特高壓大功率光控晶閘管元件管殼制造技術

本實用新型專利技術涉及一種特高壓大功率光控晶閘管元件管殼，特高壓大功率光控晶閘管元件管殼，包括陽極管座及與所述陽極管座對應配合的陰極管蓋；所述陰極管蓋能伸入陽極管座內，并與陽極管座同心分布；所述陽極管座包括同心封接的陽極電極、陽極應力環(huán)、陽極瓷環(huán)及陽極法蘭，陽極應力環(huán)封接在陽極電極的外緣；陰極管蓋包括陰極電極及同心封接在所述陰極電極外緣的陰極法蘭；陰極電極內設有用于光觸發(fā)的陰極窗口模塊，所述陰極窗口模塊與陰極電極同心設置；所述陽極電極的端部同心封接有芯片固定環(huán)，所述芯片固定環(huán)位于陽極瓷環(huán)內；陰極窗口模塊位于芯片固定環(huán)的正上方。本實用新型專利技術結構緊湊，提高防爆性能，安裝使用方便，散熱效果好，穩(wěn)定可靠。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種晶閘管元件管殼，尤其是一種特高壓大功率光控晶閘管元件管殼，具體地說是一種6英寸特高壓大功率光控晶閘管元件管殼，應用于特高壓直流輸電，屬于電力電子的

技術介紹
目前，所有的高壓直流輸電工程都采用高電壓、大電流的晶閘管。為了適應我國國民經濟飛速發(fā)展的形勢，隨著“十一五”期間±800KV特高壓直流輸電示范工程通過國家電網工程驗收，未來五年內國家將重點發(fā)展特高壓直流輸電技術，配合西南水電、西北華北煤電和風電基地開發(fā)，建設錦屏一江蘇等11條特高壓直流輸電工程。未來5年，特高壓的投資金額有望達到2700億元。 我國在柔性直流輸電
占據著當今世界電力電子技術應用的制高點。光控晶閘管(LTT)作為一種功率半導體器件是在20多年前發(fā)展起來的并應用于直流輸電應用領域，其原理是利用一定波長的光照信號觸發(fā)導通的晶閘管，大功率光控觸發(fā)信號是通過光纜上的半導體激光器實現的。與采用傳統(tǒng)電觸發(fā)晶閘管直流輸電相比，其系統(tǒng)反應速度快、可控性較好、運行方式靈活，比常規(guī)直流輸電能極大地減少系統(tǒng)短路，還能向無源電網供電，是解決大面積區(qū)域停電、實現遠距離孤立送電的有效途徑。目前，美國的西屋公司、GE公司以及ABB公司已有將小規(guī)格光控晶閘管(LTT)開發(fā)成功的歷史并應用于HVDC (特高壓直流輸電)，±800KV以上特高壓直流輸電需要6英寸光控晶閘管，而6英寸特高壓大功率光控晶閘管在控制高電壓、大電流時，勢必會對特高壓大功率晶閘管元件管殼的制造技術，尤其在氣密性、穩(wěn)定性及防爆性等方面提出更高的要求，這是目前特高壓大功率光控晶閘管元件管殼的一個難點。
技術實現思路
本技術的目的是克服大規(guī)格光控晶閘管在制造技術中存在的問題，提供一種特高壓大功率光控晶閘管元件管殼，其結構緊湊，提高防爆性能，安裝使用方便，散熱效果好，穩(wěn)定可靠。按照本技術提供的技術方案，所述特高壓大功率光控晶閘管元件管殼，包括陽極管座及與所述陽極管座對應配合的陰極管蓋；所述陰極管蓋能伸入陽極管座內，并與陽極管座同心分布；所述陽極管座包括同心封接的陽極電極、陽極應力環(huán)、陽極瓷環(huán)及陽極法蘭，陽極應力環(huán)封接在陽極電極的外緣；陰極管蓋包括陰極電極及同心封接在所述陰極電極外緣的陰極法蘭；陰極電極內設有用于光觸發(fā)的陰極窗口模塊，所述陰極窗口模塊與陰極電極同心設置；所述陽極電極的端部同心封接有芯片固定環(huán)，所述芯片固定環(huán)位于陽極瓷環(huán)內；陰極窗口模塊位于芯片固定環(huán)的正上方。所述陰極窗口模塊包括位于陰極電極上的軸向通孔，陰極電極的上表面上開有與所述通孔相連通的凹槽，陰極電極的下表面設有與通孔相連通的沉孔，所述沉孔內設有窗口瓷環(huán)及位于所述窗口瓷環(huán)下表面上的藍寶石。所述陰極電極的下端設有若干臺階。所述陽極電極下端的外緣設有同心封接的陽極銅環(huán)，所述陽極銅環(huán)與陽極應力環(huán)的下部相接觸。所述芯片固定環(huán)的中心區(qū)設有第一定位槽，芯片固定環(huán)上第一定位槽的外側設有對稱分布的第二定位槽。所述陽極瓷環(huán)上設有若干凸環(huán)。所述陽極瓷環(huán)采用95%氧化鋁陶瓷。所述窗口瓷環(huán)采用95%氧化鋁陶瓷。所述陰極管蓋伸入陽極管座內，陽極電極與陰極電極間設有晶閘管芯片，所述晶閘管芯片通過芯片固定環(huán)安裝于陽極電極的端部，晶閘管芯片與陰極窗口模塊及陽極電極同心分布。本技術的優(yōu)點通過在陰極電極上設置窗口瓷環(huán)及藍寶石，實現了光觸發(fā)的結構要求，并提供相對于電觸發(fā)更高的靈敏度、更易實現對過壓的自保護性能和正向恢復自保護(FRP);在陽極瓷環(huán)的外壁上設置了多道凸環(huán)，增加了爬電距離；在陽極電極的上設置有陽極銅環(huán)，提高了晶閘管的散熱效果；在陽極電極上設置芯片固定環(huán)，以利芯片固定和在高壓情況下實現對外圍陽極瓷環(huán)的保護。6英寸特高壓大功率光控晶閘管元件管殼具備了晶閘管在阻斷電壓8500V，通態(tài)平均電流4500A狀態(tài)下高氣密性、高穩(wěn)定性、高可靠性的要求。附圖說明圖I為專利技術的結構示意圖。圖2為本技術芯片固定環(huán)的結構示意圖。圖3為圖2的俯視圖。圖4為本技術陰極管蓋的結構示意圖。圖5為圖4的局部俯視圖。圖6為本技術陽極管座的結構示意圖。具體實施方式下面結合具體附圖和實施例對本技術作進一步說明。如圖f圖6所示本技術包括陽極電極I、陽極應力環(huán)2、陽極銅環(huán)3、陽極瓷環(huán)4、陽極法蘭5、芯片固定環(huán)6、陰極電極7、陰極法蘭8、窗口瓷環(huán)9、藍寶石10、陰極管蓋11、凸環(huán)12、第一定位槽13、第二定位槽14、通孔15、凹槽16、沉孔17及陽極管座18與臺階19。如圖I、圖4、圖5和圖6所示為了能夠實現光觸發(fā)，本技術光控晶閘管元件管殼包括陽極管座18及與所述陽極管座18對應配合的陰極管蓋11，所述陰極管蓋11能伸入陽極管座18內，當陰極管蓋11伸入安裝于陽極管座18內后，陰極管蓋11與陽極管座18同心分布。所述陽極管座18包括同心分布并封接的陽極電極I、陽極應力環(huán)2、陽極銅環(huán)3、陽極瓷環(huán)4及陽極法蘭5，陽極應力環(huán)2同心封接于陽極電極I的外緣，陽極瓷環(huán)4位于陽極應力環(huán)2上，陽極瓷環(huán)4的端部設有陽極法蘭5，陽極銅環(huán)3位于陽極應力環(huán)2的下方，陽極銅環(huán)3同心封接于陽極電極I的外緣，陽極銅環(huán)3與陽極應力環(huán)2的下部接觸。通過陽極銅環(huán)3能提高晶閘管的散熱效果。陽極瓷環(huán)4的外壁上設有若干凸環(huán)12，通過設置的多道凸環(huán)12能增加爬電距離。通過上述設置后，陽極電極I的一端端部伸入陽極瓷環(huán)4內。陽極電極I伸入陽極瓷環(huán)4內的端部用于安裝晶閘管芯片，本技術實施例中安裝于陽極電極I端部的晶閘管芯片的直徑為6英寸(150_)，能夠適應高電壓大電流的阻斷要求。為了能夠降低晶閘管芯片在阻擋高電壓、大電流時產生的爆炸危險，本技術陽極電極I的端部設有芯片固定環(huán)6，所述芯片固定環(huán)6的中心區(qū)設有第一定位槽13，所述第一定位槽13的兩側設有對稱分布的第二定位槽14,通過第一定位槽13及第二定位槽14方便芯片固定環(huán)6安裝于陽極電極I上，同時能夠方便晶閘管芯片安裝于陽極電極I的端部；如圖2和圖3所示。芯片固定環(huán)6采用合金材料制成，芯片固定環(huán)6的外徑大于陽極電極I端部的外徑；晶閘管芯片通過芯片固定環(huán)6安裝于陽極電極I的端部。當晶閘管芯片在高電壓、大電流作用下產生爆炸時，芯片固定環(huán)6能阻擋爆炸產生的碎片向陽極瓷環(huán)4運動，避免陽極瓷環(huán)4破碎，產生更大的爆炸危險，提高整個晶閘管的使用安全可靠性。·陰極管蓋11包括陰極電極7，所述陰極電極7的外緣同心封接有陰極法蘭8，陰極法蘭8位于陰極電極7的一端端部，陰極電極7的另一端設有若干軸向分布的臺階19。陰極電極7內設有同心分布的陰極窗口模塊，所述陰極窗口模塊用于光觸發(fā)晶閘管芯片。本技術實施例中，陰極窗口模塊包括通孔15，所述通孔15用陰極電極7的上表面向下延伸，陰極電極7的上表面還設有與通孔15相連通的凹槽16。陰極電極7的下表面設有與通孔15相連通的沉孔17，所述沉孔17、通孔15的軸線與陰極電極7的軸線位于同一直線上。沉孔17內設有窗口瓷環(huán)9，所述陰極瓷環(huán)9的下表面設有藍寶石10，窗口瓷環(huán)9及藍寶石10的軸線與陰極電極7的軸線位于同一直線上。通過凹槽14安裝光控元件，光控元件一般為半導體激光器，光控元件產生的觸發(fā)光經過通孔15射入在沉孔17的窗口瓷環(huán)9及藍寶石10上，經過藍寶石10折射后入射到晶閘管芯片上，以觸發(fā)晶閘管本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種特高壓大功率光控晶閘管元件管殼，包括陽極管座（18）及與所述陽極管座（18）對應配合的陰極管蓋（11）；所述陰極管蓋（11）能伸入陽極管座（18）內，并與陽極管座（18）同心分布；所述陽極管座（18）包括同心封接的陽極電極（1）、陽極應力環(huán)（2）、陽極瓷環(huán)（4）及陽極法蘭（5），陽極應力環(huán)（2）封接在陽極電極（1）的外緣；陰極管蓋（11）包括陰極電極（7）及同心封接在所述陰極電極（7）外緣的陰極法蘭（8）；陰極電極（7）內設有用于光觸發(fā)的陰極窗口模塊，所述陰極窗口模塊與陰極電極（7）同心設置；其特征是：所述陽極電極（1）的端部同心封接有芯片固定環(huán)（6），所述芯片固定環(huán)（6）位于陽極瓷環(huán)（4）內；陰極窗口模塊位于芯片固定環(huán)（6）的正上方。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：馬綱，朱萍，
申請(專利權)人：無錫天楊電子有限公司，
類型：實用新型
國別省市：