本发明专利技术实现了一种用于电的功率控制的电路装置，具有：至少一个功率控制装置（２０１ａ－２０１ｃ，２０２ａ－２０２ｃ）和至少一个散热装置（１０１ａ－１０１ｃ），其中所述至少一个散热装置（１０１ａ－１０１ｃ）具有与所述至少一个功率控制装置（２０１ａ－２０１ｃ，２０２ａ－２０２ｃ）的热接触。散热装置（１０１ａ－１０１ｃ）能够钳位到固定地预先给定的电势（１０３ａ－１０３ｃ）上，并且与所述至少一个功率控制装置（２０１ａ－２０１ｃ，２０２ａ－２０２ｃ）电绝缘地设置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于电的功率控制的电子电路装置，以及特别是涉及用于对设置在功率控制装置中的功率半导体器件(例如可控硅元件、IGBT (绝缘栅双极型晶体管)和功率场效应管(Power-FET))进行散热的 装置。这种功率半导体器件和其他的电路装置或环境之间的接口包括用 于电连接功率半导体器件的电接口和特别是设计用于有效地散热的热 接口，所述热在功率半导体器件工作中产生。特别地，本专利技术涉及一种电路装置，其用于借助功率半导体器件来 进行电的功率控制，该电路装置包括至少一个功率控制装置和至少一个 散热装置，该散热装置具有与所述至少一个功率控制装置的热接触。用于排出在功率控制装置中产生的热量的散热装置特别是考虑到 避免在导热并导电的散热装置和电子部件之间的过大的差电压而设计。现有技术用于电的功率控制的电路装置，在各个电路部件(例如功率半导体 器件)之间以及在器件和相应的散热装置(例如冷却元件)之间具有电 压差，该电压差可能达到高达击穿电压的大的值。在根据现有技术的电路装置中，功率半导体器件设置在散热装置 上，这些散热装置与地相连，并且因此接地或者处于地电势。这种传统 的、用于控制三相交流电流和交流电压的功率控制装置以全部的功率控 制模块设置在单个的散热装置上，该散热装置被钳位或连接到0伏特、 例如地M上，如图1所示。为了三相交流电流或交流电压的功率控制， 三重地设计根据图1的电路装置。图1的电路装置包括三个开关单元E1、 E2和E3。各个电路单元E1、 E2和E3又分别由串联的功率半导体器件 Tla、 T2a或T3a、 T4a构成。电容器C1通过两个电阻R1和R2的串联电路放电。图1中的另外 两个功率控制装置E2和E3以类似的方式被构成。全部的功率半导体器 件Tla、 T2a..... T3c、 T4c设置在散热装置WO上用于冷却。3散热装置W0除了良好的导热性之外还具有高的导电性。在电路装置工作中，必须留心功率半导体器件的连接点(Anschlusspunkten )和散 热装置WO之间的电压差不超过确定的预先给定的最大电势差值即击穿 电压。为了解决该问题，提出了为每一对功率半导体器件设置单个的散热 装置W1、 W2、 W3、 W4、 W5和W6，如图2所示。这种设置虽然避免 了如图1中所示的全部的功率半导体器件和单个的散热装置W0之间的 大的电势差，但是不利地增大了所需的电路部件的数目。不利的是，这种设置仅仅针对单器件装置或双器件装置而设计。相 应的散热装置Wl-W6的电势由此被钳位到两个功率半导体器件之间的 中心电势(Mitte叩otential)上,这将电压负载限制为中间电路电压("连 接电压(Link voltage )，，)的大约四分之一。此外，图2所示的电路装置的一个重要缺点在于，这样大数量的散 热装置极易受干扰并且昂贵，在所示的情况中针对三相系统有18个散 热装置(图2示出了仅仅针对一个相的电路部件)。此外，不合乎目的的是，不可能针对H桥模块来设计这种散热装置，因为它们不具有共同的中心电势点。于是，根据图2所提出的解决方案 可以降低单开关封装或双开关封装的介电电压负载，然而不利的是，这种冷却方法不能用于较新的装置如H桥模块。在EP 0933 867 Al中说明了这种类型的、用于电的功率控制的电子 电路装置，其中在EP 0933 867 Al的图2b中(下面使用的参考标记指 EP 0933 867 Al),散热装置(14)与功率控制装置(10)电连接，并 且电绝缘(13)仅仅在散热装置(14)和冷却翼片(O)之间、而不是 在散热装置(14)和功率控制装置(10)之间被公开。在EP 0 802 619 Al中说明了另外的这种类型的、用于电的功率控 制的电子电路装置。
技术实现思路
在功率半导体器件和其他的电路装置或者环境之间的热接口用于散热。此外设计了用于功率半导体器件的电连接的电接口。由此，在电 子部件和散热装置之间可出现电势差。本专利技术的任务是，为用于电的功率控制的功率控制模块或功率控制4装置提供一种有效的散热装置，在大的耐电压击穿性的情况下，该散热 装置具有小的单个部件数目。根据本专利技术，该任务通过一种具有权利要求1特征的用于电的功率 控制的电路装置解决。本专利技术的其他扩展方案由从属权利要求中得到。本专利技术的一个核心思想在于，设置最少数目的散热装置，其中单个 的散热装置被钳位到固定地预先给定的电势上。优选的是，该固定地预 先给定的电势为在两个属于功率控制模块的功率控制装置之间的中间 电势。因此，本专利技术的基本思想在于，每个相仅仅设置三个散热装置，它 们对称地被钳位到在功率控制模块的单个功率控制装置之间的相应的 中心电势上。通过这种方式， 一方面实现了最佳地降低功率半导体器件 和相应的散热装置之间的电压负荷，其中要使用的部件的数目相对于现 有技术被减少。此外，这种设置能够实现以双H桥的形式来设计用于电的功率控制 的电路装置。在此，3.3kV标准部件可以用于针对4.16kV设计的驱动单 元。根据本专利技术的用于电的功率控制的电路装置具有至少 一个功率控 制装置和至少一个散热装置，该散热装置具有与所述至少一个功率控制 装置的热接触，其中散热装置被钳位到固定地预先给定的电势上。优选 的是，所述至少一个散热装置与所述至少一个功率控制装置电绝缘地设 置。由此，可以有利地实现进一步降低在功率半导体器件和相应的散热 装置之间的电压负荷。根据本专利技术的 一 个优选的改进方案，功率控制装置通过至少两个功 率半导体器件的串联电路来构建。在此， 一对功率控制装置构成一个功率控制模块。合乎目的的是，需要三个功率控制模块用于相的控制。一个模块的功率控制装置有利地通过放电电阻的串联电路彼此电连接。根据本专利技术的另 一优选的改进方案，所述至少 一个散热装置被钳位 到其上的、固定地预先给定的电势通过放电电阻来确定。在此，放电电 阻是分压电阻。根据本专利技术的另一优选的改进方案，散热装置钳位到其上的、固定 地预先给定的电势是用于电的功率控制的电路装置关于地电势的中间5电3各电压(Zwischenkreisspannung)的四分之一 。根据本专利技术的另 一优选的改进方案，功率控制装置包括被分配 (zugeordnet)给彼此的第一和第二功率控制装置，使得它们构成功率 控制模块，其中第一和第二功率控制装置的放电电阻将固定地预先给定 的电势钳位到在第 一和第二功率控制装置的连接点之间的中心电势。优选的是，不同功率模块的不同散热装置彼此独立地被钳位到不同 的、可固定地预先给定的电势上。根据本专利技术的另 一优选的改进方案，所述至少 一个散热装置附加地 被导电连接在连接单元上，该连接单元将功率控制装置的所述至少两个 功率半导体器件彼此电连接。借助这种电路装置解决了本专利技术的任务，即设计带有有效的散热 的、电的功率控制，其中需要较少数目的部件，其中同时实现了高的耐 电压击穿性。附图说明本专利技术的实施例在附图中示出并且在下面的描述中被进一步阐述。 其中图1示出了带有单个的散热装置的、用于电的功率控制的传统电路装置；图2示出了带有多个浮动的(floatend)散热装置的、用于电的功率 控制的另一传统电路装置；以及图3示出了根据本专利技术的一个优选实施例的、带有被电钳位的本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于电的功率控制的电路装置，具有： ａ）至少一个功率控制装置（２０１ａ－２０１ｃ，２０２ａ－２０２ｃ）；以及 ｂ）至少一个散热装置（１０１ａ－１０１ｃ），其具有与所述至少一个功率控制装置（２０１ａ－２０１ｃ，２０２ａ－２０２ｃ） 的热接触； 其特征在于， ｃ）所述散热装置（１０１ａ－１０１ｃ）被钳位到固定地预先给定的电势（１０３ａ－１０３ｃ）上，以及 ｄ）所述至少一个散热装置（１０１ａ－１０１ｃ）与所述至少一个功率控制装置（２０１ａ－２０１ｃ，２０ ２ａ－２０２ｃ）电绝缘地被设置。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：P巴博萨，L梅森克，M温克尔恩肯帕，P斯泰默，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]
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