特高压大功率光控晶闸管元件管壳制造技术

本发明专利技术涉及一种特高压大功率光控晶闸管元件管壳，特高压大功率光控晶闸管元件管壳，包括阳极管座及与所述阳极管座对应配合的阴极管盖；所述阴极管盖能伸入阳极管座内，并与阳极管座同心分布；所述阳极管座包括同心封接的阳极电极、阳极应力环、阳极瓷环及阳极法兰，阳极应力环封接在阳极电极的外缘；阴极管盖包括阴极电极及同心封接在所述阴极电极外缘的阴极法兰；阴极电极内设有用于光触发的阴极窗口模块，所述阴极窗口模块与阴极电极同心设置；所述阳极电极的端部同心封接有芯片固定环，所述芯片固定环位于阳极瓷环内；阴极窗口模块位于芯片固定环的正上方。本发明专利技术结构紧凑，提高防爆性能，安装使用方便，散热效果好，稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种晶闸管元件管壳，尤其是ー种特高压大功率光控晶闸管元件管壳，具体地说是ー种6英寸特高压大功率光控晶闸管元件管売，应用于特高压直流输电，属于电カ电子的

技术介绍
目前，所有的高压直流输电工程都采用高电压、大电流的晶闸管。为了适应我国国民经济飞速发展的形势，随着“十一五”期间±800KV特高压直流输电示范工程通过国家电网工程验收，未来五年内国家将重点发展特高压直流输电技术，配合西南水电、西北华北煤电和风电基地开发，建设锦屏一江苏等11条特高压直流输电工程。未来5年，特高压的投 资金额有望达到2700亿元。我国在柔性直流输电
占据着当今世界电カ电子技术应用的制高点。光控晶闸管(LTT)作为ー种功率半导体器件是在20多年前发展起来的并应用于直流输电应用领域，其原理是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管，大功率光控触发信号是通过光缆上的半导体激光器实现的。与采用传统电触发晶闸管直流输电相比，其系统反应速度快、可控性较好、运行方式灵活，比常规直流输电能极大地減少系统短路，还能向无源电网供电，是解决大面积区域停电、实现远距离孤立送电的有效途径。目前，美国的西屋公司、GE公司以及ABB公司已有将小规格光控晶闸管(LTT)开发成功的历史并应用于HVDC (特高压直流输电)，±800KV以上特高压直流输电需要6英寸光控晶闸管，而6英寸特高压大功率光控晶闸管在控制高电压、大电流时，势必会对特高压大功率晶闸管元件管壳的制造技术，尤其在气密性、稳定性及防爆性等方面提出更高的要求，这是目前特高压大功率光控晶闸管元件管壳的ー个难点。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服大规格光控晶闸管在制造技术中存在的问题，提供ー种特高压大功率光控晶闸管元件管売，其结构紧凑，提高防爆性能，安装使用方便，散热效果好，稳定可靠。按照本专利技术提供的技术方案，所述特高压大功率光控晶闸管元件管壳，包括阳极管座及与所述阳极管座对应配合的阴极管盖；所述阴极管盖能伸入阳极管座内，并与阳极管座同心分布；所述阳极管座包括同心封接的阳极电极、阳极应カ环、阳极瓷环及阳极法兰，阳极应カ环封接在阳极电极的外缘；阴极管盖包括阴极电极及同心封接在所述阴极电极外缘的阴极法兰；阴极电极内设有用于光触发的阴极窗ロ模块，所述阴极窗ロ模块与阴极电极同心设置；所述阳极电极的端部同心封接有芯片固定环，所述芯片固定环位于阳极瓷环内；阴极窗ロ模块位于芯片固定环的正上方。所述阴极窗ロ模块包括位于阴极电极上的轴向通孔，阴极电极的上表面上开有与所述通孔相连通的凹槽，阴极电极的下表面设有与通孔相连通的沉孔，所述沉孔内设有窗ロ瓷环及位于所述窗ロ瓷环下表面上的蓝宝石。所述阴极电极的下端设有若干台阶。所述阳极电极下端的外缘设有同心封接的阳极铜环，所述阳极铜环与阳极应カ环的下部相接触。所述芯片固定环的中心区设有第一定位槽，芯片固定环上第一定位槽的外侧设有对称分布的第二定位槽。所述阳极瓷环上设有若干凸环。所述阳极瓷环采用95%氧 化铝陶瓷。所述窗ロ瓷环采用95%氧化铝陶瓷。所述阴极管盖伸入阳极管座内，阳极电极与阴极电极间设有晶闸管芯片，所述晶闸管芯片通过芯片固定环安装于阳极电极的端部，晶闸管芯片与阴极窗ロ模块及阳极电极同心分布。本专利技术的优点通过在阴极电极上设置窗ロ瓷环及蓝宝石，实现了光触发的结构要求，并提供相对于电触发更高的灵敏度、更易实现对过压的自保护性能和正向恢复自保护(FRP);在阳极瓷环的外壁上设置了多道凸环，増加了爬电距离；在阳极电极的上设置有阳极铜环，提高了晶闸管的散热效果；在阳极电极上设置芯片固定环，以利芯片固定和在高压情况下实现对外围阳极瓷环的保护。6英寸特高压大功率光控晶闸管元件管壳具备了晶闸管在阻断电压8500V，通态平均电流4500A状态下高气密性、高稳定性、高可靠性的要求。附图说明图I为专利技术的结构示意图。图2为本专利技术芯片固定环的结构示意图。图3为图2的俯视图。图4为本专利技术明极管盖的结构示意图。图5为图4的局部俯视图。图6为本专利技术阳极管座的结构示意图。具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进ー步说明。如图广图6所示本专利技术包括阳极电极I、阳极应カ环2、阳极铜环3、阳极瓷环4、阳极法兰5、芯片固定环6、阴极电极7、阴极法兰8、窗ロ瓷环9、蓝宝石10、阴极管盖11、凸环12、第一定位槽13、第二定位槽14、通孔15、凹槽16、沉孔17及阳极管座18与台阶19。如图I、图4、图5和图6所示为了能够实现光触发，本专利技术光控晶闸管元件管壳包括阳极管座18及与所述阳极管座18对应配合的阴极管盖11，所述阴极管盖11能伸入阳极管座18内，当阴极管盖11伸入安装于阳极管座18内后，阴极管盖11与阳极管座18同心分布。所述阳极管座18包括同心分布并封接的阳极电极I、阳极应カ环2、阳极铜环3、阳极瓷环4及阳极法兰5，阳极应カ环2同心封接于阳极电极I的外缘，阳极瓷环4位于阳极应カ环2上，阳极瓷环4的端部设有阳极法兰5，阳极铜环3位于阳极应カ环2的下方，阳极铜环3同心封接于阳极电极I的外缘，阳极铜环3与阳极应カ环2的下部接触。通过阳极铜环3能提高晶闸管的散热效果。阳极瓷环4的外壁上设有若干凸环12，通过设置的多道凸环12能増加爬电距离。通过上述设置后，阳极电极I的一端端部伸入阳极瓷环4内。阳极电极I伸入阳极瓷环4内的端部用于安装晶闸管芯片，本专利技术实施例中安装于阳极电极I端部的晶闸管芯片的直径为6英寸(150mm),能够适应高电压大电流的阻断要求。为了能够降低晶闸管芯片在阻挡高电压、大电流时产生的爆炸危险，本专利技术阳极电极I的端部设有芯片固定环6，所述芯片固定环6的中心区设有第一定位槽13，所述第一定位槽13的两侧设有对称分布的第二定位槽14,通过第一定位槽13及第ニ定位槽14方便芯片固定环6安装于阳极电极I上，同时能够方便晶闸管芯片安装于阳极电极I的端部；如图2和图3所示。芯片固定环6采用合金材料制成，芯片固定环6的外径大于阳极电极I端部的外径；晶闸管芯片通过芯片固定环6安装于阳极电极I的端部。当晶闸管芯片在高电压、大电流作用下产生爆炸时，芯片固定环6能阻挡爆炸产生的碎片向阳极瓷环4运动，避免阳极瓷环4破碎，产生更大的爆炸危险，提高整个晶闸管的使用安全可靠性。 阴极管盖11包括阴极电极7，所述阴极电极7的外缘同心封接有阴极法兰8，阴极法兰8位于阴极电极7的一端端部，阴极电极7的另一端设有若干轴向分布的台阶19。阴极电极7内设有同心分布的阴极窗ロ模块，所述阴极窗ロ模块用于光触发晶闸管芯片。本专利技术实施例中，阴极窗ロ模块包括通孔15，所述通孔15用阴极电极7的上表面向下延伸，阴极电极7的上表面还设有与通孔15相连通的凹槽16。阴极电极7的下表面设有与通孔15相连通的沉孔17，所述沉孔17、通孔15的轴线与阴极电极7的轴线位于同一直线上。沉孔17内设有窗ロ瓷环9，所述阴极瓷环9的下表面设有蓝宝石10，窗ロ瓷环9及蓝宝石10的轴线与阴极电极7的轴线位于同一直线上。通过凹槽14安装光控元件，光控元件一般为半导体激光器，光控元件产生的触发光经过通孔15射入在沉孔17的窗ロ瓷环9及蓝宝石10上，经过蓝宝石10折射后入射到晶闸管芯片上，以触发晶闸管芯片的开启或关断，经过蓝宝石10折射后的光线能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特高压大功率光控晶闸管元件管壳，包括阳极管座(18)及与所述阳极管座 (18)对应配合的阴极管盖(11);所述阴极管盖(11)能伸入阳极管座(18)内，并与阳极管座(18)同心分布；所述阳极管座(18)包括同心封接的阳极电极(I)、阳极应力环(2)、阳极瓷环(4)及阳极法兰(5)，阳极应力环(2)封接在阳极电极(I)的外缘；阴极管盖(11)包括阴极电极(7)及同心封接在所述阴极电极(7)外缘的阴极法兰(8);阴极电极(7)内设有用于光触发的阴极窗口模块，所述阴极窗口模块与阴极电极(7)同心设置；其特征是所述阳极电极(I)的端部同心封接有芯片固定环(6)，所述芯片固定环(6)位于阳极瓷环(4)内；阴极窗口模块位于芯片固定环(6)的正上方。2.根据权利要求I所述的特高压大功率光控晶闸管元件管壳，其特征是所述阴极窗口模块包括位于阴极电极(7)上的轴向通孔(15)，阴极电极(7)的上表面上开有与所述通孔(15)相连通的凹槽(16)，阴极电极(7)的下表面设有与通孔(15)相连通的沉孔(17)，所述沉孔(17)内设有窗口瓷环(9)及位于所述窗口瓷环(9)下表面上的蓝宝石(10)。3.根据权利要求I所述的特高压大功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：马纲，朱萍，
申请(专利权)人：无锡天杨电子有限公司，
类型：发明
国别省市：