逆变器的电子模块及其安装方法技术

本发明专利技术涉及一种用于空调设施的电压缩机的逆变器的电子模块(1)，所述电子模块包括电路板(3)和一个或多个功率半导体(4)和汇流排(12)、至少一个中间回路电容器(17)、EMV滤波线圈(16)以及支撑结构(2)，所述支撑结构具有外部支撑结构部分(2a)和由外部支撑结构部分(2a)围绕的内部支撑结构部分(2b)。此外，本发明专利技术涉及一种用于安装电子模块的方法以及一种用于将所述电子模块安置在压缩机壳体上的方法。

【技术实现步骤摘要】
逆变器的电子模块及其安装方法
本专利技术涉及一种用于空调设施的电压缩机的逆变器的电子模块。此外，本专利技术涉及一种用于安装电子模块的方法以及一种用于将所述电子模块安装在压缩机壳体上的方法。
技术介绍
至今为止已知用于电压缩机的模块化的逆变器，其中功率开关安装在金属载体或基板(IMS)上。所述载体或基板是模块化的逆变器的集成的组成部分。如果模块化的逆变器安装在压缩机的机械部分上，那么金属载体或基板与压缩机的金属壳体紧密热接触。因此，功率开关在载体上经由壳体朝向冷的吸气加热。还已知非模块化的逆变器。在所述设计中，功率开关直接安装在压缩机壳体上。因为为了安装，例如为了借助于螺栓或夹安装，需要自由地触及功率开关，所以首先安装功率开关、例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，然后才安放逆变器的线路电路板并且将功率开关与线路电路板焊接。上述设计分别具有缺点。在模块化的逆变器中，功率开关安装在金属载体或基板上，并且仅可以经由两个热接触部位实现功率开关的间接加热。热流从功率开关经由载体或基板经过压缩机壳体到达冷的吸气中。载体或基板是附加的构件。在安装这种逆变器时，通常需要附加的密封件并且在基板和压缩机壳体之间或在载体和压缩机壳体之间需要由用于改进传热的材料构成的良好导热的第二中间层。在功率开关和载体或基板之间已经需要电绝缘的、良好导热的中间层。这种换热器的轴向的结构高度增大了载体的或基板的厚度。非模块化的逆变器的设计避免间接传热和需要导热材料的两个中间衬层的缺点。同样，通常可以节约密封件。然而，逆变器必须在压缩机生产时、也就是说在压缩机生产线上组装。这带来由于缺少超净间条件而引起的焊接错误的风险。此外，电路板上的污物能够引起电错误。不能事先单独地测试机械的压缩机部分以及逆变器的功能，这由于之后检查到的废品而造成较高的花费。同样地，修理可能性受限制，因为非模块化的逆变器几乎不可卸载。
技术实现思路
本专利技术基于的目的尤其在于，将常规的模块化的逆变器的优点与常规的非模块化的逆变器的优点结合。本专利技术的目的通过具有本专利技术的特征的模块化的逆变器来实现。有利的改进方案在下面描述中给出。本专利技术提供一种用于空调设施的电压缩机的逆变器的电子模块。所述模块包括电路板、一个或多个功率半导体、汇流排、至少一个中间回路电容器、用于保持电磁兼容性的滤波线圈(EMV滤波线圈)以及支撑结构。支撑结构具有外部支撑结构部分，所述外部支撑结构部分承载电路板并且具有必要的固定装置，以便利用固定元件将电子模块沿着支撑结构的接触面牢固地安置到压缩机壳体上，所述接触面位于基面中。附加地，支撑结构具有由外部支撑结构部分围绕的内部支撑结构部分，所述内部支撑结构部分弹性地构成和/或弹性地与外部支撑结构部分连接，承载一个或多个功率半导体并且具有固定装置，所述固定装置允许与外部支撑结构部分和电路板的固定无关地利用固定元件将内部支撑结构部分固定在压缩机壳体上。在此，用于将内部支撑结构部分固定在压缩机壳体上的接触面至少部分地由功率半导体形成，其中接触面在未固定的状态中从基面中伸出。然而，接触面通过弹性地构成内部支撑结构部分和/或其与外部支撑结构部分的连接沿关于基面的法线的方向可移动，使得实现弹簧作用，并且可以直接在功率半导体和压缩机壳体之间提供所需的接触压力。附加的内部支撑结构部分与外部支撑结构部分弹性地连接。弹性连接有利地允许沿关于电路板(PCB)的平面的法线的方向的运动。内部支撑结构部分优选也具有多个用于容纳功率半导体的空腔以及适合于实现将内部支撑结构部分直接拧紧到压缩机壳体上的固定装置。也就是说，要么电路板具有适合的开口，所述开口提供用于内部支撑结构部分的螺栓的容纳部，要么内部支撑结构部分具有突起部，所述突起部伸过在电路板中的相对应的开口，其中后一变型方案允许：内部支撑结构部分从电路板上方牢固地拧紧在所述电路板上。因为内部支撑结构部分可以相对于外部支撑结构部分和相对于电路板运动，所以可以将内部支撑结构部分几乎置于与在最终安装时的位置相同的位置中。功率半导体的连接引脚的焊接随后可以准确地在该位置中进行，这可以通过适合的安装辅助机构(安装检具)确保。在将模块化的逆变器最终安装到压缩机壳体上之后，外部支撑结构部分的螺栓以及内部支撑结构部分的螺栓可以拧紧。因为焊接在相同条件下在安装检具中进行，所以在焊接连接处不产生应力。为了在所有功率半导体处产生均匀的接触压力，内部支撑结构部分有利地构造成，使得其具有相对小的刚性，以至于内部支撑结构部分用作为弹簧。因此，内部支撑结构部分可以补偿功率半导体壳体的厚度公差。优选地，内部支撑结构部分由塑料材料制造。相对于至今为止已知的逆变器装置，本专利技术提供功率半导体的明显改进的散热。此外，在压缩机生产线旁边在超净间条件下的逆变器安装是可能的。可以事先测试逆变器模块的功能。同样，与现有技术相比，也可以显著地降低逆变器装置的轴向的结构高度。尤其与常规的模块化的设计相比，本专利技术也引起在复杂性和部件数量方面的节约。根据本专利技术的一个优选的实施方式，至少一个中间回路电容器和EMV滤波线圈装入到外部支撑结构部分中。优选地，电路板的平面平行于基面定向。构件，也就是说一个或多个功率半导体、汇流排、至少一个中间回路电容器和EMV滤波线圈选择性地焊接到电路板上。根据本专利技术的一个优选的实施方式，外部支撑结构部分的为了利用固定元件将电子模块牢固地安置到压缩机壳体上的固定装置是金属套筒。电路板有利地安放到外部支撑结构部分的金属套筒上。外部支撑结构部分还可以具有用于构成与电路板的边缘的锁定或夹紧连接的元件。内部支撑结构部分的固定装置是伸过电路板的优选金属的套筒，所述固定装置允许与外部支撑结构部分和电路板的固定无关地利用固定元件将内部支撑结构部分固定在压缩机壳体上。在内部支撑结构部分和功率半导体之间优选存在线状接触。本专利技术的另一方面在于用于安装上述电子模块的方法，所述方法包括如下方法步骤：a)将EMV滤波线圈和至少一个中间回路电容器插入和/或粘贴到外部支撑结构部分上的为此构成的容纳部中；b)经由锁定或夹紧连接将电路板临时地固定在外部支撑结构部分上；c)将功率半导体和汇流排插入到内部支撑结构部分之内的为此设置的容纳部中；d)将功率半导体、汇流排、EMV滤波线圈以及至少一个中间回路电容器选择性地焊接到电路板上。根据本专利技术的一个特别有利的实施方式执行选择焊接，同时将外部支撑结构部分和内部支撑结构部分按压到基面上。此外，本专利技术涉及一种用于将上述电子模块安置到压缩机壳体上的方法，所述方法包括如下方法步骤：a)将电端子安装到压缩机壳体上；b)将组装的电子模块按压到压缩机壳体上；c)将固定元件引入到电路板中的开口中和外部支撑结构部分的固定装置的与所述开口重合的开口中，并且将电子模块借助于固定元件固定在压缩机壳体上；d)将固定元件通过内部支撑结构部分的固定装置的开口引入，并且将内部支撑结构部分借助于所述固定元件固定在压缩机壳体上。此外，所述方法可以包括将密封件和覆盖件施加到电子模块之上的步骤。附图说明从下面参照附图对实施例的描述中得到本专利技术的设计方案的其他细节、特征和优点。附图示出：图1A从上方示出具有电路板和支撑结构的电子模块的立体图的示意图；图1B示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于空调设施的电压缩机的逆变器的电子模块(1)，所述电子模块包括电路板(3)和一个或多个功率半导体(4)和汇流排(12)、至少一个中间回路电容器(17)、EMV滤波线圈以及支撑结构(2)，所述支撑结构具有外部支撑结构部分(2a)，所述外部支撑结构部分承载所述电路板(3)并且具有必要的固定装置，以便利用固定元件将所述电子模块(1)沿着所述支撑结构(2)的接触面牢固地安置到压缩机壳体(20)上，所述接触面位于基面(15)中，并且所述支撑结构具有由所述外部支撑结构部分(2a)围绕的内部支撑结构部分(2b)，所述内部支撑结构部分弹性地构成和/或弹性地与所述外部支撑结构部分(2a)连接，承载一个或多个功率半导体(4)并且具有固定装置，所述固定装置允许与所述外部支撑结构(2a)和所述电路板(3)的固定无关地利用固定元件将所述内部支撑结构部分(2b)固定在所述压缩机壳体(20)上，其中用于将所述内部支撑结构部分(2b)固定在所述压缩机壳体(20)上的接触面至少部分地由所述功率半导体(4)形成，并且其中所述接触面在未固定的状态中从所述基面(15)中伸出，通过弹性地构成所述内部支撑结构部分(2b)和/或其与所述外部支撑结构部分(2a)的连接，然而沿关于所述基面(15)的法线的方向能够移动，使得实现弹簧作用并且能够直接在所述功率半导体(4)和所述压缩机壳体(20)之间提供所需的接触压力。...

【技术特征摘要】
2018.04.30 DE 102018110354.91.一种用于空调设施的电压缩机的逆变器的电子模块(1)，所述电子模块包括电路板(3)和一个或多个功率半导体(4)和汇流排(12)、至少一个中间回路电容器(17)、EMV滤波线圈以及支撑结构(2)，所述支撑结构具有外部支撑结构部分(2a)，所述外部支撑结构部分承载所述电路板(3)并且具有必要的固定装置，以便利用固定元件将所述电子模块(1)沿着所述支撑结构(2)的接触面牢固地安置到压缩机壳体(20)上，所述接触面位于基面(15)中，并且所述支撑结构具有由所述外部支撑结构部分(2a)围绕的内部支撑结构部分(2b)，所述内部支撑结构部分弹性地构成和/或弹性地与所述外部支撑结构部分(2a)连接，承载一个或多个功率半导体(4)并且具有固定装置，所述固定装置允许与所述外部支撑结构(2a)和所述电路板(3)的固定无关地利用固定元件将所述内部支撑结构部分(2b)固定在所述压缩机壳体(20)上，其中用于将所述内部支撑结构部分(2b)固定在所述压缩机壳体(20)上的接触面至少部分地由所述功率半导体(4)形成，并且其中所述接触面在未固定的状态中从所述基面(15)中伸出，通过弹性地构成所述内部支撑结构部分(2b)和/或其与所述外部支撑结构部分(2a)的连接，然而沿关于所述基面(15)的法线的方向能够移动，使得实现弹簧作用并且能够直接在所述功率半导体(4)和所述压缩机壳体(20)之间提供所需的接触压力。2.根据权利要求1所述的电子模块(1)，其特征在于，所述至少一个中间回路电容器(17)和所述EMV滤波线圈装入到所述外部支撑结构部分(2a)中。3.根据权利要求1或2所述的电子模块(1)，其特征在于，所述功率半导体(4)、所述汇流排(12)、所述EMV滤波线圈(16)以及所述至少一个中间回路电容器(17)选择性地焊接到所述电路板(3)上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子模块(1)，其特征在于，所述内部支撑结构部分(2b)由塑料材料制造。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电子模块(1)，其特征在于，所述外部支撑结构部分(2a)的所述固定装置是金属套筒(11)，为了利用固定元件(9a)将所述电子模块(1)牢固地安置到压缩机壳体(20)上，所述固定装置是必需的。6.根据权利要求5所述的电子模块(1)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德·贡特曼，贝纳德特·戈培尔，托马斯·阿尔贝特恩斯特，
申请(专利权)人：翰昂汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR