BR102019008444B1 - Conjunto de montagem com componentes de potência eletrônicos ligados por fios e sua construção com uma caixa de motor - Google Patents

Abstract

CONJUNTO DE MONTAGEM COM COMPONENTES DE POTÊNCIA ELETRÔNICOS LIGADOS POR FIOS E SUA CONSTRUÇÃO COM UMA CAIXA DE MOTOR. A invenção se refere a um conjunto de montagem com componentes de potência eletrônicos ligados por fios para um inversor de um compressor elétrico de um sistema de ar condicionado. Além disso, a invenção se refere a uma construção do conjunto de montagem referido acima com uma caixa de motor de um compressor.

Description

[001] A invenção refere-se a um conjunto de montagem com componentes de potência eletrônicos ligados por fio, em particular para um inversor de um compressor elétrico de um sistema de ar condicionado. Além disso, a invenção se refere a uma construção desse conjunto de montagem com uma caixa de motor do compressor.

[002] Compressor elétrico de sistemas de ar condicionado em automóveis, que utilizam motores elétricos sem escovas, exigem um sistema eletrônico inversor, que converte a corrente contínua a partir da rede de alimentação na corrente alternada multifásica. Isso ocorre mediante aplicação de uma configuração com várias meias pontes, a qual é formada através de uma disposição de semicondutores de potência (IGBTs ou Mosfets) ligados por fio discretos ou através de um módulo de potência ligado por fios integral. Um módulo de potência compreende a disposição de pelo menos dois chips semicondutores em um substrato, incluindo contatos. A corrente multifásica exige uma ligação da etapa de potência do inversor para o final do enrolamento de fases correspondente do motor elétrico, isto é, a um borne de um terminal de entrada elétrico de caixa. Essa ligação é frequentemente criada através de trilhos condutores. Adicionalmente, o calor liberado, o qual é gerado dentro do semicondutor de potência como, por exemplo, dentro de transistores bipolares de porta isolada (IGBT) ou transistores de efeito de campo metal-óxido-semicondutores (MOSFETs), tem de ser dissipado eficazmente. De preferência, a dissipação do calor ocorre através de uma superfície de resfriamento adequada na caixa de motor, através de cujo volume interior circula gás de sucção frio. Isso exige uma pressão de contato adequada, com a qual cada semicondutor de potência é pressionado tendo em conta a espessura individual do respectivo semicondutor de potência contra a superfície de resfriamento. Por fim, o inversor deve estar projetado de forma a poder ser facilmente montado no corpo principal do compressor, preferencialmente na forma de um inversor modular simples.

[003] A partir do estado da técnica são conhecidas disposições, nas quais os semicondutores de potência e trilhos condutores do inversor estão montados em um suporte habitualmente metálico. Semicondutores de potência e trilhos condutores têm de ser isolados através de medidas adequadas do suporte. O suporte em si tem de ser montado na caixa de motor. Tradicionalmente os semicondutores de potência são isolados do suporte através de uma boa película condutora de calor. Trilhos condutores são guiados em uma caixa de trilhos condutores separada, a qual está montada no suporte metálico. O suporte com os semicondutores de potência e trilhos condutores montados, isto é, com a caixa de trilhos condutores, é aparafusado mediante aplicação de uma selagem colocada entre os mesmos e de uma boa camada intermediária condutora de calor.

[004] O objetivo subjacente à invenção consiste, em particular, em dispor e apoiar os componentes eletrônicos de potência de modo a que cada semicondutor de potência, isto é, um módulo de potência, seja pressionado com uma força de contato medida independentemente da espessura do respectivo semicondutor de potência ou do módulo de potência, diretamente contra a superfície de resfriamento na caixa de motor. Para além disso, uma tal disposição deve poder ser montada facilmente na peça principal do compressor, idealmente na forma de um inversor modular simples.

[005] A solução do objetivo da invenção consiste em um conjunto de montagem com componentes de potência eletrônicos ligados por fios de acordo com as características das reivindicações independentes. Aperfeiçoamentos são indicados nas reivindicações dependentes. Esse conjunto de montagem é particularmente adequado para um inversor de um compressor elétrico de um sistema de ar condicionado. O conjunto de montagem compreende uma estrutura de armação de suporte com um fundo, que forma um lado superior e um lado inferior da estrutura de armação de suporte e apresenta uma pluralidade de passagens do lado superior para o lado inferior da estrutura de armação de suporte para elementos de fixação, para a fixação da estrutura de armação de suporte a uma caixa de motor. No lado inferior do fundo estão projetadas uma cavidade de admissão ou uma pluralidade de cavidades de admissão, na qual está embutido um módulo de potência ligado por fios ou uma pluralidade de semicondutores de potência ligados por fio discretos. Nesse caso, em cada cavidade de admissão está projetada uma área de contato para um contato local da cavidade de admissão com uma superfície que aponta para cima do semicondutor de potência ou do módulo de potência, enquanto a superfície oposta que aponta para baixo do semicondutor de potência ou módulo de potência forma uma parte da superfície exterior inferior do conjunto de montagem. Preferencialmente, entre a área de contato da cavidade de admissão da estrutura de armação de suporte e a superfície que aponta para cima do semicondutor de potência ou módulo de potência, existe um contato linear ou contato de pontos. Em conformidade com a invenção, a estrutura de armação de suporte apresenta, acima das cavidades de admissão, uma área flexível, que é dobrável na direção da espessura do semicondutor de potência ou módulo de potência, em relação às outras áreas da estrutura de armação de suporte.

[006] O conjunto de montagem com os componentes de potência ligados por fios compreende assim uma pluralidade de semicondutores de potência discretos ou um módulo de potência ligado por fios integral, assim como uma estrutura de armação de suporte, dentro da qual está disposta a pluralidade dos semicondutores de potência discretos ou um módulo de potência ligado por fios individual e a qual pode ser fixada a uma caixa de motor de um compressor elétrico. Preferencialmente os meios de fixação são parafusos.

[007] Opcionalmente o conjunto de montagem com os componentes de potência elétricos ligados por fios compreende ainda uma pluralidade de trilhos condutores, que estão igualmente dispostos dentro da estrutura de armação de suporte. Caso não sejam utilizados quaisquer trilhos condutores, por exemplo, em compressores nos quais bornes do terminal de entrada elétrico de caixa entram em contato direto com o circuito impresso, o conjunto de montagem pode consistir apenas de semicondutores de potência e da estrutura de armação de suporte. A estrutura de armação de suporte pode ser posicionada abaixo do circuito impresso do inversor. De acordo com uma modalidade vantajosa da invenção, o fundo da estrutura de armação de suporte apresenta aberturas, através das quais são guiados os pinos de conexão dos semicondutores de potência ligados por fios ou do módulo de potência ligado por fios e se estendem através da estrutura de armação de suporte de tal modo que são passados através do circuito impresso do inversor posicionado na estrutura de armação de suporte e podem ser soldados no circuito impresso do inversor.

[008] A estrutura de armação de suporte disponibiliza cavidades de admissão para cada semicondutor de potência ou um módulo de potência e, opcionalmente, também ranhuras para um ou mais trilhos condutores. Trilhos condutores podem ser empurrados para dentro das ranhuras alocadas aos mesmos e posicionados e mantidos através das nervuras respectivamente atravessadas pela ranhura, que disponibilizam um encaixe estreito em relação ao trilho condutor correspondente. Preferencialmente, a estrutura de armação de suporte apresenta, nos trilhos condutores, ranhuras adaptadas no lado inferior do fundo, nas quais os trilhos condutores podem ser fixados através de encaixe por pressão. Os semicondutores de potência discretos ou o módulo de potência são posicionados, conforme já foi referido, dentro de cavidades de admissão adequadas dentro da estrutura de armação de suporte. As extremidades dos trilhos condutores podem ser, tal como os pinos de conexão dos semicondutores de potência ligado por fios ou do módulo de potência ligado por fios, fornecidas através de aberturas adequadas no fundo da estrutura de armação de suporte e se estenderem de tal modo que possam ser passadas através do circuito impresso do inversor e soldadas no circuito impresso do inversor.

[009] Um outro aspecto da invenção se refere a uma construção do conjunto de montagem referido acima com uma caixa de motor de um compressor. No estado montado na caixa de motor do compressor, a estrutura de armação de suporte está fixada através de uma pluralidade de elementos de fixação, preferencialmente parafusos, na caixa de motor do compressor. A estrutura de armação de suporte e os semicondutores de potência ou módulo de potência integrados na mesma são então pressionados contra uma superfície de resfriamento. Cada cavidade de admissão para um semicondutor de potência ou módulo de potência dentro da estrutura de armação de suporte apresenta uma área de contato, para aplicar a pressão de contato necessária no lado superior do semicondutor de potência. A estrutura de armação de suporte apresenta áreas flexíveis, de modo a que a mesma possibilita uma adaptação da estrutura de armação de suporte a diferenças de espessura dos semicondutores de potência discretos ou do módulo de potência, através de dobragem da estrutura de armação de suporte. Pontos de aparafusamento e elementos de contato são colocados de forma a que não surja qualquer redundância mecânica. Assim, em casos em que são utilizados semicondutores de potência discretos, não são colocados preferencialmente mais do que dois semicondutores de potência entre dois parafusos. Isso garante que todos os semicondutores de potência têm uma força de contato suficiente contra a superfície de resfriamento. Os semicondutores de potência podem estar dispostos de forma retangular, triangular, irregular ou circular. Para melhorar a condutividade térmica e para isolar eletricamente os dispositivos de potência e trilhos condutores em relação ao plano de resfriamento, é vantajosamente colocada uma camada intermediária de material condutor de calor, mais precisamente uma camada de material condutor de calor eletricamente isolante de boa condução térmica, abaixo do conjunto de montagem, ou seja, entre o conjunto de montagem e a superfície de resfriamento da caixa de motor. A estrutura de armação de suporte consiste preferencialmente de material plástico. No caso de o material plástico não ser suficientemente estável para gerar a pressão de contato suficiente contra os dispositivos de potência, podem ser utilizados reforços metálicos sobremoldados com ou interpostos por plástico dentro da estrutura de armação de suporte.

[010] Outros detalhes, características e vantagens de realizações da invenção ficarão claros a partir da seguinte descrição de exemplos de modalidade com referência aos desenhos associados. Mostram: Figura 1A: um conjunto de montagem em uma vista em perspectiva com vista sobre o lado superior de uma estrutura de armação de suporte, Figura 1B: o conjunto de montagem em uma vista superior sobre o lado inferior da estrutura de armação de suporte com semicondutores de potência e trilhos condutores embutidos, Figura 1C: o conjunto de montagem em ligação com um circuito impresso com vista sobre o circuito impresso com trilhos coletores e pinos de conexão dos semicondutores de potência que penetram no mesmo, Figura 1D: uma vista em perspectiva de uma caixa de motor com um conjunto de montagem montado na mesma, Figura 2: uma representação explodida de uma construção da caixa de motor com bornes de terminais de entrada elétricos de caixa e com uma superfície de resfriamento, uma camada intermediária de um material condutor de calor, assim como o conjunto de montagem com circuito impresso, Figura 3: uma representação em corte do conjunto de montagem com os semicondutores de potência no estado aparafusado, Figura 4A: um conjunto de montagem em uma vista em perspectiva com vista sobre o lado superior de uma estrutura de armação de suporte hexagonal, Figura 4B: o conjunto de montagem em uma vista superior sobre o lado inferior da estrutura de armação de suporte hexagonal com semicondutores de potência embutidos, Figura 4C: o conjunto de montagem em ligação com um circuito impresso com vista sobre o circuito impresso com os pinos de conexão dos semicondutores de potência que penetram no mesmo, Figura 4D: uma vista em perspectiva de uma caixa de motor com o conjunto de montagem montado na mesma com uma estrutura de armação de suporte hexagonal, Figura 5: uma representação explodida de uma constrição da caixa de motor com bornes de terminais de entrada elétricos de caixa e com uma superfície de resfriamento, uma camada intermediária de um material condutor de calor, assim como o conjunto de montagem com circuito impresso, Figura 6: uma representação em corte do conjunto de montagem com os semicondutores de potência no estado aparafusado, A Figura 1A e a Figura 1B mostram esquematicamente a estruturação principal de um conjunto de montagem 1, que compreende uma estrutura de armação de suporte 2, assim como componentes de potência eletrônicos ligados por fios dispostos na mesma na forma de uma pluralidade de semicondutores de potência 3 ligados por fios discretos, assim como trilhos condutores 4.

[011] A Figura 1A mostra o conjunto de montagem 1 em uma vista em perspectiva sobre o lado superior da estrutura de armação de suporte 2, que apresenta um fundo 5, que está rodeado por uma borda 6. O fundo 5 da estrutura de armação de suporte 2 apresenta diferentes aberturas 7, 8, sendo que, através de um grupo de aberturas 7, são passados pinos de conexão 3a dos semicondutores de potência 3 e, através de um outro grupo de aberturas 8, são passados trilhos condutores 4a. Além disso, a estrutura de armação de suporte 2 apresenta, de acordo com a Figura 1A, quatro tubos 9 que se projetam através do fundo 5 da estrutura de armação de suporte 2 para o guiamento e apoio de elementos de fixação. Os elementos de fixação estão presentes, de acordo com a Figura 1A, na forma de parafusos 10, cuja cabeça de parafuso tem de ser, respectivamente, maior do que o diâmetro interno do tubo 9, de modo a que a cabeça de parafuso possa ser pressionada como batente e/ou superfície de contato contra o lado frontal do tubo no lado superior da estrutura de armação de suporte 2 ou contra uma anilha colocada nesse lado frontal. Por meio dos parafusos 10 como meios de fixação, que são introduzidos a partir do lado superior, a estrutura de armação de suporte 2 pode ser fixada a uma caixa de motor.

[012] A Figura 1B mostra o conjunto de montagem 1 em uma vista superior da estrutura de armação de suporte 2 com semicondutores de potência 3 ligados por fios embutidos em cavidades de admissão da estrutura de armação de suporte 2 com, respectivamente, três pinos de conexão 3a, que são guiados através das aberturas 7 no fundo 5 da estrutura de armação de suporte 2. A Figura 1B mostra também as extremidades de parafuso dos parafusos 10 que se projetam através do fundo 5 da estrutura de armação de suporte 2.

[013] A Figura 1C mostra o conjunto de montagem 1 em ligação com um circuito impresso de inversos 11 com vista a partir de cima sobre esse circuito impresso 11. Nesse caso, as extremidades de trilhos condutores 4a e pinos de conexão 3a dos semicondutores de potência ligados por fios, se projetam através do circuito impresso 11. Para isso, as extremidades de trilhos 4a e pinos de conexão 3a dos semicondutores de potência são primeiro fornecidos através, respectivamente, de aberturas adequadas no fundo da estrutura de armação de suporte 2 e se estendem através da estrutura de armação de suporte 2 de tal modo que possam ser passados através do circuito impresso 11 assente na estrutura de armação de suporte 2 através de aberturas 12, 13 e possam ser soldados no circuito impresso 11. Um outro grupo de aberturas 14 no circuito impresso 11 é atravessado, por outro lado, pelos tubos 9 referidos acima, que estão previstos como dispositivos de fixação, nomeadamente para o guiamento e apoio dos parafusos 10. Nesse caso, a cabeça de parafuso dos parafusos 10 é, respectivamente, menor do que a abertura 14 associada e não é pressionada como batente e/ou superfície de contato contra o circuito impresso 11, mas sim contra o respectivo lado frontal superior do tubo 9.

[014] A Figura 1D mostra uma vista em perspectiva de uma caixa de motor 15 com um conjunto de montagem 1 montado na mesma. Através das diferentes aberturas 7, 8 no fundo 5 da estrutura de armação de suporte 2 são passados os pinos de conexão 3a dos semicondutores de potência 3 e os trilhos condutores 4a. Através dos tubos 9 são introduzidos os parafusos 10 como meios de fixação para a fixação do conjunto de montagem 1 na caixa de motor, sendo que a cabeça de parafuso é pressionada como batente e/ou superfície de contato contra o lado frontal do tubo no lado superior da estrutura de armação de suporte 2.

[015] A Figura 2 mostra uma representação explicada da construção da caixa de motor 15, uma camada intermediária 16 de um material condutor de calor, assim como o conjunto de montagem 1. O conjunto de montagem 1 compreende a estrutura de armação de suporte 2, em cujo lado inferior (não visível) os semicondutores de potência estão embutidos em cavidades de admissão e trilhos condutores estão embutidos em encaixes, e suporta no seu lado superior um circuito impresso 11, através do qual os pinos de conexão 3a dos semicondutores de potência e os trilhos condutores 4a se projetam. A caixa de motor 15 apresenta, na área para a montagem da estrutura de armação de suporte 1, superfícies de resfriamento 17, pelas quais flui um agente refrigerante, assim como bornes 18 dos terminais de entrada elétricos de caixa orientados perpendicularmente às superfícies de resfriamento 17, que estão dispostas, de acordo com a Figura 2, em uma série de três. Nesse caso, o conjunto de montagem 1 é fixado por meio de parafusos 10 na caixa de motor 15, sendo que a estrutura de armação de suporte 2 é pressionada no seu lado inferior, no qual semicondutores de potência ligados por fios e trilhos condutores estão embutidos em cavidades de admissão, contra a área da caixa de motor 15, na qual se encontram as superfícies de resfriamento 17 e bornes 18 dos terminais de entrada elétricos de caixa. Para melhorar a condutividade elétrica e para isolar eletricamente os semicondutores de potência e trilhos condutores em relação às superfícies de resfriamento, uma camada intermediária 16 de material condutor de calor termicamente isolante é colocada abaixo do conjunto de montagem 1, de modo a que o material condutor de calor se encontre entre as superfícies de resfriamento 17 da caixa de motor 15 e os semicondutores de potência 3. Simultaneamente, a camada intermediária 16 apresenta vários recessos 19 para os parafusos 10 e um recesso maior 20 para todos os três bornes 18 dos terminais de entrada elétricos de caixa.

[016] A Figura 3 mostra uma representação em corte do conjunto de montagem 1 com os semicondutores de potência 3 no estado aparafusado. A estrutura de armação de suporte 2 está posicionada abaixo do circuito impresso 11 do inversor. A estrutura de armação de suporte 2 apresenta no lado inferior cavidades de admissão 21 para cada semicondutor de potência 3, sendo que essas cavidades de admissão 21 estão abertas, respectivamente, para baixo. Os semicondutores de potência 3, no exemplo mostrado transistores bipolares com porta isolada (IGBT), são posicionados nessas cavidades de admissão 21 e, dessa forma, dentro da estrutura de armação de suporte 2, sendo que a superfície 3b que aponta para baixo do semicondutor de potência 3 está descoberta devido à posição da abertura da cavidade de admissão 21 da estrutura de armação de suporte 2. Cada cavidade de admissão 21 apresenta uma área de contato 22 projetada para um contato local da cavidade de admissão 21 com a superfície 3c superior do semicondutor de potência 3. No estado montado dentro da caixa de motor do compressor, que está representado esquematicamente sem a caixa de motor na Figura 3, a estrutura de armação de suporte 2 é pressionada através de uma pluralidade de parafusos 10, que estão inseridos nos tubos 9 que se projetam desde o circuito impresso até ao lado inferior, contra a superfície de resfriamento também não representada da caixa de motor. A cabeça de parafuso 10a é então pressionada como batente e/ou superfície de contato contra o lado frontal superior do tubo 9. A estrutura de armação de suporte 2 em si apresenta, na área acima das cavidades de admissão, uma elasticidade de modo a que seja possibilitada uma adaptação da estrutura de armação de suporte 2 a desvios na espessura do semicondutor de potência 3 através de dobragem dessa área 23 flexível da estrutura de armação de suporte 2. A dobragem da área 23 flexível da estrutura de armação de suporte 2 no estado montado está representada esquematicamente na Figura 3. Os parafusos 10 e áreas de contato 22 estão colocados de forma a que não surja qualquer redundância mecânica. Assim estão, respectivamente, dispostos precisamente dois semicondutores de potência 3 em uma série entre dois parafusos 10. O fato de não estarem dispostos mais que dois semicondutores de potência 3 em uma série entre dois parafusos 10 possibilita que todos os semicondutores de potência 3 sejam pressionados com uma força de contato razoável com a sua superfície 3b inferior descoberta pela estrutura de armação de suporte 2, na caixa de motor do compressor. A área de contato 22 de cada cavidade de admissão 21 está projetada de modo a que entre os semicondutores de potência 3 e a estrutura de armação de suporte 2 interior exista uma linha de contato, sendo que a linha de contato se prolonga perpendicularmente à direção da dobragem da área flexível 23 da estrutura de armação de suporte 2.

[017] A Figura 4A mostra um conjunto de montagem 101 como exemplo de modalidade para o caso de não serem utilizados quaisquer trilhos condutores, por exemplo em compressores nos quais os bornes do terminal de entrada elétrico de caixa entram em contato direto com o circuito impresso. Dessa forma, esse conjunto de montagem 101 consiste apenas de semicondutores de potência 103 ligados por fios e da estrutura de armação de suporte 102. A Figura 4A mostra uma vista em perspectiva com vista sobre o lado superior da estrutura de armação de suporte 102, que apresenta uma borda 106, que está projetada de forma retangular. O fundo 105 da estrutura de armação de suporte 102 apresente três séries de, respectivamente, seis aberturas 107 dispostas linearmente, sendo que cada série se prolonga desde uma área média do fundo 105 da estrutura de armação de suporte 2 até uma área próxima da borda 106. As três séries se prolongam em diferentes direções, o ângulo entre duas séries adjacentes é de, respectivamente, de preferência 120°. Através das aberturas 107 estão previstos semicondutores de potência para o terminal de entrada de caixa dos pinos de conexão. Além disso, a estrutura de armação de suporte 2 apresenta, de acordo com a Figura 4A, na área de cada canto da borda 106 retangular, uma abertura para a introdução de um parafuso 10, pelo que resulta uma disposição triangular para essas aberturas e para esses parafusos. 110.

[018] A Figura 4B mostra o conjunto de montagem 101 em uma vista superior sobre o lado inferior da estrutura de armação de suporte 102 hexagonal com, no total, seis semicondutores de potência 103 embutidos, que estão dispostos em pares, ou seja, em três grupos de dois. A Figura 4B mostra também as extremidades de parafuso dos parafusos 110 que se projetam através do fundo 105 da estrutura de armação de suporte 102. Cada semicondutor de potência 103 apresenta, respectivamente, três pinos de conexão 3a, que são guiados através das aberturas 107 no fundo 105 da estrutura de armação de suporte 102. Através da disposição em pares dos semicondutores de potência 103a os, no total, seis pinos de conexão 103a dos semicondutores de potência 103 adjacentes estão dispostos em uma série de modo a que possam ser guiados através de seis aberturas 107 correspondentes de uma das aberturas 107 dispostas linearmente referidas acima. A Figura 4B mostra também as extremidades de parafuso dos parafusos 110 que se projetam através do fundo 105 da estrutura de armação de suporte 102.

[019] A Figura 4C mostra o conjunto de montagem 101 em ligação com um circuito impresso 111 com vista sobre o circuito impresso 111 com os pinos de conexão 103a que penetram no mesmo dos semicondutores de potência. Para isso, os pinos de conexão 103a dos semicondutores de potência são primeiro fornecidos, respectivamente, através de aberturas adequadas no fundo da estrutura de armação de suporte 102 e se estendem através da estrutura de armação de suporte 102 de tal modo que possam ser passados através do circuito impresso 111 assente na estrutura de armação de suporte 102 através de aberturas 112 e possam ser soldados no circuito impresso 111.

[020] A Figura 4D mostra uma vista em perspectiva de uma caixa de motor 115 com o conjunto de montagem 101 montado na mesma por meio de parafusos com a estrutura de armação de suporte 102 hexagonal. Através dos grupos de aberturas referidos acima no fundo da estrutura de armação de suporte 102 são passados os pinos de conexão dos semicondutores de potência. Além disso, na construção, bornes 118 do terminal de entrada elétrico da caixa da caixa de motor 115 também são inseridos através de aberturas correspondentes no fundo da estrutura de armação de suporte 102 e se projetam visivelmente para fora.

[021] A Figura 5 mostra uma representação explodida de uma construção da caixa de motor 115 com os bornes 118 do terminal de entrada elétrica da caixa e com uma superfície de resfriamento 117, uma camada intermediária 106 de um material condutor de calor, assim como o conjunto de montagem 101. O conjunto de montagem 101 compreende a estrutura de armação de suporte 102, em cujo lado inferior (não visível) os semicondutores de potência estão embutidos em cavidades de admissão. A caixa de motor 115 apresenta, na área para a montagem da estrutura de armação de suporte 102, superfícies de resfriamento 117, pelas quais flui agente refrigerante, assim como bornes 118 de terminais de entrada da caixa orientados paralelamente às superfícies refrigerantes 117. Em comparação com o exemplo de modalidade de acordo com a Figura 2, os três bornes 118 do terminal de entrada elétrico da caixa estão muito mais espaçados uns dos outros e têm uma disposição essencialmente triangular. O fundo 115 da estrutura de armação de suporte 102 apresenta aberturas de passagem correspondentes, de modo a que os bornes 118 do terminal de entrada elétrico da caixa, na construção, também se projetem através da estrutura de armação de suporte 102. O conjunto de montagem 101 é fixado por meio de parafusos 110, sendo que a estrutura de armação de suporte 102 com o seu lado inferior, no qual os semicondutores de potência estão embutidos em cavidades de admissão, é pressionada contra a área da caixa de motor 115, na qual se encontram as superfícies de resfriamento e bornes 118 dos terminais de entrada elétricos da caixa. Para melhorar a condutividade elétrica e para isolar eletricamente os semicondutores de potência em relação às superfícies de resfriamento, uma camada intermediária 116 de material condutor de calor termicamente isolante é colocada abaixo do conjunto de montagem 101, de modo a que o material condutor de calor se encontre entre as superfícies de resfriamento 117 da caixa de motor 115 e os semicondutores de potência 103. Simultaneamente, a camada intermediária 116 apresenta três recessos 102 dispostos de forma triangular para todos os três bornes 118 do terminal de entrada elétrico da caixa.

[022] A Figura 6 mostra uma representação em corte do conjunto de montagem 101 com os semicondutores de potência 103 no estado aparafusado. A estrutura de armação de suporte 102 está posicionada abaixo do circuito impresso 111 do inversor. A estrutura de armação de suporte 102 apresenta, no lado inferior, cavidades de admissão 121 para cada semicondutor de potência 103, sendo que essas cavidades de admissão 121 estão, respectivamente, abertas para baixo. Os semicondutores de potência 103, no exemplo mostrado transistores bipolares com porta isolada (IGBT), são posicionados nessas cavidades de admissão 121 e, dessa forma, dentro da estrutura de armação de suporte 102, sendo que a superfície 103b que aponta para baixo do semicondutor de potência 103 está descoberta devido à posição da abertura da cavidade de admissão 121. Cada cavidade de admissão 121 apresenta uma área de contato projetada para um contato local da cavidade de admissão 121 com a superfície 103c superior do semicondutor de potência 103 na forma de um elemento de contato 122. No estado montado dentro da caixa de motor do compressor, que está representado esquematicamente na Figura 6 sem a caixa de motor, a estrutura de armação de suporte 102 é pressionada através de uma pluralidade de parafusos 110 contra a superfície de resfriamento também não representada da caixa de motor. A estrutura de armação de suporte 102 em si apresenta, na área acima das cavidades de admissão, um elemento 123 flexível e, dessa forma, uma elasticidade, de modo a que seja possibilitada uma adaptação da estrutura de armação de suporte 102 a desvios na espessura do semicondutor de potência através de dobragem desse elemento 123 flexível da estrutura de armação de suporte 102. A dobragem da área, isto é, elemento 123 flexível da estrutura de armação de suporte 102 no estado montagem está representada esquematicamente na Figura 6. Os parafusos 110 e elementos de contato 122 estão colocados de forma a que não surja qualquer redundância mecanicamente estática. Assim, estão respectivamente dispostos sempre precisamente dois semicondutores de potência 103 entre dois parafusos 110, conforme se pode ver a partir da Figura 4B. Dessa forma, é possível que todos os semicondutores de potência 103 sejam pressionados com força de contato razoável com a sua face 103b inferior, descoberta pela estrutura de armação de suporte 102 na caixa de motor do compressor. LISTA DE REFERÊNCIAS NUMÉRICAS 1 Conjunto de montagem com componentes de potência ligados por fios 2 estrutura de armação de suporte 3 semicondutor de potência 3a pinos de conexão 3b superfície do semicondutor de potência que aponta para baixo 3c superfície do semicondutor de potência que aponta para cima 4 trilho condutor 4a extremidades de trilhos condutores 5 fundo da estrutura de armação de suporte 6 borda da estrutura de armação de suporte 7 aberturas para pinos de conexão dos semicondutores de potência 8 aberturas para extremidades de trilhos condutores 9 tubos 10 parafusos 10a cabeça de parafuso 11 circuito impresso 12 aberturas para pinos de conexão no circuito impresso 13 aberturas para extremidades de trilhos condutores no circuito impresso 14 aberturas para tubos e parafusos no circuito impresso 15 caixa de motor 16 camada intermediária de material condutor de calor 17 superfície de resfriamento 18 borne de terminal de entrada elétrico de caixa 19 recesso na camada intermediária para os parafusos 20 recesso na camada intermediária para os bornes do terminal de entrada elétrico de caixa 21 cavidade de admissão para semicondutores de potência 22 área de contato 23 dobragem da estrutura de armação de suporte interior 101 conjunto de montagem com componentes de potência eletrônicos igados por fios 102 estrutura de armação de suporte 103 semicondutor de potência 103a pinos de conexão 103b superfície do semicondutor de potência que aponta para baixo 103c superfície do semicondutor de potência que aponta para cima 105 fundo da estrutura de armação de suporte 106 borda da estrutura de armação de suporte 107 aberturas para pinos de conexão dos semicondutores de potência 110 parafusos 111 circuito impresso 112 aberturas para pinos de conexão dos semicondutores de potência no circuito impresso 115 caixa de motor 116 camada intermediária de material condutor de calor 117 superfície de resfriamento 118 borne de terminal de entrada elétrico de caixa 120 recesso na camada intermediária para os bornes do terminal de entrada elétrico de caixa 121 cavidade de admissão para semicondutor de potência 122 elemento de contato 123 elemento flexível da armação de proteção

Claims (11)

1. Conjunto de montagem (1; 101) com componentes de potência eletrônicos ligados por fio para um inversor de um compressor elétrico de um sistema de ar condicionado, caracterizado por compreender uma estrutura de armação de suporte (2; 102) com um fundo (5; 105), rodeado por uma borda (6) lateral e que forma um lado superior e um lado inferior da estrutura de armação de suporte (2; 102) e apresenta uma pluralidade de passagens do lado superior para o lado inferior para elementos de fixação para a fixação da estrutura de armação de suporte (2; 102) em uma caixa de motor, sendo que no lado inferior do fundo (5; 105) está projetada uma cavidade de admissão (21; 121) ou uma pluralidade de cavidades de admissão (21; 121), na qual está embutido um módulo de potência ligado por fio ou uma pluralidade de semicondutores de potência (3; 103) ligados por fio discretos, e sendo que em cada cavidade de admissão (21; 121) está projetada uma área de contato (22; 122) para um contato local da cavidade de admissão (21; 121) com uma superfície (3c; 103c) que aponta para cima do semicondutor de potência (3; 103) ou do módulo de potência, enquanto a superfície oposta (3b; 103b) que aponta para baixo do semicondutor de potência (3; 103) forma uma parte da superfície exterior inferior do conjunto de montagem (1; 101), e sendo que a estrutura de armação de suporte (2; 102), acima das cavidades de admissão (21; 121), apresenta uma área flexível (23; 123), que é dobrável em direção da espessura do semicondutor de potência (3; 103) ou do módulo de potência, em relação às outras áreas da estrutura de armação de suporte (2; 102).

2. Conjunto de montagem (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma pluralidade de trilhos condutores, que estão dispostos dentro da estrutura de armação de suporte (2).

3. Conjunto de montagem (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a estrutura de armação de suporte (2) no lado inferior do fundo (5) apresentar ranhuras adaptadas aos trilhos condutores, às quais os trilhos condutores (4) estão fixados por pressão para dentro.

4. Conjunto de montagem (1; 101), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o fundo da estrutura de armação de suporte apresentar aberturas (7; 107), através das quais são guiados pinos de conexão (3a; 103a) do semicondutor de potência (3; 103) ligado por fios ou do módulo de potência ligado por fios e se estendem através da estrutura de armação de suporte (2; 102), de tal modo que as mesmas podem ser passadas através de um circuito impresso (11; 111) do inversor posicionado sobre a estrutura de armação de suporte (2; 102) e podem ser soldadas no circuito impresso (11; 111) do inversor.

5. Conjunto de montagem (1), de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado por os trilhos condutores (4a) serem guiados através de aberturas (8) adequadas no fundo (5) da estrutura de armação de suporte (2) e se estenderem através da estrutura de armação de suporte (2), de tal modo que as mesmas podem ser passadas através de um circuito (11) posicionado sobre a estrutura de armação de suporte (2) do inversor e podem ser soldadas no circuito impresso (11) do inversor.

6. Conjunto de montagem (1; 101), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por, entre a área de contato (22; 122) da cavidade de admissão (21; 121) e a superfície que aponta para cima (3c, 103c) do semicondutor de potência (3; 103) ou do módulo de potência, existir uma linha de contato ou ponto de contato.

7. Conjunto de montagem (1; 101), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a estrutura de armação de suporte (2; 102) consistir em material plástico.

8. Conjunto de montagem (1; 101), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por serem usados reforços metálicos sobremoldados com plástico dentro da estrutura de armação de suporte (2; 102).

9. Construção de um conjunto de montagem (1; 101), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, com uma caixa de motor (15; 115) de um compressor, caracterizada por a estrutura de armação de suporte (2; 102) estar fixada na caixa de motor através de uma pluralidade de parafusos (10; 110) e o semicondutor de potência (3; 103) ou o módulo de potência disposto na estrutura de armação de suporte (2; 102) ser pressionado contra uma superfície de resfriamento (17; 117).

10. Construção, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por uma camada intermediária (16; 116) de material condutor de calor estar colocada abaixo do conjunto de montagem (1; 101), entre o conjunto de montagem (1; 101) e a superfície de resfriamento (17; 117) da caixa de motor (15; 115).

11. Construção, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizada por, em casos em que são usados semicondutores de potência (3; 103) discretos, não estarem colocados mais que dois semicondutores de potência (3; 103) entre dois parafusos (10; 110).