本發(fā)明涉及半導體器件技術領域，更進一步地涉及一種晶閘管壓力指示裝置。

背景技術：

晶閘管是一種開關元件，能在高電壓、大電流條件下工作，并且其工作過程可以控制、被廣泛應用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中，是典型的小電流控制大電流的設備。

晶閘管在工作時，由于在各種瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)工作條件下的電功率損耗會產(chǎn)生熱量，如果不及時將熱量散走，熱量將在器件中累積而導致器件溫度升高，當器件的結溫超過了它的最高允許溫度時，半導體器件將就會失效。為使器件的穩(wěn)定工作結溫不超過允許值，就必須提高器件管芯與外界的散熱能力。

如圖1所示，為晶閘管的結構圖。管芯01主要是通過導熱的方式進行熱量傳遞，當管芯發(fā)熱時，熱量將分別向上下兩側(cè)沿著硅片—鉬片02—管蓋或管座03—散熱器這樣的路徑來傳遞。由于傳熱路徑上的每種材料之間存在接觸熱阻，為使導熱效果最佳，需盡可能的降低傳熱路徑上的熱阻，降低接觸熱阻的行之有效的方法就是增加接觸壓力。因此，晶閘管在工作時，需要施加必要的壓力，以降低接觸熱阻。

晶閘管需要工作在一個合理的壓力范圍，壓力偏大或偏小均會對壽命造成影響。壓力偏小(積熱區(qū))：此區(qū)域的力不能達到使散熱器與器件良好的接觸，熱特性不穩(wěn)定，接觸熱阻過大，有積熱產(chǎn)生，熱和機械效應惡性循環(huán)將導致器件特性惡化或燒毀；壓力偏大(應力區(qū))：此區(qū)域的壓力，表面上對有關短暫測試的出廠參數(shù)有利，但是器件管芯硅片受應力過大，對長期工作壽命極為不利，造成應力損壞。所以器件在應用時，應確保其工作在合理的壓力范圍內(nèi)。

目前市場上對壓力指示方面的產(chǎn)品有螺栓預緊力傳感器和普通壓力傳感器。這兩種傳感器的工作原理均是將應變變化轉(zhuǎn)換成電信號，通過后續(xù)的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路顯示。螺栓預緊力傳感器是用于測量螺栓夾緊力的傳感器，無法直接顯示晶閘管器件的承受的壓力值。

因此，對于本領域的技術人員來說，如何設計一種能夠直接顯示晶閘管所受到壓力的指示機構，是目前需要解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種晶閘管壓力指示裝置，通過機械結構顯示晶閘管承受的壓力值，顯示結果簡單直接，具體方案如下：

一種晶閘管壓力指示裝置，包括：

鉸鏈，包括端部相互轉(zhuǎn)動連接的定位桿和變向桿，所述變向桿能夠水平推動刻度桿沿其軸向滑動；

承壓裝置，用于限定所述鉸鏈水平滑動，并能夠指示所述刻度桿上的壓力值；

限位裝置，用于與晶閘管接觸，承受壓力并向下推動所述變向桿移動；

復位裝置，設置于所述承壓裝置和所述限位裝置之間，通過豎向彈性力使所述鉸鏈受壓后回復到初始位置。

可選地，所述限位裝置為絕緣材料制成的筒狀，所述承壓裝置呈圓臺形，所述限位裝置與所述承壓裝置相互固定形成內(nèi)部封閉的結構。

可選地，所述限位裝置的底部中心設置用于壓迫所述鉸鏈運動的壓桿，所述壓桿凸出于所述限位裝置的底部表面。

可選地，所述壓桿的兩側(cè)關于軸線對稱設置連接耳，所述連接耳上開設用于連接螺栓的螺栓孔；所述承壓裝置上貫通開設連接孔，所述連接孔與所述連接耳上的螺栓孔對應配合。

可選地，所述限位裝置內(nèi)腔的底部固定設置直接與所述復位裝置接觸的金屬墊片，所述壓桿與所述金屬墊片一體成型。

可選地，所述變向桿包括相互鉸接并呈對稱設置的兩根桿件，其中一根桿件與定位桿鉸接，另一根桿件連接所述刻度桿，所述刻度桿的端部連接軸向設置的彈簧。

可選地，所述承壓裝置上轉(zhuǎn)動設置歸零旋鈕，所述歸零旋鈕螺紋連接于所述定位桿一端；所述歸零旋鈕轉(zhuǎn)動時相對于所述承壓裝置軸向靜止，并能夠帶動所述定位桿移動，從而推動所述刻度桿移動。

可選地，所述復位裝置為層疊設置的蝶形彈簧；所述蝶形彈簧的兩兩相對設置。

可選地，所述承壓裝置內(nèi)用于限位所述定位桿運動方向的通道兩側(cè)設置觀察通道，所述觀察通道的長度方向垂直于所述定位桿。

可選地，所述變向桿的軸線與其在水平面內(nèi)投影的夾角大于45度。

本發(fā)明提供了一種晶閘管壓力指示裝置，包括鉸鏈、限位裝置、承壓裝置和復位裝置等結構。鉸鏈包括端部相互轉(zhuǎn)動連接的定位桿、變向桿和刻度桿，變向桿能夠推動刻度桿沿其軸向滑動；變向桿的運動方向通過鉸接轉(zhuǎn)換為刻度的運動。承壓裝置用于限定鉸鏈滑動方向，并能夠指示刻度桿上的壓力值。

承壓裝置承受外部壓力并推動變向桿移動，進一步推動刻度桿平移。復位裝置設置于限位裝置和承壓裝置之間，使鉸鏈受壓后回復到初始位置，當鉸鏈不承受壓力時刻度回零。

本發(fā)明采用純機械結構，當壓力指示裝置與晶閘管相互配合使用時，通過承壓裝置承受外部的壓力，并由限位裝置直接與晶閘管接觸，向晶閘管提供壓力。當承壓裝置承受壓力時會使變向桿產(chǎn)生一定的位移，進而使刻度桿沿軸向平移，刻度桿上設置相應的刻度，位移量對應特定壓力值，從而能夠直觀地看出當前承受的壓力值，而不必經(jīng)過電信號轉(zhuǎn)換，過程簡單直接。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為為晶閘管的結構圖；

圖2為本發(fā)明提供的晶閘管壓力指示裝置的爆炸結構圖；

圖3為限位裝置的仰視圖；

圖4a為承壓裝置的正視圖；

圖4b為承壓裝置的俯視圖；

圖4c為承壓裝置的仰視圖；

圖5為限位裝置的剖面結構圖；

圖6a為鉸鏈的正視圖；

圖6b為鉸鏈的俯視圖。其中包括：

鉸鏈1、定位桿11、變向桿12、刻度桿13、承壓裝置2、連接孔21、觀察通道22、限位裝置3、壓桿31、連接耳32、復位裝置4、歸零旋鈕5。

具體實施方式

本發(fā)明的核心在于提供一種晶閘管壓力指示裝置，通過機械結構顯示晶閘管承受的壓力值，顯示結果簡單直接。

為了使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面將結合附圖及具體的實施方式，對本申請的晶閘管壓力指示裝置進行詳細的介紹說明。

如圖2所示，為本發(fā)明提供的晶閘管壓力指示裝置的爆炸結構圖。包括鉸鏈1、承壓裝置2、限位裝置3以及復位裝置4等結構。其中鉸鏈1包括定位桿11、變向桿12和刻度桿13，端部相互轉(zhuǎn)動連接，可以相對轉(zhuǎn)動，在使用時連接形成一定角度，定位桿11水平設置；變向桿12在空間中作轉(zhuǎn)動，變向桿12的一端移動，從而推動刻度桿13沿其軸向滑動；刻度桿13在空間中沿自身的軸線方向平移運動。

承壓裝置2限定鉸鏈1滑動方向，鉸鏈1的運動在承壓裝置2所限定的軌道槽范圍之內(nèi)；承壓裝置2上設置有相應的指示點，能夠指示刻度桿13上的壓力值，刻度桿13上標示有多個對應的壓力數(shù)值，刻度桿13上的壓力數(shù)值根據(jù)位移與壓力的對應關系得到，指示刻度對應的壓力數(shù)值表示當前所承受的壓力值。

限位裝置3用于承受外部壓力并推動變向桿12移動，使刻度桿13上的刻度指示所受壓力值；復位裝置4設置于承壓裝置2和限位裝置3之間，通過其自身的彈性力使鉸鏈1受壓后回復到初始位置，當未受到外界的壓力值使刻度桿13的顯示歸零。

本發(fā)明采用純機械結構，當壓力指示裝置與晶閘管相互配合使用時，通過限位裝置3承受外部的壓力，向晶閘管提供壓力。當承壓裝置承受壓力時會使變向桿12產(chǎn)生一定的位移，進而使刻度桿13沿軸向平移，刻度桿13上設置相應的刻度，位移量對應特定壓力值，從而能夠直觀地看出當前承受的壓力值，而不必經(jīng)過電信號轉(zhuǎn)換，過程簡單直接。

在此基礎上更進一步，本發(fā)明中的限位裝置3為絕緣材料制成的筒狀，側(cè)面及頂部均設置側(cè)壁，底部開通。承壓裝置2呈圓臺形，位于限位裝置3的底部，限位裝置3與承壓裝置2相互固定形成內(nèi)部封閉的結構，內(nèi)部用于安裝復位裝置4。

優(yōu)選地，限位裝置3的底部中心設置用于壓迫鉸鏈1運動的壓桿31，壓桿31向下凸出于限位裝置3的底部表面。通過壓桿31與鉸鏈接觸，可以為四周留出更多空間以安裝復位裝置4。

為了使裝置的整體性更強，壓桿31的兩側(cè)對稱設置連接耳32，如圖3所示，為限位裝置3的仰視圖，圖4a至圖4c分別表示承壓裝置2的正視圖、俯視圖和仰視圖。兩個連接耳32關于軸線對稱，在連接耳32上豎向開設用于連接螺栓的螺栓孔；承壓裝置2上貫通開設連接孔21，連接孔21與連接耳32上的螺栓孔對應配合。在連接時，將螺栓插入連接孔21內(nèi)，對應擰緊在連接耳32上，使承壓裝置2和限位裝置3形成一個整體。

為了提高限位裝置3的耐磨性，在限位裝置3內(nèi)腔的底部固定設置金屬墊片，如圖5所示，為限位裝置3的剖面結構圖。金屬墊片直接與復位裝置4接觸，避免絕緣材料直接受到摩擦。并且壓桿31與金屬墊片一體成型，可以方便加工制造。

如圖6a和圖6b所示，分別表示鉸鏈1的正視圖和俯視圖。變向桿12包括相互鉸接并呈對稱設置的兩根桿件，其中一根桿件與定位桿11鉸接，另一根桿件連接鉸接刻度桿13，刻度桿13的端部連接與其自身軸向相同的彈簧，通過彈簧使鉸鏈1保持在特定的位置。

承壓裝置2上轉(zhuǎn)動設置歸零旋鈕5，歸零旋鈕5呈筒狀，在其內(nèi)壁上設置螺紋，螺紋連接于變向桿12設置彈簧的一端；歸零旋鈕5的外壁上設置卡止凸臺，轉(zhuǎn)動時相對于承壓裝置2軸向靜止，并通過螺紋帶動變向桿12移動。

具體地，復位裝置4為層疊設置的蝶形彈簧；蝶形彈簧的兩兩相對設置，通過蝶形彈簧提供了預緊力。蝶形彈簧內(nèi)部設置通孔，通過使承壓裝置2上方的凸臺插入。因蝶形彈簧的形變量較小，本發(fā)明的實施例中采用2+2的結構設置，一個設置兩組蝶形彈簧，每組相對設置兩片蝶形彈簧，增加了垂直方向的移動距離。

承壓裝置2內(nèi)用于限位定位桿11運動方向的通道兩側(cè)設置觀察通道22，觀察通道22的長度方向垂直于定位桿11。

變向桿12的軸線與其在水平面內(nèi)投影的夾角大于45度，豎直方向較小的位移量就能夠轉(zhuǎn)換為水平方向較大的位移量，起到放大的效果，可通過定位桿11的刻度清晰地讀取壓力值。

本發(fā)明的裝置可實現(xiàn)以下技術效果：

將絕緣材料與金屬材料合成一個部件；絕緣材料將晶閘管的高電位與壓裝件的低電位隔離，實現(xiàn)絕緣；絕緣件的結構方式，保證了可以通過調(diào)節(jié)絕緣材料的材質(zhì)或形狀，以滿足不同壓力，不同絕緣強度的應用需求；金屬材料與蝶形彈簧接觸，保護絕緣材料，滿足壓力要求，避免壓損絕緣材料。承壓裝置2的結構設計可以推動鉸鏈進行運動；壓桿結構對絕緣件的運動軌跡控制在垂直方向，其他零部件均安裝于承壓裝置2上，結構緊湊，集成程度高；配合其他零部件具有壓力調(diào)零功能，壓力指示功能。

晶閘管壓力機構承受的壓力方向為垂直方向，通過鉸鏈將垂直方向的運動轉(zhuǎn)成水平方向的運動；將垂直方向的位移轉(zhuǎn)成水平方向的位移后，位移量進行了放大。

壓力指示的機械結構實現(xiàn)方式：蝶形彈簧的變形與壓力大小呈線性關系，通過連桿機構，將垂直位移轉(zhuǎn)成水平位移，計算出垂直位移量與水平位移量的對應關系，通過指針來指示機構承受的壓力值，無需設置外圍電路。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理，可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。