[發明專利]具有第一和第二子系統的連接設備的功率電子系統

有效

• 申請號: 201210164761.1
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102800637B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 托馬斯·弗蘭克;賴納·波普;斯特凡·魏斯
• 申請（專利權）人: 賽米控電子股份有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L25/07;H01L23/34
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 楊靖,車文

技術領域

本發明描述一種集成的功率電子系統，優選用于構造由此實現的、變流器(例如三相逆變器)形式的電路裝置。這種系統優選應用于不同類型的車輛(特別是也在商用車輛)的電驅動裝置中。

背景技術

基本上公知，這種功率電子系統由各個功率半導體模塊例如根據DE 10 2009 037 257 A1以外部布線即以功率半導體模塊的外部聯接元件彼此間的連接構建。這種系統具有如下優點，即，可以通過縮放而任意地與所需的功率匹配。然而由此隨之也出現如下缺點：所述系統由多個單個構件組成，所述多個單個構件必須借助外部連接元件符合電路要求地彼此連接。

同樣公知，這種功率電子系統例如根據DE 101 27 947 A1設計為集成的系統。在這種構建為三相逆變器的系統中，三個相分別配屬有自己的開關設備，所述開關設備與共同的內部直流電壓連接彼此連接，并且與外部直流電壓負載聯接元件連接。公知，將該直流電壓連接直接與用于所有電路設備的共同電容器設備連接。這種系統具有如下優點，即，在具有優越的電學特性的同時具有緊湊的設計。然而其含有如下缺點：由于其集成許多構件而不能簡單地進行縮放并且由此不能簡單地進行與不同功率的匹配。

發明內容

本發明的目的在于，提出一種功率電子系統，該功率電子系統形成緊湊的單元，模塊化地構建并且同時能夠進行簡單縮放，即能夠進行與不同的功率的匹配并且也能夠進行不同的電路裝置的構造。

該目的根據本發明通過如下功率電子系統來解決。

所提出的功率電子系統具有：冷卻設備、至少一個第一子系統和至少一個第二子系統，所述至少一個第一子系統和所述至少一個第二子系統借助至少一個外部連接設備彼此符合電路要求地連接；以及朝向冷卻設備地覆蓋子系統的殼體。優選，所有子系統在行列中并排地布置。

所述至少一個第一子系統具有開關設備，該開關設備具有冷卻構件，絕緣材料體和外部交流電壓負載聯接元件。開關設備優選由電絕緣的襯底形成，該襯底具有布置在其第一主面上的并且符合電路要求地連接的功率半導體器件，所述功率半導體器件構造為功率電子電路。此外，開關設備具有不同極性的內部負載聯接元件，所述內部負載聯接元件中的至少一個與外部交流電壓負載聯接元件整體地或分體地連接。

所述至少一個第二子系統原則上類似于第一子系統地構建，但額外地具有至少一個外部直流電壓負載聯接元件，但是優選具有兩個外部直流電壓負載聯接元件，所述外部直流電壓負載聯接元件分別適于與相同極性的內部負載聯接元件連接。

此外，可能有利的是，每個第一子系統和第二子系統具有自己的電容器設備，該電容器設備為其固定而與各自的絕緣材料體連接。于是在此情況下，電容器設備的接觸設備與開關設備的內部負載聯接元件極性正確地導電連接。

同樣優選的是，所述一個或多個子系統具有帶從屬的開關電路板的控制電路。該開關電路板為其固定而可以與絕緣材料體機械連接。同樣，該開關電路板可以與開關設備的輔助聯接元件導電地連接。

此外，功率電子系統具有至少一個連接設備，該連接設備將多個子系統的內部負載聯接元件極性正確地彼此連接。在此情況下，優選的是，所有第一子系統的和第二子系統的內部負載聯接元件極性正確地借助各一個連接設備彼此連接，并且與第二子系統的配屬的外部負載聯接元件連接。

此外優選的是，針對兩個直流電勢設置各一個連接設備并且所述兩個連接設備基本上同樣方式地構造，并且如下方式地相對彼此布置，即，使得整個內部直流電壓連接低電感地構造。

所述至少一個連接設備為此可以構造為面式金屬成型體，所述面式金屬成型體具有：面式連接體，該面式連接體同時可以具有接觸位置；和用于外部負載聯接元件的接觸區段。各自的接觸區段可以構造為接片，該接片具有凹缺部。于是優選的是，外部接觸設備構造為螺栓或夾緊螺栓，其穿過功率電子系統的殼體，并且在殼體內部穿過接觸區段的接片的該凹缺部。

同樣優選的是，內部負載聯接元件構造為接片，該內部負載聯接元件可以與極性正確配屬的連接元件導電連接。各自的接片可以安放在極性正確地配屬的連接設備的連接體的接觸位置上，并且力鎖合(kraftschlüssig)地或材料鎖合(stoffschlüssig)地與該接觸位置導電連接。這如所有其余力鎖合的連接那樣，可以分別借助能可逆地布置的夾具來構造。備選地或額外地，存在的材料鎖合的連接有利地構造為焊接連接。