防爆整流管及其封裝方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及整流管技術領域，具體涉及一種防爆整流管及其封裝方法。
【背景技術】
[0002]用于大型變流設備的大電流整流二極管，當發(fā)生反向電壓阻斷失效后，會在熔斷器斷開前產生一個很大的反向浪涌電流。此反向浪涌電流可造成管殼炸裂或損壞，從而導致人員或設備出現(xiàn)安全事故。
[0003]現(xiàn)有技術有用于功率器件的內部防爆技術。該技術主要是在元件管殼內部設計有一防爆吸能緩沖結構，用于先一步吸收緩沖掉爆炸時的沖擊力，避免直接對瓷環(huán)作用，從而保護瓷環(huán)，避免瓷環(huán)炸裂。但是，現(xiàn)有常用的吸能緩沖結構僅僅是采用一層用彈性材料制成的防爆圈結構或防爆氣囊式結構，在爆炸力量比較大時，相應的爆炸沖擊力不能完全被吸收，殘余的沖擊力直接傳遞到管殼瓷環(huán)上，導致瓷環(huán)炸裂。
[0004]因此，為適應此類爆炸力較大的應用場合，需要設計專用的配合封裝管殼的防爆整流管。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種防爆效果更好的防爆整流管。
[0006]本發(fā)明的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的防爆整流管，包括:
[0007]管座，其包含底座以及環(huán)繞連接底座的瓷環(huán)；
[0008]管蓋，其與管座連接形成管殼；
[0009]芯片組件，其設在管殼內；以及
[0010]防爆緩沖組件，其連接在管殼內，在芯片組件周圍形成防爆圈從而在爆炸時保護瓷環(huán)。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的防爆整流管具有以下優(yōu)點。由于本發(fā)明的防爆整流管包括可在芯片組件周圍形成防爆圈的防爆緩沖組件，該防爆緩沖組件隔開了瓷環(huán)與芯片組件，起到保護瓷環(huán)的作用。在芯片組件因為大電流產生的爆炸沖擊力較大的情況下，防爆緩沖組件發(fā)生變形吸收了沖擊力，使得沖擊力不能沖擊到瓷環(huán)上。另外，緩沖組件直接連接在管殼內，不需要另外設置連接部件來連接固定，因此使得本發(fā)明的防爆整流管的結構更簡單，工作更可靠。此外，將爆炸的范圍控制在防爆緩沖組件形成的防爆圈及其變形區(qū)域內，更容易控制，對瓷環(huán)的保護效果更好。
[0012]說明的是，本發(fā)明的芯片組件為現(xiàn)有常見的結構，其主要由芯片以及芯片上下表面的陰極鉬片與陽極鉬片組成。封裝后，陽極鉬片位于靠近底座的一側，陰極鉬片位于靠近管蓋的一側。
[0013]在一個實施例中，在爆炸發(fā)生時，所述防爆緩沖組件吸收及緩沖因通過芯片組件的大電流導致爆炸產生的沖擊力，且防爆緩沖組件的防爆能力不小于65MA2s。保證不會因為防爆緩沖組件的防爆能力小，導致防爆緩沖組件的變形超出其變形范圍而被破壞。
[0014]在一個實施例中，所述防爆緩沖組件包括:
[0015]第一連接金屬件，其設在芯片組件與管蓋之間；
[0016]第一防爆緩沖環(huán)，其卡接在第一連接金屬件上并與管蓋連接；
[0017]第二連接金屬件，其設在芯片組件與底座之間，并與芯片組件以及底座連接；以及
[0018]第二防爆緩沖環(huán)，其下端卡接在第二連接金屬件以及底座上，其上端延伸過芯片組件并抵接在第一防爆緩沖環(huán)的外周面上。
[0019]根據(jù)公知常識，第一連接金屬件與第二連接金屬件應保證一定的平整度、粗糙度和強度，以確保封裝后與管蓋及芯片組件的接觸良好。從而不會影響到電氣方面的性能。另夕卜，這種防爆緩沖組件的結構在爆炸發(fā)生時，第一連接金屬件和第二連接金屬件限制了陽極鉬片與陰極鉬片的變形并吸收了一部分爆炸緩沖力。而且，第一連接金屬件和第二連接金屬件起到連接座的作用，用于固定第一防爆緩沖環(huán)與第二防爆緩沖環(huán)。第一防爆緩沖環(huán)與第二防爆緩沖環(huán)在爆炸沖擊力的作用下變形，從而緩沖并吸收爆炸沖擊力。
[0020]在一個優(yōu)選的實施例中，所述防爆緩沖組件包括設在管蓋與芯片組件的陰極鉬片之間的第一連接銅塊、設在底座與芯片組件的陽極鉬片之間的第二連接銅塊、與第一連接銅片連接的第一聚四氟乙烯環(huán)以及與第二連接銅塊連接的第二聚四氟乙烯環(huán)。聚四氟乙烯制作的防爆緩沖環(huán)，強度高，加工性能及絕緣性能好，且能耐高溫。第一連接金屬件和第二連接金屬件均為采用無氧銅制作而成的銅塊，而且保證加工的平整度、粗糙度及同心度，從而保證封裝后與各接觸面能良好接觸，保證電氣性能良好。
[0021]在一個實施例中，所述第一連接金屬件的直徑不小于芯片組件的陰極鉬片的直徑，所述第二連接金屬件的直徑不小于芯片組件的陽極鉬片的直徑。該防爆整流管整體呈現(xiàn)的是類似圓柱狀的結構，第一連接金屬件、第二連接金屬件、陰極鉬片和陽極鉬片基本為圓形或近似圓形的形狀。第一連接金屬件的直徑不小于芯片組件的陰極鉬片的直徑以及第二連接金屬件的直徑不小于芯片組件的陽極鉬片的直徑，可以保證連接后第一防爆緩沖環(huán)和第二防爆緩沖環(huán)盡量不與芯片組件接觸，從而使得爆炸沖擊力盡可能均勻地作用于整個第一防爆緩沖環(huán)以及第二防爆緩沖環(huán)上，而不是第一防爆緩沖環(huán)的局部或第二防爆緩沖環(huán)的局部。
[0022]在一個優(yōu)選的實施例中，所述第一連接金屬件的厚度為陰極鉬片的厚度的1.5?3.5倍。優(yōu)選的，所述第二連接金屬件的厚度為陽極鉬片的厚度的2?4倍。具有一定厚度的第一連接金屬件和第二連接金屬件連接在芯片組件的下表面和上表面，更好地限制了爆炸時芯片組件的變形。
[0023]在一個實施例中，所述底座、第二連接金屬件以及芯片組件的陽極鉬片這三者固定連接。例如三者通過銷軸固定連接，以保證在爆炸過程中這三者不發(fā)生相對位移。在一個優(yōu)選的實施例中，所述第二防爆緩沖環(huán)的斷面為L型且下端形成向上延伸的階梯，第二防爆緩沖環(huán)與第二連接金屬件以及底座形成卡裝。這種連接使得在發(fā)生爆炸時，沖擊力可較大限度地在階梯狀的連接結構處被逐級削弱。同時，這種階梯狀的連接結構連接更穩(wěn)固。在沖擊力的作用下第二防爆緩沖環(huán)不容易脫離第二連接金屬件以及底座。
[0024]在一個優(yōu)選的實施例中，所述第一連接金屬件的外周面的中部設有環(huán)狀槽，第一防爆緩沖環(huán)的內環(huán)構造成階梯狀且設有與環(huán)狀槽配合的環(huán)狀凸起，且第一防爆緩沖環(huán)與第一連接金屬件的外周面形成階梯狀過盈嵌裝。保證了第一連接金屬件與第一防爆緩沖環(huán)的牢固連接。
[0025]在一個優(yōu)選的實施例中，所述第二防爆緩沖環(huán)與瓷環(huán)之間的間隙不小于1mm。在進一步優(yōu)選的實施例中，第二防爆緩沖環(huán)與瓷環(huán)之間的間隙不小于2.5_。為了防止第二防爆緩沖環(huán)在爆炸沖擊變形后將沖擊力傳遞給管座的瓷環(huán)，因此要在第二防爆緩沖環(huán)與瓷環(huán)之間留有一定的安全距離。對于防爆能力比較強的材料制作的第一防爆緩沖環(huán)以及第二防爆緩沖環(huán)(例如第一防爆緩沖環(huán)以及第二防爆緩沖環(huán)厚度比較大)，在爆炸能量不是太大的情況下(例如不大于60MA2s的爆炸能量作用下)，不小于1_的間隙就能基本保證瓷環(huán)的安全。對于爆炸能量比較大的情況下(例如大于65MA2s的爆炸能量作用下)，由四氟乙烯材料制作而成的第二防爆緩沖環(huán)，第二防爆緩沖環(huán)朝向瓷環(huán)方向的徑向變形量一般在1.5?2mm左右。因此預留2.5mm或以上的間隙可保證在大電流爆炸環(huán)境中不會因沖擊力而造成瓷環(huán)的破損，從而能很好地保護管座。
[0026]在一個實施例中，所述第一連接金屬件與第二連接金屬件的厚度均為5?8mm，且防爆能力均不小于65MA2s。這樣的厚度在爆炸時能很好地吸收沖擊力，同時對整個整流管(尤其是管蓋)的尺寸的影響相對較小。
[0027]本發(fā)明還涉及一種防爆整流管的封裝方法，其采用上述的防爆整流管，所述防爆整流管的防爆緩沖組件包括第一連接金屬件、第一防爆緩沖環(huán)、第二連接金屬件以及第二防爆緩沖環(huán)，在封裝時包括以下步驟:先將第二防爆緩沖環(huán)封裝到底座上，然后封裝第二連接金屬件，再封裝芯片組件，再然后組裝第一連接金屬件與第一防爆緩沖環(huán)，封裝由第一連接金屬件與第一防爆緩沖環(huán)組裝后的組件，封裝管蓋。與現(xiàn)有技術相比，增加了第一連接金屬件與第一防爆緩沖環(huán)的組裝和封裝以及第二連接金屬件以及第二防爆緩沖環(huán)的封裝。
[0028]作為本發(fā)明的封裝方法的一種改進，在組裝第一連接金屬件與第一防爆緩沖環(huán)時，先對第一防爆緩沖環(huán)加熱軟化，然后依據(jù)第一連接金屬件的斜角將其卡入第一防爆緩沖環(huán)完成組裝。為了使得第一連接金屬件與第一防爆緩沖環(huán)連接更牢固，第一防爆緩沖環(huán)會更牢固套接在第一連接金屬件上，加熱軟化能實現(xiàn)更方便地連接。
【附圖說明】
[0029]圖1所示是本發(fā)明的防爆整流管的一種具體實施例的剖面視圖。
[0030]圖2所示是現(xiàn)有技術的整流管的剖面視圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0032]如圖1所示為本發(fā)明的防爆整流管的一種具體實施例的剖面結構示意圖。在該實施例中，該防爆整流管主要包括管殼、設在管殼內的芯片組件以及防爆緩沖組件。其中，管殼主要由通過連接銅片連接的管蓋5與管座I組成。管座I主要包括底座1.1以及瓷環(huán)1.2。在一個實施例中，底座1.1由銅塊制成。瓷環(huán)1.2環(huán)繞底座1.1設置，且與底座1.1經(jīng)銅片連接形成圓筒狀結構。另外，芯片組件與防爆緩沖組件均設在殼體內。防爆緩沖組件在芯片組件的周圍形成防爆圈，因此在爆炸時防爆緩沖組件能吸收與緩沖爆炸沖擊力，從而保護瓷環(huán)1.2。
[0033]在一個實施例中，芯片組件采用主要由管芯7、陽極鉬片9和陰極鉬片6組成的結構。在圖1中，陽極鉬片9位于靠近底座1.1的一側。防爆緩沖組件主要由第一連接金屬件4、第一防爆緩沖環(huán)3、第二連接金屬件10以及第二防爆緩沖環(huán)2組成。其中，第二連接金屬件10設在底座1.1上，陽極鉬片9設在第二連接金屬件10上。第一連接金屬件4設在陰極鉬片6上。由于第一連接金屬件4與第二連接金屬件10將芯片組件夾在中間，不僅起到限制芯片組件變形的作用，而且起到連接座的作用。
[0034]在一個實施例中，第一防爆緩沖環(huán)3與第一連接金屬件4的外周面連接。第二防爆緩沖環(huán)2與底座1.1以及第二連接