[發明專利]用于電子部件的裝置

在審

• 申請號: 202011298270.7
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112951813A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: D·魯珀特
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L23/367;H01L25/16;H01L23/473
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;牛曉玲

本發明涉及一種裝置(30)，該裝置具有由碳化硅制成的至少一個半導體模塊(6)、用于至少一個半導體模塊(6)的驅動電路和冷卻系統(32)，其中，至少一個半導體模塊(6)和驅動電路靠近彼此布置，其中，驅動電路連接至冷卻系統(32)。

技術領域

本發明涉及一種裝置，該裝置包括作為電子部件的半導體模塊、驅動電路和主動冷卻系統。

背景技術

在功率電子裝置的運行中產生熱量，該熱量適宜被排出。

柵極驅動電路根據現有技術利用在常規PCB上的分立部件實現。構件的冷卻通過在具有功率電子裝置內部的環境溫度的空氣的自由對流而實現。功率電子裝置內部的環境溫度可以根據工作點和安裝位置最高達到100℃。在此，最多將冷卻片安裝在驅動IC上，以便通過經過更大表面的對流來改善冷卻。然而，這種方法在開關頻率＞20kHz時遠遠不夠，使得利用常規的驅動技術的SiC(碳化硅)功率半導體不能完全得到利用。因此，利用驅動電路的常規結構和通過對流的冷卻，不能充分利用SiC-MOSFET的優點。為了柵極驅動電路的損耗功率最小化，必須限制整個牽引逆變器的開關頻率。由此失去了整個牽引逆變器的效率和性能，這在車輛層面能夠在車輛的最大續駛里程中感受到。

文獻DE 11 2016 005 528 T5描述了一種功率模塊裝置、一種冷卻結構和一種電動車輛。

在文獻DE 10 2017 222 446 A1中描述了一種用于驅動車輛的電驅動裝置。

由文獻DE 10 2016 207 701 A1已知一種功率轉換器和軌道車輛。

發明內容

在這種背景下，本發明的目的是，改善功率電子裝置的冷卻。

該目的通過具有權利要求1的特征的裝置解決。該裝置的實施方式由從屬權利要求得出。

根據本發明的裝置具有：由碳化硅制成的作為電子部件的至少一個半導體模塊；驅動電路、尤其是柵極驅動電路，作為用于所述至少一個半導體模塊的電子部件；和主動的冷卻系統。在此，多個半導體模塊形成一個功率模塊。該裝置可以構造或稱為功率電子裝置。在此，冷卻系統具有至少一個冷卻模塊，其中，所述至少一個半導體模塊和驅動電路靠近彼此地相鄰地布置，其中，驅動電路連接至冷卻系統，例如連接至至少一個冷卻模塊，并且與該冷卻系統熱接觸。

補充地，由碳化硅制成的至少一個半導體模塊也可以連接至冷卻系統，例如連接至至少一個冷卻模塊。

所述裝置能夠具有至少一個固定模塊，通過該至少一個固定模塊將驅動電路與冷卻系統、即至少一個冷卻模塊和/或與至少一個半導體模塊連接。在此，所述至少一個固定模塊可以被設計為螺紋連接件和/或夾緊件，其中，至少一個固定模塊被構造用于使驅動電路與至少一個冷卻模塊熱連接和機械連接。

替代地或補充地，在驅動電路、至少一個固定模塊和至少一個冷卻模塊之間可以布置有由能導熱的材料構成的熱界面/導熱接口。

在一個擴展方案中，驅動電路被布置在電路板或印刷電路板(PCB、printedcircuit board)上，其中，電路板和必要時至少一個空隙被布置在驅動電路和至少一個半導體模塊之間。

該裝置可以具有多個固定模塊，其中，至少一個半導體模塊布置在至少兩個固定模塊之間并且同樣可以與這些固定模塊熱連接和機械連接。在此，驅動電路熱連接至至少兩個固定模塊并且由此連接至冷卻系統。

冷卻系統的至少一個冷卻模塊被構造用于容納和/或運輸或輸送冷卻介質、通常是冷卻液體，并且用于主動冷卻驅動電路和必要時冷卻至少一個半導體模塊。