具有第一和第二子系统的连接设备的功率电子系统技术方案

本申请涉及一种具有第一和第二子系统的连接设备的功率电子系统，该功率电子系统具有：冷却设备，至少一个第一子系统和至少一个第二子系统，至少一个连接设备和壳体。第一子系统具有：开关设备，其具有与冷却设备导热连接的冷却构件和布置在此上的具有不同极性的第一内部负载联接元件的功率电子电路；和绝缘材料体。第二子系统类似于第一子系统（30）地构建，并且额外地具有至少一个外部直流电压负载联接元件。至少一个连接设备连接第一子系统的和第二子系统的内部负载联接元件与第二子系统的外部负载联接元件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术描述一种集成的功率电子系统，优选用于构造由此实现的、变流器(例如三相逆变器)形式的电路装置。这种系统优选应用于不同类型的车辆(特别是也在商用车辆)的电驱动装置中。
技术介绍
基本上公知，这种功率电子系统由各个功率半导体模块例如根据DE 10 2009 037257 Al以外部布线即以功率半导体模块的外部联接元件彼此间的连接构建。这种系统具有如下优点，即，可以通过缩放而任意地与所需的功率匹配。然而由此随之也出现如下缺点所述系统由多个单个构件组成，所述多个单个构件必须借助外部连接元件符合电路要求地彼此连接。同样公知，这种功率电子系统例如根据DE 101 27 947 Al设计为集成的系统。在这种构建为三相逆变器的系统中，三个相分别配属有自己的开关设备，所述开关设备与共同的内部直流电压连接彼此连接，并且与外部直流电压负载联接元件连接。公知，将该直流电压连接直接与用于所有电路设备的共同电容器设备连接。这种系统具有如下优点，即，在具有优越的电学特性的同时具有紧凑的设计。然而其含有如下缺点由于其集成许多构件而不能简单地进行缩放并且由此不能简单地进行与不同功率的匹配
技术实现思路
本技术的目的在于，提出一种功率电子系统，该功率电子系统形成紧凑的单元，模块化地构建并且同时能够进行简单缩放，即能够进行与不同的功率的匹配并且也能够进行不同的电路装置的构造。该目的根据本技术通过如下所述的功率电子系统来解决。根据本技术的功率电子系统具有冷却设备，至少一个第一子系统和至少一个第二子系统，至少一个连接设备和壳体，其中，所述至少一个第一子系统具有开关设备，所述开关设备具有与冷却设备导热连接的冷却构件和布置在此上的功率电子电路，所述功率电子电路具有不同极性的第一内部负载联接元件；和绝缘材料体，所述至少一个第二子系统类似于所述第一子系统地构建并且具有至少一个外部直流电压负载联接元件，至少一个连接设备将第一子系统的和第二子系统的内部负载联接元件与至少一个第二子系统的外部负载联接元件极性正确地导电连接，并且其中所述壳体朝向冷却设备地覆盖所有子系统。所述至少一个连接设备构造为带有至少一个到外部接触设备的接触区段的面式金属成型体。所述接触区段构造为带有凹缺部的接片地穿过所述外部接触设备。各自的外部接触设备穿过所述壳体的配属的凹缺部由所述壳体伸出。所提出的功率电子系统具有冷却设备、至少一个第一子系统和至少一个第二子系统，所述至少一个第一子系统和所述至少一个第二子系统借助至少一个外部连接设备彼此符合电路要求地连接；以及朝向冷却设备地覆盖子系统的壳体。优选，所有子系统在行列中并排地布置。所述至少一个第一子系统具有开关设备，该开关设备具有冷却构件，绝缘材料体和外部交流电压负载联接元件。开关设备优选由电绝缘的衬底形成，该衬底具有布置在其第一主面上的并且符合电路要求地连接的功率半导体器件，所述功率半导体器件构造为功率电子电路。此外，开关设备具有不同极性的内部负载联接元件，所述内部负载联接元件中的至少一个与外部交流电压负载联接元件整体地或分体地连接。所述至少一个第二子系统原则上类似于第一子系统地构建，但额外地具有至少一个外部直流电压负载联接元件，但是优选具有两个外部直流电压负载联接元件，所述外部直流电压负载联接元件分别适于与相同极性的内部负载联接元件连接。此外，可能有利的是，每个第一子系统和第二子系统具有自己的电容器设备，该电容器设备为其固定而与各自的绝缘材料体连接。于是在此情况下，电容器设备的接触设备与开关设备的内部负载联接元件极性正确地导电连接。同样优选的是，所述一个或多个子系统具有带从属的开关电路板的控制电路。该开关电路板为其固定而可以与绝缘材料体机械连接。同样，该开关电路板可以与开关设备的辅助联接元件导电地连接。此外，功率电子系统具有至少一个连接设备，该连接设备将多个子系统的内部负载联接元件极性正确地彼此连接。在此情况下，优选的是，所有第一子系统的和第二子系统的内部负载联接元件极性正确地借助各一个连接设备彼此连接，并且与第二子系统的配属的外部负载联接元件连接。此外优选的是，针对两个直流电势设置各一个连接设备并且所述两个连接设备基本上同样方式地构造，并且 如下方式地相对彼此布置，即，使得整个内部直流电压连接低电感地构造。所述至少一个连接设备为此可以构造为面式金属成型体，所述面式金属成型体具有面式连接体，该面式连接体同时可以具有接触位置；和用于外部负载联接元件的接触区段。各自的接触区段可以构造为接片，该接片具有凹缺部。于是优选的是，外部接触设备构造为螺栓或夹紧螺栓，其穿过功率电子系统的壳体，并且在壳体内部穿过接触区段的接片的该凹缺部。同样优选的是，内部负载联接元件构造为接片，该内部负载联接元件可以与极性正确配属的连接元件导电连接。各自的接片可以安放在极性正确地配属的连接设备的连接体的接触位置上，并且力锁合(kraftschliissig)地或材料锁合(stoffschliissig)地与该接触位置导电连接。这如所有其余力锁合的连接那样，可以分别借助能可逆地布置的夹具来构造。备选地或额外地，存在的材料锁合的连接有利地构造为焊接连接。尤其是有利的是，功率电子系统对各第一子系统和第二子系统具有电容器设备，该电容器设备借助配属的连接设备极性正确地导电地与子系统的各自的开关设备的各自连接元件导电连接。为此，每个电容器设备可以对每个极性具有两个接片，其中所述第一接片与开关设备的极性正确地配属的接片力锁合地或材料锁合地导电连接，并且所述第二接片安放在极性正确配属的连接设备的金属成形体上(尤其连接体的接触位置上)，并且在那里力锁合地或材料锁合地与其导电连接。借助这种(特别是用于内部直流电压连接的)连接设备可以通过金属成型体的不同设计而构造可简单缩放的功率电子系统。在此情况下，不同个数的排列在彼此旁边的子系统例如借助在长度上不同的连接体彼此连接。附图说明创造性的解决方案借助根据图1至4的实施例进一步阐述。图1以三维示图示出根据本技术的带有其壳体的功率电子系统。图2示出不带壳体的根据本技术的功率电子系统的俯视图。图3a_3c以三维示图示出不带壳体的根据本技术的功率电子系统。图4a_4b示出用于在根据本技术的功率电子系统中构造力锁合的连接的夹具设备。具体实施方式图1以三维示图示出在三相逆变器的设计中根据本技术的第一功率电子系统I。示意性地示出例如构造为水冷却设备的冷却设备10。该系统的内部构件由壳体20朝向该冷却设备10地覆盖。壳体10本身在相应的凹缺部220、240、260处由外部联接元件22、24、26 穿透。在壳体10的第一端侧上布置有两个外部的构造为螺栓连接的直流电压负载联接元件24、26。在壳体10的对置的第二端侧上，以基本相同的技术模式示出外部交流电压负载联接元件22。在上端侧处在两组中设置有外部辅助联接元件28，所述外部辅助联接元件特别是用于联接控制信号和传感器信号。图2示出不带壳体的根据本技术的功率电子系统I的俯视图,而图3a_3c再次以三维示图示出该功率电子系统。不出冷却设备10,该冷却设备用于布置各个子系统30、31。分别设置有两个第一子系统30和一个第二子系统31，其中，所述子系统30、3本文档来自技高网...

【技术保护点】
功率电子系统（1），所述功率电子系统具有：冷却设备（10），至少一个第一子系统（30）和至少一个第二子系统（31），至少一个连接设备（74，76）和壳体（20），其中，所述至少一个第一子系统（30）具有：开关设备（50），所述开关设备具有与冷却设备（10）导热连接的冷却构件（60）和布置在此上的功率电子电路（510），所述功率电子电路具有不同极性的第一内部负载联接元件（52，54，56）；和绝缘材料体（32），所述至少一个第二子系统（31）类似于所述第一子系统（30）地构建并且具有至少一个外部直流电压负载联接元件（24，26），至少一个连接设备（74，76）将第一子系统（30）的和第二子系统（31）的内部负载联接元件（54，56）与至少一个第二子系统（31）的外部负载联接元件（24，26）极性正确地导电连接，并且其中，所述壳体（20）朝向冷却设备（10）地覆盖所有子系统（30，31）。

【技术特征摘要】
2011.05.24 DE 102011076324.41.功率电子系统(1)，所述功率电子系统具有冷却设备(10)，至少一个第一子系统(30)和至少一个第二子系统(31)，至少一个连接设备(74，76)和壳体(20)，其中， 所述至少一个第一子系统(30)具有开关设备(50)，所述开关设备具有与冷却设备(10)导热连接的冷却构件(60)和布置在此上的功率电子电路(510)，所述功率电子电路具有不同极性的第一内部负载联接元件(52，54，56);和绝缘材料体(32)， 所述至少一个第二子系统(31)类似于所述第一子系统(30)地构建并且具有至少一个外部直流电压负载联接元件(24，26)， 至少一个连接设备(74，76 )将第一子系统(30 )的和第二子系统(31)的内部负载联接元件(54，56)与至少一个第二子系统(31)的外部负载联接元件(24，26)极性正确地导电连接，并且其中， 所述壳体(20)朝向冷却设备(10)地覆盖所有子系统(30，31)。2.根据权利要求1所述的功率电子系统，其中，所述至少一个连接设备(74，76)构造为带有至少一个到外部接触设备(24，26)的接触区段(744，764)的面式金属成型体(742，762)。3.根据权利要求2所述的功率电子系统，其中，所述接触区段(744，764)构造为带有凹缺部的接片地穿过所述外部接触设备(24, 26)ο4.根据权利要求3所述的功率电...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·弗兰克，赖纳·波普，斯特凡·魏斯，
申请(专利权)人：赛米控电子股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：