总体上，本发明专利技术涉及一种用于至少一个半导体模块(2)的电接触的汇流排装置(1)，其中，汇流排装置(1)具有至少两个汇流排(11)，其中至少在汇流排装置(1)的重叠区域(13)中汇流排(11)彼此重叠地布置，其中汇流排(11)彼此电绝缘，其中汇流排(11)分别具有带连接元件(21)的至少一个接片(20)，其中汇流排(11)的接片(20)不重叠地布置。为了减少在一个半导体模块或多个半导体模块的接口之间的相互作用而提出，接片(20)如下地取向，使得可以形成第一轴线(13)，其延伸穿过相应的接片(20)的连接元件(21)和相应的接片(20)至汇流排装置(1)的重叠区域(13)的过渡部(19)的一个点，并且该第一轴线与第二轴线(32)形成0°和45°之间的角度，其中该第二轴线通过对接片(20)的两个连接元件(21)进行连接来形成，其中，汇流排(11)分别具有绝缘区域(14)，其布置成使得在接片(20)中减少或阻止在垂直于第二轴线(32)的方向上的电流。本发明专利技术还涉及一种具有这种汇流排装置(1)的变流器模块(3)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】汇流排装置
本专利技术涉及一种用于至少一个半导体模块的电接触的汇流排装置，其中汇流排装置具有至少两个汇流排，其中，至少在汇流排装置的重叠区域中汇流排彼此重叠地布置，其中，汇流排彼此电绝缘，其中，汇流排分别具有带连接元件的至少一个接片，其中，汇流排的接片不重叠地布置。本专利技术还涉及一种具有这种汇流排装置、半导体模块和至少一个电容器的变流器模块。此外，本专利技术涉及这种汇流排装置的应用，用于将至少一个半导体模块与至少一个电容器连接。
技术介绍
由于半导体能够快速且频繁地切换大电流，半导体需要与电容器低电感地连接。这种电容器也被称为中间电路电容器。为了建立低电感连接，通常使用汇流排。在此，用于大功率的变流器通常构造为具有并排布置的、并联连接的半导体模块(也简称为模块)。在典型的连接几何形状中，直流接口(也称为DC+/DC-接口)并排位于模块的一侧。为了适用于高动态切换的半导体芯片，模块中的以及外部换向电路中的小电感至关重要。这些模块提供了变流器构造模块化的可能性，以通过并联电路来匹配于功率要求或通过独立的负载连接来匹配所需的功能(不同的变流器相)。在此，并联连接的半导体模块的高度电流对称性是理想的，因为负载最高的模块决定了并联电路的性能。在此，模块的性能应尽可能独立于相邻的独立运行的模块的负载条件。并排布置的直流接口对(即DC+和DC-接口)通常与共用的中间电路汇流排接触。从DE102004060583A1已知一种用于扁平模块的汇流排和汇流排对。在那里，汇流排具有多个接口连接片，它们分别具有设有孔的连接区域，其中每个接口连接片借助从汇流排的边缘区域开始的缝隙并且借助两次折叠形成，使得它们的连接区域在与汇流排平行的平面中彼此间隔开地并排布置。因此，具有这两个汇流排的低电感的平坦布线系统持续直到进入平坦模块的连接区域为止。从US2010/0089641A1已知一种用于逆变器模块的母线装置，具有功率模块、带有至少一个电容器和电池的电容器模块，通过母线将所有这些组件相连。汇流排具有与电池电耦合的基础部段以及分支母线部段，其从基础汇流排向功率模块延伸并且在基础节点与功率模块之间的点处将功率模块与电容器模块电连接。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于连接到半导体模块的连接元件，该连接元件减少了一个或多个半导体模块的接口之间的相互作用并且厚度很小。该目的通过一种用于至少一个半导体模块的电接触的汇流排装置来实现，其中，汇流排装置具有至少两个汇流排，其中，至少在汇流排装置的重叠区域中，汇流排彼此重叠地布置，其中汇流排彼此电绝缘，其中汇流排分别具有带有连接元件的至少一个接片，其中，汇流排的接片布置成不重叠的，其中接片如下地取向，使得可以形成第一轴线，该第一轴线延伸穿过相应的接片的连接元件以及相应的接片到汇流排装置的重叠区域的过渡部的一个点，第一轴线与第二轴线以0°与45°之间的角度相交，第二轴线由接片的两个连接元件的连接形成，其中，汇流排装置具有绝缘区域，该绝缘区域布置成使得在接片中减少或阻止在与第二轴线垂直的方向上的电流。该目的还通过一种变流器模块来实现，其具有这种汇流排装置、至少一个半导体模块和至少一个电容器，其中，半导体模块具有两个直流接口，其中直流接口分别与汇流排装置的连接元件电连接，其中电容器具有两个电极，其中汇流排装置的汇流排分别与电容器的一个电极电连接。此外，该目的通过这种汇流排装置的应用来实现，以便将至少一个半导体模块与至少一个电容器连接，其尤其应用在变流器中。本专利技术的有利实施方案在从属权利要求中给出。本专利技术基于以下认知，即通过减少由直流接口处的电流产生的磁场的磁耦合，可以减少一个或多个半导体模块的直流接口之间的相互作用。它们还可以受到汇流排装置的连接元件的设计的影响。为此，可以设想不同的连接设计方案，每个连接设计方案都受到直流电势之间的绝缘要求的限制。常用的相应是以下功能，即中间电路与一个半导体模块或至少两个半导体模块接触，其中在模块周围区域中、特别是模块接口中产生差异。此时，在汇流排系统中的电流路径总是形成回路，其产生磁场并与外部场耦合。汇流排系统中的电流密度分布主要取决于欧姆阻抗和电感阻抗以及几何强制条件。频率越小，与欧姆损耗相应的电流密度分布就越多。频率越高，正向电流越尝试到反向电流附近，以使得磁场的能量含量最小化。“正向电流”描述了在这两个汇流排的一个汇流排中的电流。反向电流是在相应的另一汇流排中的与正向电流反向的电流。为了尽可能良好地补偿正向和反向电流，汇流排在重叠区域内相互平行地布置。距离基本上由汇流排的电势差来确定。必须防止汇流排之间出现飞弧。为了保持尽可能小的距离并因此保持极低的磁场形成，证明为有利的是，在汇流排之间布置绝缘体。这使得能够实施小的距离。因此，重叠区域并不是磁场的主要来源，因为在该区域中，正向和反向电流彼此补偿，因而所引起的磁场同样也被补偿并且不产生耦合效应。重叠区域是以下区域，在该区域中两个汇流排重叠。换而言之，这些汇流排在该区域中根据观察角度而并排或者叠放。也就是说，在重叠区域中，当沿垂直于汇流排装置的轴线俯视汇流排装置时，在重叠区域中一个汇流排位于另一汇流排之后。在重叠区域中，汇流排可以平行地布置，然而这并不是绝对必要的。同样可行的是，汇流排在重叠区域的第一部分中平行布置并且在重叠区域的第二部分中、例如在接片与重叠区域之间的过渡部附近不平行地布置。因此，特别是在非平行布置的情况下，仍然可以从重叠布置为前提，即使在汇流排不平行布置的情况下汇流排以直至90°的角度相交。在接口的区域中，汇流排通常能够不重叠。这个区域因此是无重叠的。无重叠区域借助接片形成。在此，接片分别具有至少一个连接元件。在一个简单的设计方案中，连接元件可以是孔，其可以借助螺钉与半导体模块建立电接触。此时，接片如下地实施，即流过接片的电流产生的磁场不会或仅仅以很小的程度穿透与该接片电绝缘的另一接片或接口。在此，接片如下地取向，使得它们平行于由一个或多个半导体的接口形成的轴线。接片的取向理解为意味着从连接元件到通向重叠区域的过渡部的连接的取向。在运行期间，电流基本上在该方向上流动。另外，与平行走向有直至45°的偏差、即0°至45°的角度范围仍然导致耦合磁场的充分减小。在电流流动与第二轴线平行时，在理想情况下完全消除了耦合。然而，在上述角度范围内，耦合已经非常小，尤其是在有利的方式中已经能够以高频率运行，在该情况中电感特别强烈地起作用。由于电流在接片中从连接元件向过渡部分展开，在与接片取向垂直的方向上也有一小部分电流，但比平行于接片取向的方向上份额更小或明显更小。因此，可以显著减少或完全避免一个或多个半导体模块的不同接口的磁耦合。通过根据本专利技术的布置，可以避免一个模块的相邻电路(例如不同半桥)的或者相邻模块的接口之间、尤其是直流接口之间的不期望的磁耦合，这种不期望的磁耦合会在不同的接片中引起不同作用的电感。特别是在高动态开关过程中，它们一方面在并联电路中会对电流对称性产生不利影响。另一方面，它们在相邻的独立模块的开关表现上导致不期望的耦合，而这些独立模块的换向电流可能根本不同，甚至可能反向地具有相同大小。前述情况通过根据本专利技术的汇流排装置来避免。已经证明，模块结构的电感越低以及接口中的电流变化越快，根据本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于至少一个半导体模块(2)的电接触的汇流排装置(1)，其中，所述汇流排装置(1)具有至少两个汇流排(11)，其中，至少在所述汇流排装置(1)的重叠区域(13)中所述汇流排(11)彼此重叠地布置，其中，所述汇流排(11)彼此电绝缘，其中，所述汇流排(11)各自具有带连接元件(21)的至少一个接片(20)，其中，所述汇流排(11)的所述接片(20)不重叠地布置，其中，所述接片(20)取向成能够形成第一轴线(31)，‑所述第一轴线延伸穿过相应的所述接片(20)的所述连接元件(21)和相应的所述接片(20)到所述汇流排装置(1)的所述重叠区域(13)的过渡部(19)的一个点，并且‑所述第一轴线与第二轴线(32)以0°与45°之间的角度相交，其中，所述第二轴线通过对所述接片(20)的两个连接元件(21)进行连接来形成，其中，所述汇流排装置(1)具有绝缘区域(14)，所述绝缘区域布置成在所述接片(20)中减小或阻止在与所述第二轴线(32)垂直的方向上的电流，其特征在于，所述重叠区域(13)和所述接片(20)分别处于一个平面中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.22 EP 15201849.51.一种用于至少一个半导体模块(2)的电接触的汇流排装置(1)，其中，所述汇流排装置(1)具有至少两个汇流排(11)，其中，至少在所述汇流排装置(1)的重叠区域(13)中所述汇流排(11)彼此重叠地布置，其中，所述汇流排(11)彼此电绝缘，其中，所述汇流排(11)各自具有带连接元件(21)的至少一个接片(20)，其中，所述汇流排(11)的所述接片(20)不重叠地布置，其中，所述接片(20)取向成能够形成第一轴线(31)，-所述第一轴线延伸穿过相应的所述接片(20)的所述连接元件(21)和相应的所述接片(20)到所述汇流排装置(1)的所述重叠区域(13)的过渡部(19)的一个点，并且-所述第一轴线与第二轴线(32)以0°与45°之间的角度相交，其中，所述第二轴线通过对所述接片(20)的两个连接元件(21)进行连接来形成，其中，所述汇流排装置(1)具有绝缘区域(14)，所述绝缘区域布置成在所述接片(20)中减小或阻止在与所述第二轴线(32)垂直的方向上的电流，其特征在于，所述重叠区域(13)和所述接片(20)分别处于一个平面中。2.根据权利要求1所述的汇流排装置(1)，其中，所述绝缘区域(14)布置成，在所述接片(20)与所述重叠区域(13)之间的所述过渡部(19)中减少或阻止在与所述第二轴线(32)垂直的方向上形成电流。3.根据权利要求1或2中任一项所述的汇流排装置(1)，其中，所述绝缘区域布置成邻接重叠区域(13)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的汇流排装置(1)，其中，所述绝缘区域...
【专利技术属性】
技术研发人员：于尔根·伯默尔，吕迪格·克勒费尔，埃伯哈德·乌尔里希·克拉夫特，安德烈亚斯·纳格尔，简·魏格尔，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。