回路の内ダイオード3
及びコンデンサ2と半導体1とによつて形成され
る閉回路は特にインダクタンスを小さくすること
が必要であるのにもかかわらず、このような従来
装置では、半導体1−導体16−ブツシング15
−導体17a−ダイオード3−導体17b−コン
デンサ2−導体17c−ブツシング15−導体1
6−半導体1の配線経路によつてスナバー回路が
構成されているために、配線をこの範囲内ででき
るだけ短かくしても、インダクタンスの低減には
おのずから限界があり、その結果、サージ電圧吸
収効果が十分得られないという欠点があつた。 However, diode 3 in the snubber circuit
Although the closed circuit formed by the capacitor 2 and the semiconductor 1 requires particularly small inductance, in such a conventional device, the semiconductor 1 - conductor 16 - bushing 15
- Conductor 17a - Diode 3 - Conductor 17b - Capacitor 2 - Conductor 17c - Bushing 15 - Conductor 1
6- Since a snubber circuit is formed by the wiring path of semiconductor 1, there is a natural limit to the reduction of inductance even if the wiring is made as short as possible within this range, and as a result, the surge voltage absorption effect is insufficient. The drawback was that it was not available.
このような従来装置における欠点を改善するた
めに、第3図に示すように、密封容器10内に半
導体1と共にダイオード3及びコンデンサ2を収
納し、これらの部品間を導体17a,17b,1
7cによつて配線する方法が考えられる。なお、
抵抗器4は密封容器10外に設置し、ブツシング
15を介して図に示すように配線される。 In order to improve the drawbacks of the conventional device, as shown in FIG.
7c may be considered. In addition,
The resistor 4 is installed outside the sealed container 10 and wired through the bushing 15 as shown in the figure.
このような第3図に示す方法によると、半導体
1にダイオード3及びコンデンサ2を近接して配
設することが可能であり、従つて、配線インダク
タンスを小さくすることができてサージ電圧吸収
効果が増大するという特長はある。しかしなが
ら、この方法によると、次のような欠点がある。
すなわち、
(1) 直流電圧回路でON−OFF動作を高速で行な
う半導体のスナバー回路には、数100アンペア
の高周波電流であるピーク電流が流れる。従つ
て、コンデンサは耐電圧性と冷却性との点か
ら、金属ケース内にコンデンサ素子と絶縁油と
を封入した、いわゆる、油入コンデンサが用い
られている。このような油入コンデンサは、通
常一端が開放した金属ケースの内部にコンデン
サ素子を入れ、ブツシング付きの天板と称する
金属板によつて、金属ケースの開放部をはんだ
付けにより閉塞し絶縁油を充填して製作されて
いる。 According to the method shown in FIG. 3, it is possible to arrange the diode 3 and the capacitor 2 close to the semiconductor 1, and therefore, the wiring inductance can be reduced and the surge voltage absorption effect can be improved. It has the characteristic of increasing. However, this method has the following drawbacks.
That is, (1) A peak current, which is a high-frequency current of several hundred amperes, flows through a semiconductor snubber circuit that performs ON-OFF operations at high speed in a DC voltage circuit. Therefore, from the viewpoint of voltage resistance and cooling performance, a so-called oil-immersed capacitor, in which a capacitor element and insulating oil are sealed in a metal case, is used as a capacitor. In such oil-filled capacitors, the capacitor element is usually placed inside a metal case with one end open, and the open part of the metal case is closed by soldering with a metal plate called a top plate with bushings, and insulating oil is filled in. Manufactured by filling.
しかしながら、沸騰冷却装置の密封容器10
内に内蔵するコンデンサは、コンデンサ内の絶
縁油が漏出して冷媒中に混入すると沸騰冷却効
果が著しく低下し、また、逆に冷媒蒸気がコン
デンサの内部に浸入すると、冷媒であるフロン
によつて、コンデンサエレメントが腐蝕劣化す
る危険性を生ずるために、コンデンサのケース
は完全気密構造とする必要がある。このために
はコンデンサのケースを従来のようにはんだ付
けで密封しても、十分な気密性が確保できない
ために、溶接する必要が生じる。しかしながら
スナバー用コンデンサのように比較的小形(通
常大きさは約150×100×50mmの直方体)のもの
では、金属ケースと天板とを溶接するとなれ
ば、溶接の際発生する高温度の熱によつて、内
部のコンデンサエレメントが熱劣化を起こす危
険性が生ずる。また、この熱劣化を防ぐために
は、ケースを大きくして溶接点とエレメントと
の間に十分な距離を設けて断熱材を挿入すれば
可能であるが、コンデンサが著しく大きくな
り、従つて、非常に不経済な設計となる。 However, the sealed container 10 of the boiling cooling device
If the insulating oil inside the capacitor leaks and mixes with the refrigerant, the boiling cooling effect will be significantly reduced, and conversely, if refrigerant vapor enters the inside of the condenser, it will be damaged by the refrigerant, Freon. In order to avoid the risk of corrosion and deterioration of the capacitor element, the capacitor case must have a completely airtight structure. For this purpose, even if the capacitor case is sealed by soldering as in the past, sufficient airtightness cannot be ensured, so welding becomes necessary. However, for relatively small capacitors such as snubber capacitors (typically a rectangular parallelepiped of approximately 150 x 100 x 50 mm in size), if the metal case and top plate are welded together, the high temperature heat generated during welding may cause problems. Therefore, there is a risk of thermal deterioration of the internal capacitor element. Additionally, in order to prevent this thermal deterioration, it is possible to make the case larger, provide a sufficient distance between the welding point and the element, and insert an insulating material, but this would result in a significantly larger capacitor, which would be extremely difficult to achieve. This results in an uneconomical design.
(2) コンデンサのエレメントは、通常紙、プラス
チツク等の誘電体で構成されているために、エ
レメントの最高許容温度は75〜85℃と比較的低
温度である。一方、半導体の許容温度は125〜
150℃であり、沸騰冷却装置における冷媒温度
は一般に70〜75℃に設定される。従つて、密封
容器内にコンデンサを収納すると、コンデンサ
ケースの壁面温度が冷媒温度の70〜75℃とな
り、更に、コンデンサ自体の発熱により、エレ
メント中心温度はケースの冷媒温度よりも高く
なつて、コンデンサの許容温度を越えることに
なる。従つて、コンデンサのエレメント中心温
度を許容温度以下にするとなれば、冷媒温度を
低く設定しなければならず、そのためには、凝
縮器を大きくすることが必要となり、半導体沸
騰冷却装置そのものが大形化して重量が増大
し、極めて不経済な装置となる。(2) Capacitor elements are usually made of dielectric material such as paper or plastic, so the maximum allowable temperature of the element is relatively low, at 75 to 85°C. On the other hand, the allowable temperature for semiconductors is 125~
150°C, and the refrigerant temperature in the boiling cooling device is generally set at 70-75°C. Therefore, when a capacitor is stored in a sealed container, the wall temperature of the capacitor case becomes 70 to 75 degrees Celsius, which is the refrigerant temperature.Furthermore, due to the heat generated by the capacitor itself, the element center temperature becomes higher than the refrigerant temperature of the case, and the condenser This will exceed the allowable temperature. Therefore, in order to keep the center temperature of the condenser element below the allowable temperature, the refrigerant temperature must be set low, which requires a larger condenser, and the semiconductor evaporative cooling system itself has to be larger. This increases the weight and makes the device extremely uneconomical.
(3) コンデンサを密封容器内に入れると密封容器
が大きくなり、従つて、上記(2)項の凝縮器の大
形化とも合わせて、ますます半導体沸騰冷却装
置は大形化する。(3) When a condenser is placed in a sealed container, the sealed container becomes larger, and therefore, along with the larger condenser described in item (2) above, the semiconductor boiling cooling device becomes larger.
更に、沸騰冷却装置は、冷媒であるフロンR
−113を使用した場合、冷媒温度が47℃を越る
と、容器内圧力が外気圧に比べて高くなる。従
つて、沸騰冷却装置は労働安全衛生法に定める
圧力容器の規制を受けるが、密封容器内にコン
デンサを収納しないものでは容器の内容積が小
さく圧力容器としての規制を受けない、いわゆ
る、簡易容器の範囲内にあつたものが、コンデ
ンサを収納することにより、容器の内容積が大
きくなつて圧力容器としての規制を受けること
になる。このように、圧力容器としての規制を
受けると、検査義務を生じ、この結果、製作期
間が長くなると共に、製作工数も増加して製作
コストが増大する。 Furthermore, the boiling cooling device uses Freon R as a refrigerant.
-113, when the refrigerant temperature exceeds 47°C, the pressure inside the container becomes higher than the outside pressure. Therefore, boiling cooling equipment is regulated as a pressure vessel under the Industrial Safety and Health Act, but if a condenser is not housed in a sealed container, the internal volume of the container is small and it is not regulated as a pressure vessel, so it is a so-called simple container. However, by accommodating a capacitor, the internal volume of the container increases and it becomes regulated as a pressure container. As described above, when a pressure vessel is regulated, it becomes obligated to be inspected, and as a result, the manufacturing period becomes longer, the number of manufacturing steps increases, and the manufacturing cost increases.
このように、第3図に示すところの構成、すな
わち、密封容器10内にコンデンサ2及びダイオ
ード3を収納する方法は、半導体1、コンデンサ
2及びダイオード3より成る閉回路の配線を短か
くする方法としては適しているが、その反面にお
いて、上記のような欠点を有し、従つて、実用性
に欠ける方法ということができる。 As described above, the configuration shown in FIG. 3, that is, the method of housing the capacitor 2 and the diode 3 in the sealed container 10, is a method of shortening the wiring of the closed circuit consisting of the semiconductor 1, the capacitor 2, and the diode 3. However, on the other hand, it has the above-mentioned drawbacks and therefore can be said to be an impractical method.
本発明は、上記した従来装置における欠点を改
善し、しかも、半導体1とスナバー回路との配線
長を短かくして配線インダクタンスの減少を図
り、もつて、サージ電圧吸収効果を向上させるの
に好適な半導体沸騰冷却装置を提供することを、
その目的とするものである。 The present invention improves the shortcomings of the conventional device described above, and also shortens the wiring length between the semiconductor 1 and the snubber circuit to reduce the wiring inductance, thereby providing a semiconductor suitable for improving the surge voltage absorption effect. to provide boiling cooling equipment;
That is the purpose.
本発明は、この目的を達成するために、密封容
器の一部を開放して開放部を設け、この開放部
に、開放部を閉塞するようにスナバー回路用コン
デンサのケースが接合されていることを特徴とす
るものである。 In order to achieve this object, the present invention provides an open part by opening a part of a sealed container, and a case of a capacitor for a snubber circuit is joined to this open part so as to close the open part. It is characterized by:
以下、本発明をその構成の一実施例を示す添付
図面第4図に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the attached drawing, FIG. 4, which shows one embodiment of its configuration.
図において、密封容器10内には、半導体1と
スナバー用ダイオード3とを収納し、液相冷媒1
4を充填する。また、密封容器10の壁部にはブ
ツシング15を設け、このブツシング15と半導
体1の端子との間を導体16によつて接続してあ
る。 In the figure, a semiconductor 1 and a snubber diode 3 are housed in a sealed container 10, and a liquid phase refrigerant 1 is housed in a sealed container 10.
Fill 4. Further, a bushing 15 is provided on the wall of the sealed container 10, and the bushing 15 and the terminal of the semiconductor 1 are connected by a conductor 16.
また、スナバー用コンデンサ2は、そのケース
2iがケース板2c,2d,2eから構成され、
ケース2iの内部にコンデンサエレメント2aを
収納させると共に絶縁油2hを充填して構成され
ている。更に、ケース板2cには貫通した気密ブ
ツシング2bを、また、ケース板2eには貫通ブ
ツシング2fをそれぞれ設け、これらのブツシン
グ2bと2eとはそれぞれコンデンサエレメント
2aの端子に導体2gによつて接続されている。 Moreover, the case 2i of the snubber capacitor 2 is composed of case plates 2c, 2d, and 2e,
The capacitor element 2a is housed inside a case 2i and is filled with insulating oil 2h. Further, the case plate 2c is provided with a through-through airtight bushing 2b, and the case plate 2e is provided with a through-through bushing 2f, and these bushings 2b and 2e are each connected to the terminal of the capacitor element 2a by a conductor 2g. ing.
また、密封容器10には、所定の部分に開放部
10aを設け、この開放部10aを閉塞するよう
にコンデンサ2のケース板2cを気密に溶接して
いる。 Further, the sealed container 10 is provided with an opening 10a at a predetermined portion, and the case plate 2c of the capacitor 2 is hermetically welded to close the opening 10a.
従つて、コンデンサ2の気密ブツシング2b
は、密封容器10内に突出して構成され、この気
密ブツシング2bと半導体1の端子B及びダイオ
ード3とに、導体16aにより配線する。一方、
ダイオード3と半導体1の端子Aとの間にも、導
体16aにより配線する。 Therefore, the hermetic bushing 2b of the capacitor 2
is configured to protrude into the sealed container 10, and is wired to the airtight bushing 2b, the terminal B of the semiconductor 1, and the diode 3 by a conductor 16a. on the other hand,
Wiring is also provided between the diode 3 and the terminal A of the semiconductor 1 using a conductor 16a.
なお、コンデンサ2を密封容器10に溶接する
場合、溶接熱によつてコンデンサ2内のコンデン
サエレメント2aを熱劣化させる恐れがあるため
に、コンデンサ2の製作は次のようにすればよ
い。 Note that when the capacitor 2 is welded to the sealed container 10, the capacitor element 2a inside the capacitor 2 may be thermally deteriorated by the welding heat, so the capacitor 2 may be manufactured as follows.
まず、ケース板2cと2dとを溶接等の方法に
よつて接合し、一端が開放したケースを形成し、
このケースを密封容器10に気密に溶接して取り
付ける。次に、このケース内にコンデンサエレメ
ント2aを収納した後、コンデンサエレメント2
aと貫通気密ブツシング2bとの間を導体2gに
よつて配線接続し、ケース板2eに設置の貫通ブ
ツシング2fとコンデンサエレメント2aとの間
も導体2gによつて配線接続する。最後にケース
の開放部を閉塞するように、ケース板2eをはん
だ付け等の方法によつて接合し密閉する。このよ
うにして、コンデンサ2を構成した後、図示して
いない油口より絶縁油を真空注入し、油口を閉塞
すればコンデンサ2が完成する。 First, the case plates 2c and 2d are joined by a method such as welding to form a case with one end open,
This case is hermetically welded and attached to the sealed container 10. Next, after storing the capacitor element 2a in this case, the capacitor element 2a is
A and the through airtight bushing 2b are connected by a conductor 2g, and a through bushing 2f installed on the case plate 2e and the capacitor element 2a are also connected by a conductor 2g. Finally, the case plate 2e is joined by a method such as soldering so as to close the open part of the case, and the case is sealed. After constructing the capacitor 2 in this way, the capacitor 2 is completed by vacuum injecting insulating oil through an oil port (not shown) and closing the oil port.
なお、ブツシング2fは、高価な気密ブツシン
グを用いる必要はなく、従来のコンデンサに用い
ている安価なものが使用できる。また、第4図に
示す実施例では、このブツシング2fをケース板
2eに取り付けているが、これに限るものではな
く、ケース板2dに取り付けてもよく、この場合
では、コンデンサエレメント2aとブツシング2
fとの配線が容易に行なえる。また、スナバー回
路用の抵抗器4は、一方の端子とコンデンサ2の
ブツシング2fとの間を、また、他方の端子とブ
ツシング15との間を導体17で配線することに
より、半導体1に対してダイオード3、コンデン
サ2及び抵抗器4からなるスナバー回路が構成さ
れる。 Note that it is not necessary to use an expensive airtight bushing as the bushing 2f, and an inexpensive bushing used in conventional capacitors can be used. Further, in the embodiment shown in FIG. 4, the bushing 2f is attached to the case plate 2e, but the bushing 2f is not limited to this, and may be attached to the case plate 2d. In this case, the capacitor element 2a and the bushing 2
Wiring with f can be easily done. Furthermore, the resistor 4 for the snubber circuit is connected to the semiconductor 1 by wiring a conductor 17 between one terminal and the bushing 2f of the capacitor 2 and between the other terminal and the bushing 15. A snubber circuit consisting of a diode 3, a capacitor 2, and a resistor 4 is configured.
本発明の半導体沸騰冷却装置、特に、そのスナ
バー回路は、以上のように構成されるので、次に
示すような特長を有するという効果を奏すること
ができる。すなわち、
(1) コンデンサ2の気密ブツシング2bを密封容
器10内に、半導体1の端子に向かつて突出さ
せているために、第2図に示す従来装置に比べ
て、スナバー回路の配線長を著しく短かくする
ことができ、従つて、配線インダクタンスの低
減によつてサージ電圧吸収効果を向上すること
ができる。 Since the semiconductor evaporative cooling device of the present invention, particularly its snubber circuit, is configured as described above, it can achieve the following advantages. That is, (1) Since the airtight bushing 2b of the capacitor 2 is made to protrude toward the terminal of the semiconductor 1 within the sealed container 10, the wiring length of the snubber circuit is significantly reduced compared to the conventional device shown in FIG. The length can be shortened, and therefore the surge voltage absorption effect can be improved by reducing the wiring inductance.
(2) コンデンサ2のケース板2c,2d,2eで
構成されるケース2iの内、一面のケース板2
cのみが密封容器10内の液相冷媒14に接触
しているから、液相冷媒14からコンデンサ2
に受ける熱影響は少なくなる。また、コンデン
サ自体の発熱は、空気中に露出しているケース
板2d,2eより熱放散されるので、第3図に
示したコンデンサを密封容器内に収納するもの
に比べて、コンデンサエレメントの温度は非常
に低く、コンデンサエレメントの温度が許容温
度を越えないように設計することは極めて容易
にできる。(2) Case plate 2 on one side of case 2i consisting of case plates 2c, 2d, and 2e of capacitor 2
Since only the liquid phase refrigerant 14 in the sealed container 10 is in contact with the liquid phase refrigerant 14, the condenser 2
will be less affected by heat. Furthermore, since the heat generated by the capacitor itself is dissipated through the case plates 2d and 2e exposed to the air, the temperature of the capacitor element is lower than that shown in Fig. 3 when the capacitor is housed in a sealed container. is very low, and it is extremely easy to design the capacitor element so that its temperature does not exceed the allowable temperature.
(3) 密封容器内にコンデンサを内蔵しないため
に、密封容器が小形となり、従つて、労働安全
衛生法に定める圧力容器の規制を受けない簡易
容器とすることが可能であり、従つて、製造工
数も少なく、また、製作期間も短く、従つて、
経済的な製作が可能となる。(3) Since the capacitor is not built into the sealed container, the sealed container is small and can be made into a simple container that is not subject to the regulations for pressure vessels stipulated in the Industrial Safety and Health Act, and therefore, manufacturing The number of man-hours is small, and the production period is short, so
Economical production becomes possible.
(4) 密封容器10とコンデンサ2のケース板2c
との溶接接合部及び気密ブツシング2bのみ気
密構造とすればよく、他の部分は従来のコンデ
ンサ技術で簡易に製作可能であるから、比較的
安価に製作が可能である。(4) Sealed container 10 and case plate 2c of capacitor 2
Only the welded joint with the bushing 2b and the hermetic bushing 2b need be made airtight, and the other parts can be easily manufactured using conventional capacitor technology, so they can be manufactured relatively inexpensively.
(5) 万一、コンデンサ2が故障した場合には、第
3図に示す従来装置を改善したものにあつて
は、密封容器を開放し、コンデンサを取り出し
て交換又は修理した後、再度密封して冷媒を真
空注入しなければならないが、本発明装置にお
いては、コンデンサ2のケース2iのケース板
2dと2eとの間を分離して開封することによ
り、コンデンサエレメント2aを容易に交換す
ることが可能であり、従つて、修理が容易とな
る。(5) In the event that capacitor 2 breaks down, in the case of the improved conventional device shown in Figure 3, open the sealed container, take out the capacitor, replace or repair it, and then seal it again. However, in the device of the present invention, by separating and unsealing the case plates 2d and 2e of the case 2i of the condenser 2, the condenser element 2a can be easily replaced. possible and therefore easier to repair.
以上述べたように、本発明の半導体沸騰冷却装
置では、数々の特長を有しており、極めて実用性
の高い半導体沸騰冷却装置が得られるという効果
を有している。 As described above, the semiconductor evaporative cooling device of the present invention has a number of features, and has the effect of providing an extremely practical semiconductor evaporative cooling device.
なお、第4図に示す実施例においては、密封容
器10の下方にコンデンサ2を配設しているが、
必ずしもこれに限る必要はなく、密封容器10の
いかなる方向に配設することも可能である。 In the embodiment shown in FIG. 4, the capacitor 2 is disposed below the sealed container 10.
It is not necessarily limited to this, and it is possible to arrange it in any direction of the sealed container 10.
また、同実施例では、ダイオード3を密封容器
10内に収納した場合を示しているが、これも上
記に限る必要はなく、密封容器外に設置しても差
し支えない。 Further, although the same embodiment shows the case where the diode 3 is housed in the sealed container 10, this need not be limited to the above, and it may be installed outside the sealed container.
更に、抵抗器4を密封容器10内に内蔵しても
よく、この場合はコンデンサのブツシング2fが
不要となることは容易に理解できよう。 Furthermore, it is easy to understand that the resistor 4 may be built into the sealed container 10, and in this case, the bushing 2f of the capacitor becomes unnecessary.
また、上記実施例を示す第4図は、密封容器1
0とコンデンサ2との接合の一形態を示したもの
であつて、第4図に示す以外の接合方法、接合形
状によつても、本発明の構成及び効果に、何ら影
響を与えるものではない。 Further, FIG. 4 showing the above embodiment shows the sealed container 1
0 and the capacitor 2, and any joining method or shape other than that shown in FIG. 4 will not affect the structure and effects of the present invention. .
第1図は、半導体とスナバー回路との構成の一
例を示す回路構成図、第2図は従来の半導体沸騰
冷却装置の構成を示す縦断面説明図、第3図は従
来装置の欠点を改良するための一方法を示す装置
の縦断面構造説明図、第4図は本発明の半導体沸
騰冷却装置の一実施例を示す縦断面構成説明図で
ある。
1……半導体、2……コンデンサ、2a……コ
ンデンサエレメント、2b……気密ブツシング、
2c,2d,2e……ケース板、2f,15……
ブツシング、2h……絶縁油、2i……ケース、
3……ダイオード、4……抵抗器、10……密封
容器、10a……開放部。なお、各図中、同一符
号は同一又は相当部分を示す。
Figure 1 is a circuit configuration diagram showing an example of the configuration of a semiconductor and a snubber circuit, Figure 2 is a vertical cross-sectional explanatory diagram showing the configuration of a conventional semiconductor evaporative cooling device, and Figure 3 is a diagram showing an example of the configuration of a conventional semiconductor evaporative cooling device. FIG. 4 is a vertical cross-sectional structural explanatory diagram showing one embodiment of the semiconductor evaporative cooling device of the present invention. 1...Semiconductor, 2...Capacitor, 2a...Capacitor element, 2b...Airtight bushing,
2c, 2d, 2e...Case plate, 2f, 15...
Bushing, 2h...Insulating oil, 2i...Case,
3... Diode, 4... Resistor, 10... Sealed container, 10a... Open part. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
冷却媒体とを収納し、冷却媒体の液相と気相との
相変化を利用して半導体に発生した熱を凝縮器に
熱伝達すると共にスナバー回路が設けられている
半導体沸騰冷却装置において、上記密封容器の一
部を開放にして開放部を設け、この開放部に、開
放部を閉塞するようにスナバー回路用コンデンサ
のケースが接合されていることを特徴とする半導
体沸騰冷却装置。 2 密封容器の開放部を閉塞しているコンデンサ
のケースには、少くとも1個の気密ブツシングが
設けられ、この気密ブツシングを介して密封容器
内の半導体及び半導体に接続するスナバー回路用
部品のいずれかと、コンデンサのケース内のコン
デンサエレメントとが電気的に接続されている特
許請求の範囲第1項記載の半導体沸騰冷却装置。 3 密封容器の開放部を閉塞しているコンデンサ
のケースには、上記閉塞部分のケースの壁部に気
密ブツシングを設け、且つ、閉塞部分以外の壁部
にブツシングを設けている特許請求の範囲第1項
又は第2項記載の半導体沸騰冷却装置。 4 コンデンサは絶縁油等の冷却材が封入されて
いる特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれかに
記載の半導体沸騰冷却装置。[Claims] 1. A semiconductor and a cooling medium in which the semiconductor is immersed are stored in a sealed container, and the heat generated in the semiconductor is transferred to a condenser by utilizing the phase change between the liquid phase and the gas phase of the cooling medium. In a semiconductor evaporative cooling device that transfers heat and is provided with a snubber circuit, a part of the sealed container is opened to provide an open part, and a case of a capacitor for the snubber circuit is placed in this open part so as to close the open part. A semiconductor boiling cooling device characterized in that: 2. The capacitor case that closes the opening of the sealed container is provided with at least one airtight bushing, and any of the semiconductors in the sealed container and the snubber circuit components connected to the semiconductors are connected through this airtight bushing. 2. The semiconductor evaporative cooling device according to claim 1, wherein the capacitor and the capacitor element in the capacitor case are electrically connected. 3. The capacitor case that closes the open part of the sealed container is provided with an airtight bushing on the wall of the case in the closed part, and the bushing is provided on the wall other than the closed part. The semiconductor boiling cooling device according to item 1 or 2. 4. The semiconductor boiling cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the capacitor is sealed with a coolant such as insulating oil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57110103A JPS59945A (en) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | Semiconductor boiling cooler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57110103A JPS59945A (en) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | Semiconductor boiling cooler |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59945A JPS59945A (en) | 1984-01-06 |
| JPS636145B2 true JPS636145B2 (en) | 1988-02-08 |
Family
ID=14527108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57110103A Granted JPS59945A (en) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | Semiconductor boiling cooler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59945A (en) |
-
1982
- 1982-06-25 JP JP57110103A patent/JPS59945A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59945A (en) | 1984-01-06 |
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