DE2140071A1 - Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung - Google Patents
Hochspannungs-HalbleitergleichrichtervorrichtungInfo
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Description
2UQ071
Patentanwälte
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Dip!-'· . : ' .:r-HT
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βSd'.-.... ·, ;_:^!\η8ι-17·386Ρ(17θ87Η) ίο. 8. 1971
H I T A C II I LTD. , Tokio (Japan)
Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
mit mindestens einer G-leichrichtereinheit mit einem stangenartigen Stapel einer
Mehrzahl von Siliziumscheiben, einem Paar von an den entgegengesetzten Enden des stangenartigen Stapels angebrachten,
mit je einer Zuführung versehenen Elektroden und einem den stangenartigen Stapel eng umhüllenden ersten
Isolierkörper.
Eine solche Vorrichtung kann auf weiten Gebieten Verwendung finden. Sie ist ein wesentlicher Bestandteil in
einem Hochspannungs-Stromquellenkreis bei Fernsehempfängern,
Kathodenstrahloszillographen, Röntgenstrahlenapparaten,
Elektronenmikroskopen, Beschleunigungsvorrichtungen für geladene Teilchen usw.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art wird anhand der Fig. 1 erläutert.
81-(POS 26O52)-Tp-r (8)
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Fig. 1 zeigt eine bekannte Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
in Anwendung bei einem Hochspannungs-Stromquellenkreis
für einen Fernsehempfänger.
In dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine
Kathodenstrahlröhre und die Bezugsziffer 2 einen Hochspannungs-Stromquellenkreis
zum Zuführen einer Gleichspannung zur Röhre. Der Stromquellenkreis umfaßt einen Rücklauftransformator
21 und eine Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung 22, die zwischen der Sekundärwicklung
211 des Rücklauftransformators und der Kathodenstrahlröhre
angeschlossen ist. Da der Kathodenstrahlröhre 1 Hochspannungsstrom niedriger Stromstärke zugeführt wird, hat die
Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung 22 bei der Hochspannungsstromquelle üblicherweise einen Aufbau,
bei dem sie aus einer stangenartigen Stapelung vieler
Halbleiterscheiben 5 besteht,' die zxvischen einem Paar von
Elektroden 3 und 4 eingeklemmt sind. Bei einer solchen Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung 22 werden
jedoch die Halbleiterscheiben nahe dem wechselstromseitigen Anschluß A leicht durch Überlastung zerstört.
Dies kommt vermutlich von der schwankenden, freien ("floating") Kapazität zwischen diesen Halbleiterscheiben und
der Erde 6. Durch die freie Kapazität ergibt sich, da0 ein veränderlicher Strom in der Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
fließt. Mehr Strom fließt dabei im Teil der Vorrichtung, der der Wechselstromseite näher
ist, so daß sich ein übermäßiger Strom in den Halbleiterscheiben nahe dem wechselstromseitigen Anschluß A konzentriert.
Da dieser Überstrom zu einem entsprechenden Spannungsabfall
führt, ist die Spannungsverteilung über die einzelnen Halbleiterscheiben nicht gleichmäßig, sondern
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der Spannungsgradient ist bei den Halbleiterscheiben, die
dem Anschluß A näher sind, größer und wird zum Anschluß B hin fortlaufend kleiner. Daher erleiden Halbleiterscheiben,
die dem wechselstromseitigen Anschluß näher sind, einen Isolationsdurchbruch.
Um diesen Nachteil zu überwinden, wurde bereits beschrieben, geeignete Impedanzelemente parallel zu den Halbleiterscheiben
nahe dem wechselstromseitigen Anschluß zu schalten, um eine gleichmäßige Spannungsverteilung zu erhalten,
wie in der US-PS 3 231 798 offenbart ist.
Die in dieser Patentschrift beschriebene Vorrichtung
umfaßt einen Gleichrichterkörper, der aus vielen Selenscheiben besteht, die innerhalb eines zylindrischen Isoliergehäuses
gestapelt sind, und ist mit einem Wärmeabstrahlteil versehen, das thermisch mit einem wechselstromseitigen
Anschluß gekoppelt ist und einen zentralen Metallbolzen umfaßt, der mit einer Gleichrichterplatte verbunden
ist, die sich an einem Ende des Gleichrichterkörpers befindet. Das Wärmeabstrahlteil hat eine trichterartige Gestalt,
die zur Vergrößerung der Abmessungen der Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
beiträgt. Auch ist die Übergangskapazität von Selen groß, wobei die Durchbruchsspannung
einer Selenscheibe höchstens etwa 60 V beträgt.' Daher ist es, um die gewünschte hohe Durchbruchsspannung
zu schaffen, erforderlich, einige hundert Scheiben in der gleichen Richtung zu stapeln, was aufwendige
und mühsame Fertigungsarbeiten bedingt. Außerdem ist Selen thermisch Silizium unterlegen. Für Hochspannungs-Selengleichrichter
ist die obere Umgebungstemperaturgrenze etwa 6o C, jedoch liegt die Temperatur in Fernsehempfängern
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und dergleichen ohne weiteres unter ungünstigen Bedingungen zeitweilig über 60 C, so daß die Verläßlichkeit einer solchen
Vorrichtung gering ist.
Um diese Nachteile auszuschalten, müssen die Halbleiterscheiben
aus Silizium statt Selen sein. Siliziumscheiben bringen indessen neue Probleme. Insbesondere ist aufgrund
der äußerst geringen Übergangskapazität die Ungleichmäßigkeit der Spannungsverteilung über die Scheiben gravierender.
Auch muß die Verbesserung der seitlichen Durchbruchsspannung
beachtet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln,
daß die Spannungsverteilung über die Siliziurascheiben
gleichmäßiger wird, die Vorrichtung möglichst geringe Abmessungen hat und leicht herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
wenigstens ein sich im wesentlichen parallel zum stangenartigen Stapel von der wechselstromseitigen Elektrode in
Richtung zur gleichstromseitigen Elektrode des Elektrodenpaares erstreckender Leiterdraht vorgesehen ist, der auf
dem gleichen Potential wie die wechselstromseitige Elektrode gehalten wird, und daß ein äußerer Isolierkörper die Gleichrichtereinheit
und den Leiterdraht völlig einschließt.
Die Vorteile dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung sind eine gleichmäßigere Spannungsverteilung über die Siliziumscheiben,
ein relativ geringer Raumbedarf und eine leichte Herstellbarkeit der Vorrichtung.
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Die Erfindung wird anhand der in den Fig, 2-6 veranschaulichten
Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
im Schnitt;
Fig. 3 einen äquivalenten Stromkreis zur Erläuterung des Betriebes dieser Vorrichtung;
Fig. h a und h b Schnitte zur Erläuterung zweier weiterer
Ausführungsbeispiele der Erfindung;
Fig. 5 a - 5 d in Perspektiv- und Schnittansichten
eine Erläuterung der Schritte zur Herstellung der Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
gemäß der Erfindung; χπχά
Fig. 6 einen Teilschnitt durch eine Hochspannungs-. Halbleitergleichrichtervorrichtung gemäß der
Erfindung.
In Fig. 2 bezeichnet die Bezugsziffer 11 einen stangenartigen
Stapel einer Mehrzahl von Siliziumscheiben, die miteinander fest verbunden sind und je einen pn-übergang aufweisen.
Der Scheibenstapel 11 ist an seinen entgegengesetzten
Enden zwischen Elektroden 12 und 13 (Wechselstrom- und Gleichstromelektroden) eingeklemmt. Die Bezugsziffern 14
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und 15 bezeichnen Stromzuführungen, die mit den Elektroden
12 und 13 verbunden sind. Diese Teile stellen eine Gleichrichtereinheit 10 dar. Die Bezugsziffer 16 bezeichnet einen
ersten Isolierkörper aus einem solchen Material wie Lack, der die Gleichrichtereinheit 10 und insbesondere den Scheibenstapel
11 eng umhüllt, so daß kein Luftspalt zwischen dem Scheibenstapel 11 und dem äußeren Gehäuse vorliegt.
Die Bezugsziffer 17 bezeichnet einen Leiterdraht, der sich im wesentlichen parallel zum Scheibenstapel 11 in Richtung
zur Gleichstromelektrode 13 erstreckt und an einem Ende mit der Zuführung 14 an der Seite der Wechselstromelektrode 12
verbunden ist. Der Leiterdraht 17 ist an seinem der Zuführung 14 entgegengesetzten Ende, wie bei 171 angedeutet ist,
umgefaltet, um hier eine Konzentration des elektrischen Feldes zu verhindern. Die Bezugsziffer 18 bezeichnet einen
äußeren Isolierkörper aus einem solchen Werkstoff wie Epoxydharz, der die Gleichrichtereinheit 10 und den Leiterdraht
17 völlig einschließt.
Bei der Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung nach vorstehender Beschreibung läßt sich die Spannung
gleichmäßig über die einzelnen Siliziumscheiben verteilen, so daß sie in Hochspannungskreisen verwendbar ist.
Fig.'3 zeigt einen äquivalenten Schaltkreis eines Hochspannungs-Stromquellenkreises
für einen Fernsehempfänger unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung.
Das Bezugszeichen CT bezeichnet die Übergangskapazität
jeder Siliziumscheibe, das Bezugszeichen C„ die freie Kapa-
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zitat zwischen jeder Siliziumscheibe und der Erde 6, die
Bezugszeichen C1, C„ und C~ bezeichnen zusätzliche Kapazitäten zwischen den jeweiligen Siliziumscheiben und dem
Leiterdraht, das Bezugszeichen e das Potential zwischen
benachbarten Übergangskapazitäten und zwischen jeder freien Kapazität Cc und einer entsprechenden zusätzlichen Kapazität C1, Cp bzw. C_ und das Bezugszeichen E~ eine
Glei chs tromausgangs spannung.
Bezugszeichen C1, C„ und C~ bezeichnen zusätzliche Kapazitäten zwischen den jeweiligen Siliziumscheiben und dem
Leiterdraht, das Bezugszeichen e das Potential zwischen
benachbarten Übergangskapazitäten und zwischen jeder freien Kapazität Cc und einer entsprechenden zusätzlichen Kapazität C1, Cp bzw. C_ und das Bezugszeichen E~ eine
Glei chs tromausgangs spannung.
In dem äquivalenten Schaltkreis nach Fig. 3 gilt eine
Gleichung
Q = CE
j +
+ C1) O1 - (e
e2 + (e2 * eW Cj ~ (e3 " e2^ Gj
worin Q eine konstante Ladungsmenge ist. Unter der Annahme, daß die Spannung über die Gleichrichtereinheit gleichmäßig
zu verteilen ist, gilt
e1 = 1/4 Eo' e2 = 1/2 Eo» e3 = 3/4 E0 Und eo = Eo
Substituierung der Gleichutieen 2 in die Gleichung 1 ergibt
= 3Cs, C2 = C8 und C3 = 1/3 Cs (3)
Man sieht, daß durch Auswählen der zusätzlichen Kapa zitäten C1, C2 und C_ parallel zu den einzelnen Silizium-
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scheiben wie in den Gleichungen 3 die Spannung über die Gleichrichtereinheit gleichmäßig auf die einzelnen Scheiben
aufgeteilt wird.
Wie gezeigt ist, werden erfindungsgemäß durch Anordnung
des Leiterdrahts 17 zusätzliche Kapazitäten äußerlich an den wecliselstromseitigen Siliziumscheiben vorgesehen,
um äquivalent die Übergangskapazität C_ der wechseistromseitigen
Siliziumscheiben zu steigern und so den Einfluß der freien Kapazität Cc aufzuheben. Wie sich aus der Gleichung
3 ergibt, ist es ideal, den Abstand zwischen dem Leiterdraht 17 und der Gleichrichtereinheit 10 von der
Seite der Wechselstromelektrode 12 zur Seite der Gleichstromelektrode fortlaufend größer zu machen. Indessen wurde
experimentell bestätigt, daß auch, wenn sich der Leiterdraht 17 wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel im wesentlichen
parallel zur Gleichrichtereinheit 10 erstreckt, eine genügend gleichmäßige Aufteilung der Spannung erzielbar ist
solange sich der Leiterdraht 17 nur über einen Teil der Gleichrichtereinheit 10 an dessen Wechselstromseite erstreckt.
Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Abmessungen der Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung zu verringern
und ihre Abmessungsgenauigkeit zu steigern.
Wenn der Leiterdraht 17 zum Schaffen zusätzlicher Kapazitäten am wechselstromseitigen Teil der Gleichrichtereinheit
10 ein dünner Draht ist, sollte er so behandelt werden, daß ein scharfes Ende vermieden wird und sich das
elektrische Feld am Drahtende nicht konzentrieren kann. Hierzu ist das Umfalten des Drahtendes, wie es bei 171 in
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Fig. 2 angedeutet ist, die einfachste Maßnahme, doch auch andere geeignete Maßnahmen lassen sich anwenden, wie z. B.
die Schaffung eines kugelförmigen Teils am Drahtende, das
Aufwickeln eines leitenden Bandes auf den Draht oder die Anbringung eines leitenden Überzuges auf dem Draht. Eine
solche Behandlung ist wesentlich, wo die Spannung über die Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung groß ist.
Wie schon erwähnt, ist die seitliche Durchbrtichsspannung
der Siliziumscheiben im Vergleich mit ihrer p-Übergangsdurchbruchsspannung
(Gegenspannung) äußerst gering. Daher sollten beim Aufbau der Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
durch Zusammensetzen von Siliziumscheiben zu einem stangenartigen Stapel Maßnahmen ergriffen
werden, um die seitliche Durchbruchsspannung der Scheiben
zu verbessern. Erfindungsgemäß wird der stangenartige
Stapel der Siliziumscheiben eng von dem ersten Isolierkörper 16 umhüllt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Mit dieser Maßnahme
läßt sich die seitliche Durchbruchsspannung der Siliziumscheiben
bis auf die Durchschlagsspannung des Isolierkörpers
erhöhen.
Außerdem wird die Gleichrichtereinheit 10 zusammen mit dem Leiterdraht 17 in dem äußeren Isolierkörper 18
eingeschlossen. So ist es möglich, die Abmessungen der Hocbspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung zu verringern.
Fig. k zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung gemäß der
Erfindung, Sie besteht hier aus h Gleichrichtereinheiten
10a, 10b, 10c und 1Od, die alle in einem äußeren Isolier-
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körper 1° aus einem solchen Material wi.e Epoxyharz eingeschlossen
sind. Bei diesem Aufbau läßt sich die Ausbeute verbessern. Je höher die Spannung über die Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
ist, desto größer ist die erforderliche Zahl der Siliziumscheiben, die zusammenzustapeln
sind, und desto langer ist der stangenartige Stapel. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann, auch wenn
eine Gleichrichtereinheit eine fehlerhafte Scheibe enthält, die Vorrichtung zufriedenstellend arbeiten.
In der Vorrichtung nach Fig. 4a erstreckt sich der Leiterdraht 17 bis zur Nachbarschaft der Gleichstromelektrode
13 der zweiten Gleichrichtereinheit (Ob1 Wo die Spannung
über die Hochspannungs-Halbleitergleiohrichtervorrichtung
groß ist, so daß ein langer Scheibenstapel oder eine Mehrzahl von Gleichrichtereinheiten (in diesem Beispiel
4 Einheiten) in Reihenschaltung erforderlich ist, kann man mehrere Leiterdrähte 17a} 17b und 17c vorsehen,
wie in Fig. 4b dargestellt ist.
Die folgende Tabelle 1 bringt die Spannungsanteile, die von den einzelnen Gleichrichtereinheiten 10a, 10b, 10c
und 1Od aufgenommen werden, wenn die Hochsparmungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
nach Fig. 4 bei einem Hochspannungs-Stromquellenkreis für einen Fernsehempfänger
eingesetzt wird.
Gleichrichtereinheit 10 a 10 b 10 c 1Od
Vorrichtung A 80# 15 # 3 # 2 $
Vorrichtung B 20 # 30 % 30 # 20 $>
0 9 8 0 8/1341 BAD ORIGINAL
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Die Vorrichtung A enthält keinen Leitedraht wie den Leiterdraht 17, während die Vorrichtung B erfindungsgemäß
mit dem Leiterdraht 17 versehen ist.
Wie die Tabelle zeigt, ist bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung B die Spannungsverteilung im Vergleich mit der Vorrichtung A gleichmäßiger.
Die Herstellung einer Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
gemäß der Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 näher erläutert werden.
Fig. 5a zeigt eine einzelne Siliziumscheibe, die nach
einem bekannten Verfahren mit einem Aluminiumniederschlag bis zu einer Dicke von etwa 10 /u auf einer oder beiden
Hauptoberflächen 20b einer siliziumunterlage 20a versehen
ist. Eine Mehrzahl solcher Siliziumscheiben 20a werden zusammengestapelt, wobei die Hauptoberflächenseite, die mit
dem Aluminiumniederschlagsfilm versehen ist, in konstanter
Ausrichtung orientiert ist. Statt der Stapelung von Siliziumscheiben mit einem Aluminiumfilm ist es auch möglich,
Aluminiumfolien zwischen benachbarten Siliziumscheiben
ohne Aluminiumfilm einzufügen.
Der in vorstehender Weise erhaltene Stapel wird dann in einen Ofen gebracht und 10 Minuten auf eine Temperatur
von 700 C erhitzt, um die Siliziumunterlagen 20a miteinander über die Zwischenlagen von Aluminium,zu verbinden,
woraus sich ein zylindrischer Halbleiterblock 20 entsprechend Fig. 5b ergibt.
Der Halbleiterblock 20 wird dann nach parallelen Ebenen
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parallel zu den angedeuteten Linien X-X und Y-Y längs geschlitzt. In vorstehender Weise erhält man rechteckige
stangenartige Stapelkörper 11, wie einer typisch in Fig. 5c
dargestellt ist. Die Eckkanten des stangenaretigen Stapels 11 werden abgerundet, um die Konzentration des elektrischen
Feldes an den Ecken zu verhindern und dadurch die Verringerung der Durchbruchsspannung zu vermeiden. Dann werden
Wolfram-Elektroden 12 und 13 mit dem gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie dem von Silizium an den entgegengesetzten
Enden des stangenartigen Stapels 11 mittels Aluminium fest angebracht, um so die Gleichrichtereinheit 10
fertigzustellen.
Da Wolfram hart ist und nicht geschlitzt werden kann, werden die Elektroden einzeln nach dem Pulverformverfahren
gebildet.
Danach werden Zuführungen Ik und 15 aus Leiterdrähten,
wie z. B. Kupferdrähten elektrisch an den zugehörigen Elektroden 12 und 13 der Gleichrichtereinheit 10 angeschweißt,
wie in Fig. 5d erläutert ist^ Dann werden der Stapel 11 und
die Elektroden 12 und 13 «nit dem ersten Isolierkörper 16
aus Lack bedeckt. Anschließend wird ein Leiterdraht 1? mit einem umgefalteten Endteil elektrisch an der wechselstromseitigen
Zuführung Ik angeschweißt. Dann wird die Einheit
mit dem äußeren Isoliermaterial, wie z. B. Epoxyharz, umkleidet. In der vorstehenden Weise läßt sich eine Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
entsprechend Fig. erhalten.
Bei dem vorstehenden Herstellungsverfahren müssen die Elektroden 12 und 13 getrennt nach dem Pulverformverfahren
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hergestellt und dann einzeln an dem Stapel 11 angebracht
werden, so daß die Fertigungsleistung und Ausbeute sehr gering sind. Dieser Nachteil läßt sich überwinden, indem man
vorher die Elektroden in Form von p- oder n-Hochverunreinigungskonzentrations-Siliziumscheiben
mit dem Halbleiterblock 20 verbindet, so daß das Längsschlitzen direkt zu den stangenartigen Stapeln 11 führt. Dabei soll jede Elektrodenscheibe
dicker als die p-n-Übergänge bildenden Siliziumscheiben sein.
Wenn eine Mehrzahl von Gleichrichtereinheiten 10 in Reihe geschaltet werden, ist der Aufbau nach Fig. k zur Erleichterung
des Einbaus der Einheiten in Fernsehempfänger unter Verringerung der Abmessung der Hochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung
geeignet. Dieser Atifbau soll nun im einzelnen unter Hinweis auf Fig. 6 erläutert werden.
Dort sind Gleichrichtereinheiten 10c und 1Od dargsteilt,
die zunächst mit einzelnen weiteren Isolierkörpern 18 bedeckt
sind, die ihrerseits zusammen mit einem äußeren Isolierkörper 19 eingefaßt sind. Dieser Aufbau läßt sich nach
dem sogenannten Zweistufenformverfahren fertigstellen. In
der ersten Stufe wird jeder Stapel in einer entsprechenden Form angebracht. Anschließend wird eine Schmelze von Epoxy-
oder Silikoneharz in die Form gegossen und zum Erstarren gebracht, so daß sich der weitere Isolierkörper 18 ergibt«
In der zweiten Stufe werden, die Gleichrichtereinheiten 10c
und 1Od mit dem weiteren, in der ersten Stufe gebildeten Isolierkörper in eine zweite Form gebracht, und ein geschmolzenes
Harz, s, B, das gleiche wie bei der ersten Stufe, wird in die zweite Form gegossen und bei einer Aushärtungstemperatur
ausgehärtet, die gleich oder unter der bei der ersten Aushärtungsstufe verwendeten ist, so daß der
äußere Isolierkörper 19 erhalten wird.
BAD ORIGINAL 203 8 08/1341
2 H O O 7
Beim bekannten Zweistufenformverfahren ist dagegen die
Aushärtungstemperatur in der zweiten Formstufe höher- als die in der ersten Formstufe, so daß der in der ersten Formstufe
gebildete Körper durch die Aushärtungstemperatur in der zweiten Formstufe beeinträchtigt wird. Insbesondere erleidet der Formkörper der ersten Formstufe eine Ausdehnung
in der zweiten Formstufe, so daß die Siliziumscheiben und Elektroden, die mit dem ersten Formkörper fest verbunden
sind und einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als dieser aufweisen, leicht beschädigt oder abgeschält
werden und sich daher ein Ausschußprozentsatz von etwa 10 0Jo
ergibt.
Bei dem Zweistufenformverfahren entsprechend der Erfindung
läßt sich der Ausschußprozentsatz auf etva 0 fo senken·
Bei der für die Hochspannungsstromquelle verwendeten
Halbleitervorrichtung geraten die Isolierkörper aufgrund von Korona- und Funkenentladung leicht inBrand, Dieses Problem
läßt sich durch Verwendung von nichtbrennbaren Harzen,
wie z. B. Polypropylen- und schwerbrennbaren Epoxyharzen zur Bildung der Isolierkörper ausschalten.
Wie die Beschreibung zeigt, ist es erfindungsgenaß
möglich, eine Hochspannungs-Halbleitergleichrichter-vorrichtung
mit geringen Abmessungen frei von teilweiser Spannungskonzentration an den wechselstromsej-tigen Siliziumscheiben
herzustellen.
209808/1341
Claims (1)
- 2H0071Patentansprüche1. JHochspannungs-Halbleitergleichrichtervorrichtung mit mindestens einer Gleichrichtereinheit mit einem stangenartigen Stapel einer Mehrzahl von Siliziumscheiben, einem Paar von an den entgegengesetzten Enden des stangenartigen Stapels angebrachten, mit je einer Zuführung versehenen Elektroden und einem den stangenartigen Stapel eng umhüllenden ersten Isolierkörper, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein sich im wesentlichen parallel zum stangenartigen Stapel (11) von der wechselstromseitigen Elektrode (12) in Richtung zur gleichstromseitigen Elektrode (13) des Elektrodenpaares erstrekkender Leiterdraht (17) vorgesehen ist, der auf dem gleichen Potential wie die wechselstromseitige Elektrode (12) gehalten wird, und daß ein äußerer Isolierkörper (18 bzw. 19) die Gleichrichtereinheit (iO) und den Leiterdraht (17) völlig einschließt.2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Gleichrichtereinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens ein Leiterdraht (17) im wesentlichen parallel zu den stangenartigen Stapeln (11) von einer der Wechselstromseite nächsten Elektrode (12) in Richtung zu einer der Gleichstromseite nächsten Elektrode (13) erstreckt und auf dem gleichen Potential wie die der Wechselstromseite nächste Elektrode (12) gehalten wirdo3. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Gleichrichtereinheiten, dadurch ge-209808/1341Iy*- 2U0071kennzeichnet, daß innerhalb des äußeren Isolierkörpers 09) ein weiterer Isolierkörper (18) den ersten Isolierkörper (16) bedeckt und daß sich wenigstens ein Leiterdraht (17) im wesentlichen parallel zu den Gleichrichtereinheiten (i0a, 10b, 10c, 1Od) von der wechselstromseitxgen Elektrode(12) einer der Wechselstromseite nächsten Gleichrichtereinheit (i0a) in Richtung zur gleichstromseitigen Elektrode(13) der nächsten Gleichrichtereinheit (10b) erstreckt und auf dem gleichen Potential wie die wechselstromseitige Elektrode (12) der der Wechselstromseite nächsten Gleichrichtereinheit (i0a) gehalten wird.h. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterdraht (17) ein mit einem Mittel zur Verhinderung der Konzentration des elektrischen Feldes versehenes Ende (171) aufweist.5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von Leiterdrähten. (17; 17a> 17b, 17c) verschieden abgestufter Länge aufweist.6. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder h, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterdraht (z. B. 17) ein umgefaltetes Ende (171) aufweist.7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (12, I.3) der Gleichrichtereinheit (10) bzw. Gleichrichtereinheiten (iOa, 10b, 10c, 1Od) aus im Vergleich mit den Siliziumscheiben dickeren209808/13-jr-Halbleiterscheiben holier Verun^einigungskonsientration ohne p-n-8bergang bestehen.S„ Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Isolierkörper (19) durch Aushärten bei einer niedrigeren Temperatur als der Aüshartungstemperatur des weiteren Isolierkörpers (t8) gebildet ist.9v Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (l6, 18, 19) aus einem nicht brennbaren Isolierharz bestehen.209808/1341Leerseife
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8235 | Patent refused |