液冷装置以及集成功率半导体模块制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及液冷装置以及集成功率半导体模块。该装置具有冷却循环、多个能按序排列的功率半导体模块和至少一个电容器装置，其中，功率半导体模块具有功率电子开关装置和用于冷却所述开关装置的能穿流的冷却装置，所述冷却装置具有带有至少一个冷却面的冷却体积和四个用于冷却液的连接装置，其中，所述连接装置成对地布置在所述功率半导体模块的主侧上，并且其中，通过将前后相继的功率半导体模块的相应的连接装置间接或直接相互连接的方式，所述功率半导体模块以其主侧串联在一起，并且其中，在至少两个前后相继的功率半导体模块之间布置有电容器装置，所述电容器装置就其而言借助所述装置的冷却循环被直接或间接冷却。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及液冷装置以及集成功率半导体模块。该装置具有冷却循环、多个能按序排列的功率半导体模块和至少一个电容器装置，其中，功率半导体模块具有功率电子开关装置和用于冷却所述开关装置的能穿流的冷却装置，所述冷却装置具有带有至少一个冷却面的冷却体积和四个用于冷却液的连接装置，其中，所述连接装置成对地布置在所述功率半导体模块的主侧上，并且其中，通过将前后相继的功率半导体模块的相应的连接装置间接或直接相互连接的方式，所述功率半导体模块以其主侧串联在一起，并且其中，在至少两个前后相继的功率半导体模块之间布置有电容器装置，所述电容器装置就其而言借助所述装置的冷却循环被直接或间接冷却。【专利说明】液冷装置以及集成功率半导体模块
本技术涉及一种具有可按序排列的功率半导体模块和至少一个电容器装置 的装置，其尤其适使用在分散式供能装置中。为此，该装置设置有液冷装置并且构造为使得 其例如可以用作在风力发电机组中的逆变器电路。
技术介绍
原则上可按序排列的功率半导体模块和装置例如由DE10316356A1公开。在那被 称为子模块的功率半导体模块具有壳体以及负载连接装置和辅助连接装置。功率半导体模 块可以并排布置在冷却装置上并且借助连接装置与总装置连接。此外，由EP1815514B1公开了流量分配模块和由此构成的装置。在此，流量分配模 块作为冷却系统的一部分具有壳体、入口分配器、出口分配器和多个穿流单元。该单元可以 构造成敞开的单元，其中，可以将功率电子开关装置置入孔中。在此，在流量分配模块与功 率电子开关装置之间产生了待密封的面。
技术实现思路
在该现有技术的认识上，本技术的任务在于，进一步改进这种装置，使其结合 液冷装置被构建得特别紧凑，并且同时可以实现灵活且特别合适的外部连接。本技术 的任务还在于为这种装置提供一种特别有利的功率半导体模块。按照本技术，该任务通过以下的装置和用于该装置的功率半导体模块来解 决。一种液冷装置，其具有冷却循环、多个能按序排列的功率半导体模块和至少一个 电容器装置，其中，功率半导体模块具有功率电子开关装置和用于冷却所述开关装置的能 穿流的冷却装置，所述冷却装置具有带有至少一个冷却面的冷却体积和四个用于冷却液的 连接装置，其中，所述连接装置成对地布置在所述功率半导体模块的主侧上，并且其中，通 过将前后相继的功率半导体模块的相应的连接装置间接或直接相互连接的方式，所述功率 半导体模块以其主侧串联在一起，并且其中，在至少两个前后相继的功率半导体模块之间 布置有电容器装置，所述电容器装置就其而言借助所述装置的冷却循环被直接或间接冷 却。在一优选实施方式中，所述功率半导体模块具有带有功率电子电路、控制连接装 置、负载输入连接装置和负载输出连接装置的功率电子开关装置并且优选具有带有用于所 述连接装置的凹部的壳体，并且在此，所述壳体朝着所述冷却装置遮盖所述功率电子电路。在一优选实施方式中，所述电容器装置具有负载连接装置，并且所述负载连接装 置以符合电路接通的方式与至少一个功率半导体模块的所配属的负载输入连接装置或负 载输出连接装置连接。在一优选实施方式中，相应功率半导体模块的用于冷却液的连接装置分别被构造 成入流流入口和入流流出口以及构造成回流流入口以及回流流出口。在一优选实施方式中，在相应功率半导体模块中，所述入流流入口和所述回流流 出口以及所述入流流出口和所述回流流入口被分别布置在主侧上，或其中，所述入流流入 口和所述回流流入口以及所述入流流出口和所述回流流出口被分别布置在主侧上。在一优选实施方式中，功率半导体模块的入流流出口与所述入流流入口间接或直 接连接，而所述回流流入口与所述接下来的功率半导体模块的回流流出口间接或直接连 接，并且其中，通过将所述功率半导体模块的入流流出口与所述入流流出口间接或直接连 接而将所述回流流出口与所述接下来的功率半导体模块的回流流入口间接或直接连接的 方式，所述功率半导体模块串联在一起。在一优选实施方式中，所述功率半导体模块在所述入流流入口与所述入流流出口 之间布置有第一分支，以及在所述回流流入口与所述回流流出口之间布置有第二分支，由 此所述冷却装置的冷却体积能从入流到回流地被冷却液穿流。在一优选实施方式中，所述电容器装置与一个或两个相邻的功率半导体模块的冷 却面热导接触，并且相邻的功率半导体模块的相应的连接装置直接相互连接。在一优选实施方式中，所述电容器装置具有自己的第二连接装置，所述第二连接 装置分别被构造为入流流入口和入流流出口以及构造为回流流入口和回流流出口，并且通 过所述电容器装置相对于冷却循环连接在其间的方式，相邻的功率半导体模块的相应的连 接装置间接相互连接。在一优选实施方式中，所述电容器装置被构造为对于冷却液能够穿流，并且因此 所述电容器装置具有第二冷却体积以及为了穿流所述第二冷却体积而具有配属于所述入 流或回流的两个分支。一种集成功率半导体模块，其具有集成电容器装置和共同的壳体，其中，所述集成 功率半导体模块具有功率半导体子模块、功率电子开关装置和为此具有能穿流的冷却装 置，所述冷却装置具有至少一个用于冷却所述功率电子电路的冷却体积和所述集成电容器 装置的电容器以及四个用于冷却液的连接装置，所述连接装置成对地布置在所述集成功 率半导体模块的主侧上，并且其中，通过前后相继的集成功率半导体子模块的相应的连接 装置能相互连接的方式，所述集成功率半导体模块能以其主侧按序排列。在一优选实施方式中，所述集成电容器装置的电容器仅在模块内部与所配属的负 载输入连接装置或负载输出连接装置连接。在一优选实施方式中，所述功率半导体子模块与集成电容器装置一起防尘且防潮 地包封。一种液冷装置，其具有冷却循环、多个带有功率半导体子模块的能按序排列的集 成功率半导体模块和集成电容器装置，其中，所述集成功率半导体模块具有功率电子开关 装置和能穿流的冷却装置，所述冷却装置具有带有至少一个冷却面的冷却体积和四个用于 冷却液的连接装置，所述连接装置成对地布置在所述集成功率半导体模块的主侧上，并且 其中，通过将前后相继的集成功率半导体模块的相应的连接装置直接相互连接的方式，所 述集成功率半导体模块能以其主侧串联在一起。根据本技术的装置具有冷却循环、多个可按序排列的功率半导体模块和至少 一个电容器装置。在此，各功率半导体模块具有长方体状的基本形状，由此限定了两个主侧 (两个长边和两个窄边)，它们分别成对地对置。此外，通过如下方式限定主侧，即，在长方体状的基本形状方面，该主侧的面积是最大的，而窄边的面积相应地是最小的。各侧在保持长 方体状的基本形状的情况下并不强制性地构成完全平坦的面，更确切地说，各侧的表面可 以具有例如用于连接元件的插入口和作为备选或附加具有的凹部。此外，每一个功率半导体模块都具有功率电子开关装置和用于此的能穿流的冷 却装置。在此，冷却装置具有四个用于冷却液的连接装置和带有至少一个冷却面的冷却体 积。在此，冷却体积尤其指的是单个的能穿流的腔，或多个并联或串联的能穿流的腔。该腔 构成了冷却装置的空腔，其中，至少一个冷却面与这些空腔中的至少一个邻接。至少一个冷 却面优选平行于主侧布置。冷却装置的四个用于冷却液的连接装置成对地布置在功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液冷装置（100），其具有冷却循环、多个能按序排列的功率半导体模块（1）和至少一个电容器装置（50），其中，功率半导体模块（1）具有功率电子开关装置（20）和用于冷却所述开关装置（20）的能穿流的冷却装置（10），所述冷却装置具有带有至少一个冷却面（160、162）的冷却体积（16）和四个用于冷却液的连接装置（110、120、130、140），其中，所述连接装置（110、120、130、140）成对地布置在所述功率半导体模块（1）的主侧（2a/b）上，并且其中，通过将前后相继的功率半导体模块（1）的相应的连接装置（110、120、130、140）间接或直接相互连接的方式，所述功率半导体模块（1）以其主侧（2a/b）串联在一起，并且其中，在至少两个前后相继的功率半导体模块（1）之间布置有电容器装置（50），所述电容器装置就其而言借助所述装置的冷却循环被直接或间接冷却。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·克内贝尔，苏珊娜·卡拉，安德烈亚斯·毛尔，于尔根·斯蒂格，
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：