BR112018010837B1

BR112018010837B1 - Arranjo de barramento, módulo conversor, e, uso de um arranjo de barramento

Info

Publication number: BR112018010837B1
Application number: BR112018010837-5A
Authority: BR
Inventors: Jürgen Bohmer; Rüdiger Kleffel; Eberhard Ulrich Krafft; Andreas Nagel; Jan Weigel
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2022-10-18
Also published as: EP3351071A1; CN108370652A; US10374521B2; WO2017108333A1; EP3351071B1; BR112018010837A2; ES2762998T3; RU2690021C1; DK3351071T3; US20190036461A1; CN108370652B; EP3185660A1

Abstract

ARRANJO DE BARRAMENTO, MÓDULO CONVERSOR, E, USO DE UM ARRANJO DE BARRAMENTO. Em suma, a presente invenção se refere a um arranjo de barramento (1) para fazer contato elétrico com pelo menos um módulo semicondutor (2), em que o arranjo de barramento (1) tem pelo menos dois barramentos (11), em que os barramentos (11) são arranjados de uma maneira mutualmente sobreposta pelo menos em uma região de sobreposição (13) do arranjo de barramento (1), em que os barramentos (11) são eletricamente isolados entre si, em que cada um dos barramentos (11) tem pelo menos uma rede (20) com um elemento de conexão (21), em que as redes (20) dos barramentos (11) são arranjadas sem uma sobreposição. Com a finalidade de reduzir a interação entre as conexões do módulo semicondutor ou dos módulos semicondutores, propõem-se a orientação das redes (20) de tal maneira que um primeiro eixo geométrico (31) possa ser formado, sendo que o primeiro eixo geométrico se estende através do elemento de conexão (21) da respectiva rede (20) e até o ponto de uma transição (19) da respectiva rede (20) para a região de sobreposição (13) do arranjo de barramento (1) e em que o primeiro eixo geométrico cruza um segundo eixo geométrico (32), que é formado por uma conexão de dois elementos de conexão (21) das redes (20), em um ângulo (...).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um arranjo de barramento para fazer contato elétrico com pelo menos um módulo semicondutor, em que o arranjo de barramento tem pelo menos dois barramentos, em que os barramentos são arranjados de uma maneira mutualmente sobreposta pelo menos em uma região de sobreposição do arranjo de barramento, em que os barramentos são eletricamente isolados entre si, em que cada um dos barramentos tem pelo menos uma rede com um elemento de conexão, em que as redes dos barramentos são arranjadas sem uma sobreposição. A presente invenção se refere adicionalmente a um módulo conversor com tal arranjo de barramento, um módulo semicondutor e pelo menos um capacitor. A presente invenção se refere adicionalmente ao uso de um arranjo de barramento desse tipo para conectar pelo menos um módulo semicondutor a pelo menos um capacitor.

[002] Devido à sua capacidade de comutar correntes grandes rápida e frequentemente, semicondutores precisam de uma conexão de baixa indutância a um capacitor. Esse capacitor também é denominado como um capacitor de ligação de CC. Barramentos são, em sua maioria, usados para estabelecer a conexão de baixa indutância. Em tais casos, conversores para potências altas são tipicamente construídos com módulos semicondutores, também denominados como módulos, arranjados próximos entre si e comutados paralelamente. Em uma geometria de conexão típica, as conexões de corrente contínua, também denominadas como conexões CC+/CC-, estão próximas entre si em um lado do módulo. Para tornar as mesmas adequadas para chips semicondutores comutados altamente dinâmicos, uma indutância pequena no módulo, e também no circuito de comutação externo, é essencial. Esses módulos oferecem a opção de uma estrutura de conversor modular com a finalidade de se adaptar às exigências de potência mediante a comutação paralela ou para se adaptar à função desejada (diferentes fases de conversor) por conexão de carga independente.

[003] Em tais casos, a simetria de corrente de alto grau do módulo semicondutor comutado paralelamente é desejável, visto que o módulo que porta a carga mais alta define a potência do circuito paralelo. No caso em que a potência de um módulo deveria, se possível, ser independente do módulo acionado independentemente adjacente. Os pares de conexões de corrente contínua localizados próximos entre si, isto é, a conexão CC+ e a conexão CC-, pelo menos faz contato com um sistema de barramento de circuito com ligação de CC comum.

[004] Um barramento e um par de barramentos para um módulo plano são conhecidos a partir do documento DE 10 2004 060 583 A1. Nesta invenção, o barramento tem inúmeros terminais de conexão, sendo que cada um tem uma região de conexão dotada de um furo perfurado, em que cada terminal de conexão é formado por meio de uma fenda a partir de uma área de borda do barramento e por meio de duas bordas curvadas de modo que suas regiões de conexão são arranjadas espaçadas entre si e próximas entre si em um plano paralelo ao barramento. Assim, o sistema de barramento plano com baixa indutância dos dois barramentos é continuado na região de conexão do módulo plano.

[005] Um conjunto de barramento para um módulo inversor com um módulo de potência, um módulo de capacitor com pelo menos um capacitor e uma bateria, que conecta todos esses componentes entre si por um barramento, é conhecido a partir documento no U.S. 2010/0089641 A1. O barramento tem uma porção de base que é acoplada eletricamente à bateria, e uma porção de barramento ramificada que se estende a partir do barramento de base para o módulo de potência e conecta o mesmo eletricamente ao módulo de capacitor em pontos entre o nó de base e o módulo de potência.

[006] O objeto subjacente da presente invenção é o de especificar um elemento de conexão para a conexão a um módulo semicondutor, que reduz uma interação entre as conexões do módulo semicondutor ou os módulos semicondutores e que tem uma espessura pequena.

[007] O objeto é alcançado por meio de um arranjo de barramento para fazer contato elétrico com pelo menos um módulo semicondutor, em que o arranjo de barramento tem pelo menos dois barramentos, em que os barramentos são arranjados de uma maneira mutualmente sobreposta pelo menos em uma região de sobreposição do arranjo de barramento, em que os barramentos são eletricamente isoladas entre si, em que cada um dos barramentos tem pelo menos uma rede com um elemento de conexão, em que as redes dos barramentos são arranjadas sem uma sobreposição, em que as redes são orientadas de modo que um primeiro eixo geométrico possa ser formado, que se estende através do elemento de conexão da respectiva rede para a região de sobreposição do arranjo de barramento, e que cruza um segundo eixo geométrico, que é formado por uma conexão de dois elementos de conexão das redes, em um ângulo entre 0° e 45°, em que o arranjo de barramento tem uma região isolante, que é arranjada de modo a reduzir ou impedir uma corrente na rede em uma direção perpendicular ao segundo eixo geométrico. O objeto é adicionalmente alcançado por meio de um módulo inversor com tal arranjo de barramento, por pelo menos um módulo semicondutor e por pelo menos um capacitor, em que o módulo semicondutor tem duas conexões de corrente contínua, em que as conexões de corrente contínua são, cada uma, eletricamente conectadas a um elemento de conexão do arranjo de barramento, em que o capacitor tem dois eletrodos, em que os barramentos do arranjo de barramento são, cada um, conectados eletricamente a um eletrodo do capacitor. O objeto é adicionalmente alcançado pelo o uso de um arranjo de barramento desse tipo para conectar pelo menos um módulo semicondutor a pelo menos um capacitor, especialmente em um conversor.

[008] Modalidades vantajosas da presente invenção são especificadas nas reivindicações dependentes.

[009] A ideia subjacente da presente invenção é que a interação entre as conexões de corrente contínua de um módulo semicondutor ou dos inúmeros módulos semicondutores pode ser reduzida pelo acoplamento magnético dos campos magnéticos que são gerados pelas correntes nas conexões de corrente contínua sendo reduzidos. Uma maneira em que isso pode ser influenciado é pela modalidade dos elementos de conexão do arranjo de barramento. Vários projetos de conexão são concebíveis para isso, que são submetidos, em cada caso, às restrições de exigências de isolamento entre os potenciais de corrente contínua. Comum a todos, em cada caso, no entanto, é a função de fazer contato entre um circuito de ligação de CC e um módulo semicondutor ou pelo menos dois módulos semicondutores, em que diferenças são produzidas na área circundante próxima aos módulos, especialmente às conexões de módulo.

[0010] Em tais casos, as trajetórias de corrente no sistema de barramento sempre alcançam enlaces, que geram campos magnéticos e são acopladas aos campos externos. A distribuição de densidade de corrente no sistema de barramento é essencialmente orientada às impedâncias ôhmicas e indutivas e às condições geométricas obrigatórias. Quanto menor a frequência, maior a distribuição de densidade de correntes estabelecida de acordo com as perdas ôhmicas. Quanto mais alta for a frequência, mais uma corrente de avanço se volta para a proximidade da corrente de retorno com a finalidade de minimizar o teor de energia do campo magnético. A corrente de avanço se refere à corrente em um dos dois barramentos. A corrente de retorno é uma corrente oposta à corrente de avanço no outro barramento em cada caso. De modo que a corrente de avanço e a corrente de retorno possam fazer a compensação entre si, assim como, possivelmente os barramentos são arranjados paralelamente entre si na região de sobreposição. A distância irá essencialmente ser definida pela diferença potencial dos barramentos. Uma descarga entre os barramentos precisa ser impedida. Com a finalidade de manter a distância tão pequena quanto possível e, dessa forma, impedir a formação de campos magnéticos surgindo, foi provado como sendo vantajoso arranjar um isolador entre os barramentos. Isso permite que a distância seja mantida pequena.

[0011] Isso significa que a região de sobreposição não representa qualquer fonte significativa para um campo magnético, visto que a corrente de avanço e a corrente de retorno se compensam entre si nessa região e os campos magnéticos associados às mesmas, do mesmo modo, se compensam entre si e não criam qualquer efeito de acoplamento.

[0012] A região de sobreposição é a área em que os dois barramentos se sobrepõem. Em outras palavras, dependendo do ângulo de vista, esses barramentos estão dispostos próximos entre si ou um sobre o outro nessa área. Expressado de modo diferente, um barramento está disposto na parte de trás do outro barramento na região de sobreposição quando visto a partir de um eixo geométrico no arranjo de barramento, que é perpendicular ao arranjo de barramento. Na região de sobreposição os barramentos podem ser arranjados paralelamente, mas isso não é absolutamente necessário. É possível, do mesmo modo, arranjar os barramentos paralelamente entre si em uma primeira parte da região de sobreposição e arranjar os barramentos não paralelamente entre si em outra segunda parte da região de sobreposição, por exemplo, nas proximidades da transição entre a rede e a região de sobreposição. Assim, em particular com um arranjo não paralelo, pode ser presumido que há um arranjo sobreposto, se com um arranjo não paralelo dos barramentos, os mesmos se cruzam em um ângulo de até 90°.

[0013] Na região das conexões os barramentos podem ser realizados em sua maioria sem sobreposição. Essa área é, portanto, livre de sobreposições. A região livre de sobreposição é formada por meio de uma rede. Em tais casos, sendo que cada uma das redes tem pelo menos um elemento de conexão. O elemento de conexão, em uma modalidade simples, pode envolver um furo, que pode estabelecer um contato elétrico com o módulo semicondutor por meio de um parafuso. As redes, em tais casos, são designadas de modo que uma corrente que flui através das mesmas gere um campo magnético, que não penetra, ou apenas penetra até uma pequena extensão, outra rede ou uma conexão que é eletricamente isolada da rede. As redes em tais casos, são orientadas de modo que as mesmas se estendam paralelamente a um eixo geométrico, que é formado pelas conexões de um semicondutor ou de inúmeros semicondutores. A orientação da rede deve ser entendida como a orientação da conexão do elemento de conexão da transição para a região de sobreposição. A corrente essencialmente também flui nessa direção durante a operação. Até um desvio de até 45° a partir do curso paralelo, isto é, uma faixa de ângulos de 0° a 45°, ainda causa uma redução suficiente nos acoplamentos de campos magnéticos. Com um fluxo de corrente que ocorre paralelamente ao segundo eixo geométrico, no caso ideal, o acoplamento é completamente removido. Na faixa de ângulos especificada acima, no entanto, o acoplamento já é tão pequeno que, em particular na operação com frequências altas, em que as indutâncias têm um efeito particularmente forte, já é possível de uma maneira vantajosa.

[0014] Visto que a corrente se espalha a partir do elemento de conexão para a transição na rede, há também uma proporção pequena da corrente em uma direção perpendicular à orientação da rede, que é, no entanto, menor ou bem menor do que a proporção na direção paralelamente à orientação da rede. Isso permite que um acoplamento magnético das diferentes conexões de um ou mais módulos semicondutores seja muito reduzido ou seja evitado completamente.

[0015] O arranjo da invenção permite acoplamentos magnéticos indesejados entre as conexões, em particular as conexões de corrente contínua, de módulos adjacentes ou circuitos adjacentes, por exemplo, diferentes meias-pontes, de um módulo a ser evitado, que leva às indutâncias com diferentes efeitos nas redes diferentes. Em particular com processos de comutação altamente dinâmicos, sendo que os ditos processos deveriam ter, por outro lado, com comutação paralela, um efeito negativo na simetria de corrente. Por outro lado, os mesmos levam a acoplamentos indesejados no comportamento de comutação de módulos independente adjacentes, do que as correntes de comutação podem basicamente ser diferentes, até opostas em relação ao mesmo tamanho. Isso é evitado pelo arranjo de barramento da invenção.

[0016] Foi mostrado quanto mais baixa a indutância do módulo estrutura e quanto mais rápido a corrente muda nas conexões, mais vantajoso é o efeito do arranjo de barramento de acordo com a presente invenção no desacoplamento das conexões individuais do módulo semicondutor ou dos módulos semicondutores. Ademais, um acoplamento parasítico dos campos magnéticos em circuitos de controle de um circuito eletrônico adjacente pode ser muito reduzido, o que poderia, de outro modo, levar a um comportamento dependente de comutação de diferentes módulos.

[0017] O arranjo de barramento é amplamente construído de acordo com uma linha monofilar, que transporta para frente e a corrente de retorno em arranjo plano diretamente adjacentes entre si. Onde isso não é possível por razões de isolamento, a geometria irá ser projetada de modo que o fluxo de corrente nos barramentos não gere quaisquer componentes de campo magnético, que se acoplem nas conexões adjacentes. A superfície se estende, sendo que uma voltagem pode ser induzida por campos magnéticos parasíticos, é reduzida a um mínimo. Para essa finalidade, uma superfície mínima entre os barramentos é fornecida nos planos paralelos à distância. Por uma geometria adequada das redes, uma influência magnética de módulos adjacentes por correntes, que não flui na linha monofilar, é minimizada ou removida.

[0018] O sistema de barramento produz os benefícios de uma emissão mínima de campos magnéticos parasíticos. Isso é acompanhado por um acoplamento mínimo de campos magnéticos parasíticos nas regiões indesejadas. Através isso, tanto no circuito de potência quanto através dos circuitos de controle, a influência mútua dos módulos semicondutores arranjados próximos entre si ou de circuitos de comutação de um módulo semicondutor arranjados próximos entre si é minimizada.

[0019] Para um conversor, o benefício produzido é que inúmeros módulos semicondutores, para diferentes fases, por exemplo, podem ser arranjados em proximidade física. Isso permite que os conversores sejam fabricados especialmente pequenos, leves e compactos.

[0020] Foi provado como sendo vantajoso arranjar uma região isolante no arranjo de barramento. As regiões isolantes são regiões não condutivas no arranjo de barramento. Expressado de modo diferente, as mesmas são regiões no arranjo de barramento em que nenhum barramento está presente ou em que os barramentos não se estendem. As mesmas podem ser realizadas de uma maneira simples, por exemplo, mediante a remoção do material do barramento. Assim, os barramentos podem ter reentrâncias, recortes ou furos (circulares, retangulares ou como uma fenda), por exemplo, que levam ao curso da corrente no barramento, em particular na rede, que é influenciada. Assim, por exemplo, as reentrâncias, furos ou recortes, por exemplo, retangulares, podem estar presentes em um barramento de cobre, que impede ou pelo menos reduz um fluxo de corrente nessa área e/ou em uma direção específica. Também um arranjo separado fisicamente das partes do barramento, em que ar está presente no vão entre as partes do barramento, pode ser visto como uma região isolante. Com o auxílio da região isolante é possível transportar a corrente na rede de modo que a mesma se estenda paralelamente ao segundo eixo geométrico. O segundo eixo geométrico envolve um eixo geométrico que é formado pela conexão de dois elementos de conexão das redes. Assim, esse eixo geométrico corresponde ao eixo geométrico que é formado pela conexão de um módulo semicondutor ou pelas conexões de diferentes módulos semicondutores. De uma maneira simples e de baixo custo, isso permite que um fluxo de corrente em uma direção seja impedido, o que gera um campo magnético que tem um efeito de acoplamento nas outras conexões. Através da orientação das redes, um fluxo de corrente é possível na rede de modo que um campo magnético de acoplamento seja impedido. Adicionalmente, através da introdução de uma região isolante, um fluxo de corrente na rede é impedido, o que pode levar a um campo magnético de acoplamento. Isto é, um campo magnético que cruza com outras redes do arranjo de barramento.

[0021] No caso, a região isolante do arranjo de barramento pode ser arranjada nas proximidades da rede ou nas proximidades da região de sobreposição. Ademais, é possível arranjar inúmeras regiões isolantes no arranjo de barramento. Também, a região isolante pode se estender até áreas dispostas nas proximidades da rede e da região de sobreposição.

[0022] Em uma modalidade vantajosa da presente invenção, as redes são orientadas de modo que um primeiro eixo geométrico adicional possa ser formado, que se estende através do elemento de conexão da respectiva rede e um ponto de transição entre a respectiva rede e a região de sobreposição do arranjo de barramento, e que se estende paralelamente ou essencialmente paralela ao segundo eixo geométrico. Essencialmente paralelo nesse contexto significa que a distância diferente da conexão de corrente contínua do módulo semicondutor é ignorada. Essa distância é produzida pela sobreposição do arranjo, visto que um barramento está, de algum modo, adicionalmente longe das conexões de corrente contínua do que o outro. Dependendo do tamanho da rede, um ângulo de até 10° ou de até 20°, que surge da distância dos barramentos entre si, entre o primeiro eixo geométrico adicional e o segundo eixo geométrico pode, ainda, ser visto essencialmente como paralelo.

[0023] Através dessa modalidade, um dos casos que também é incluído é o que as redes são orientadas em uma direção que corresponde à conexão das conexões do módulo semicondutor e/ou dos módulos semicondutores. Ademais, dessa modalidade inclui o caso em que a região de sobreposição e as redes são, cada uma, localizadas em um plano. Isso permite que o arranjo de barramento e os barramentos correspondentes sejam fabricados de uma maneira especialmente simples. A orientação das redes em uma direção paralela a um eixo geométrico que é formado pelas conexões do módulo semicondutor não gera qualquer ou apenas gera uma pequena interação de uma corrente de uma conexão do módulo semicondutor e outra conexão do módulo semicondutor ou de outro módulo semicondutor. O eixo geométrico que é formado pelas conexões do módulo semicondutor geralmente corresponde ao eixo geométrico que é formado por uma conexão de dois elementos de conexão das redes.

[0024] Visto que as linhas do campo magnético se formam em um formato aproximadamente circular ao redor das redes quando a corrente flui através das redes, nenhum campo magnético que é formado por essa corrente está presente nas conexões restantes do módulo semicondutor e/ou nas conexões restantes dos módulos semicondutores restantes. Se possível, campos de fuga podem meramente ser produzidos como um resultado de irregularidades, que são apenas de pequeno tamanho, no entanto.

[0025] A direção de uma rede deve ser entendida como o eixo geométrico que é produzido do ponto de conexão da rede e da transição da rede para a região de sobreposição. A direção da rede essencialmente corresponde à direção da corrente que flui através dessa rede.

[0026] Em uma modalidade adicional vantajosa da presente invenção, a região isolante é arranjada de modo a reduzir ou impedir a formação de uma corrente na transição entre a rede e a região de sobreposição em uma direção perpendicular ao segundo eixo geométrico. Foi provado como sendo vantajoso para a fabricação das redes a partir de um material condutivo tal como cobre, por exemplo, para fornecer uma região isolante na área dos elementos de conexão e, assim, tenha a capacidade de especificar uma direção para a corrente na rede a partir do elemento de conexão para a região de sobreposição. No caso, a região isolante é vantajosamente arranjada em uma região que está disposta entre a rede e a região de sobreposição e impede a formação de uma corrente que se estende perpendicular a um eixo geométrico que é formado pelas conexões do módulo semicondutor ou dos módulos semicondutores. Ademais, foi provado como sendo útil, através da região isolante, para impedir correntes cruzem um eixo geométrico que é formado pelas conexões do módulo semicondutor ou dos módulos semicondutores em um ângulo de maior do que 45°. Foi provado como sendo especialmente vantajoso impedir correntes que não se estendem paralelamente a um eixo geométrico que é formado pelas conexões do módulo semicondutor ou dos módulos semicondutores. As regiões isolantes permitem que barramentos, especialmente barramentos com uma área de superfície grande, com uma área de superfície de mais do que 100 cm2, sejam fabricados de uma maneira simples a partir de um material condutivo tal como cobre, por exemplo.

[0027] Ademais, foi provado como sendo útil nessa modalidade da presente invenção que as redes tenham pelo menos duas transições para uma região de sobreposição. Essas transições, assim como condutivas da corrente, também podem funcionar para manter, isto é, reter, os barramentos. Foi mostrado que, até com duas transições, o peso dos barramentos pode surgir pelas transições entre a rede e a região de sobreposição. Retentores específicos, que poderiam possivelmente também levar ao superesforço mecânico dos retentores, podem ser dispensados. O superesforço significa que os retentores reagem sensivelmente às flutuações de temperatura, que surgem durante a operação nos dispositivos e sistemas em que os barramentos estão localizados. Reter os barramentos através das redes significa que retentores adicionais podem ser dispensados e o arranjo não sofre superesforço durante a expansão térmica, de modo que o tempo de vida desse arranjo pode ser muito aprimorado dessa forma em alguns casos.

[0028] Em uma modalidade adicional vantajosa da presente invenção, a região isolante é arranjada de modo que a mesma esteja em contiguidade a uma região de sobreposição. Isso envolve uma forma de modalidade de como uma corrente na rede perpendicular ao segundo eixo geométrico pode ser impedido. Para essa finalidade, reentrâncias, isto é, regiões isolantes, são arranjadas nas proximidades da região de sobreposição. Foi provado como sendo seja especialmente vantajoso para as regiões isolantes se juntar na região de sobreposição em pelo menos dois ou em pelo menos três lados ou na forma de um segmento de círculo, especialmente de um semicírculo. Isso permite que uma região isolante seja criada de uma maneira especialmente simples de modo que a corrente na rede perpendicular ao segundo eixo geométrico seja confiavelmente evitada ou pelo menos muito reduzida.

[0029] Em uma modalidade adicional vantajosa da presente invenção, a região isolante é arranjada em algumas seções em um limite entre a rede e a região de sobreposição. O efeito condutivo é, assim, removido em um limite entre a rede e a região de sobreposição, de modo que nenhuma corrente possa fluir nessa direção. Esse isolamento pode ser usado de uma maneira vantajosa para forçar uma corrente paralela ao segundo eixo geométrico na rede, em que um componente perpendicular ao segundo eixo geométrico é evitado pela região isolante. O limite entre a rede e a região de sobreposição não mais representa uma transição entre a rede e a região de sobreposição, visto que um fluxo de corrente da rede para a região de sobreposição ou da região de sobreposição à rede não é mais possível. As modalidades exemplificativas mostradas e descritas nas figuras em particular mostram uma região isolante no limite entre a rede e a região de sobreposição.

[0030] A diferença entre limite e transição está fundamentada no fato de que o limite não seja uma transição condutiva entre a rede e a região de sobreposição nesse ponto, mas esses apenas estão dispostos em proximidade. Se necessário, como nessa modalidade exemplificativa, a região isolante pode ser arranjada pelo menos em algumas seções no limite entre a rede e a região de sobreposição.

[0031] Em uma modalidade adicional vantajosa da presente invenção, pelo menos duas dentre as redes são realizadas simetricamente entre si. A estrutura simétrica produz circunstâncias simétricas em relação aos campos magnéticos. Em particular quando o acoplamento a outras conexões não é completamente impedido, pode ser garantido pela estrutura simétrica que pelo menos o acoplamento é o mesmo ou pelo menos quase o mesmo no geral. Dessa maneira, as conexões do módulo semicondutor ou dos módulos semicondutores tem pelo menos um comportamento quase equivalente.

[0032] Uma modalidade simétrica de duas redes significa, em particular, que as duas redes são projetadas de modo simétrico a um plano, simétrico espelhado, simétrico por eixo geométrico ou simétrico por ponto em relação entre si.

[0033] A modalidade simétrica dos barramentos pode ser alcançada de uma maneira simples por dois barramentos sendo realizados identicamente, mas por um barramento sendo arranjado e girado em 180°. O caso de barramentos simétricos também inclui uma modalidade dos barramentos que é realizada identicamente, mas que é deslocada em relação entre si de modo que os elementos de conexão dos respectivos barramentos estão localizados em diferentes pontos. Isso tem a vantagem de ter a capacidade de usar os mesmos barramentos para construir o arranjo de barramento. Através do uso das mesmas partes facilita-se a logística e o inventário para a fabricação de um arranjo de barramento desse tipo.

[0034] Em uma modalidade adicional vantajosa da presente invenção, uma camada isolante é arranjada na região de sobreposição do arranjo de barramento entre os barramentos e os barramentos em contiguidade à camada isolante em cada caso pelo menos em algumas seções. Foi provado como sendo vantajoso arranjar uma camada isolante entre os barramentos. De uma maneira vantajosa isso tem uma boa propriedade eletricamente isolante. O resultado alcançado por isso é que, independente de uma diferença potencial alta, os barramentos podem ser arranjados em proximidade física sem que danos ocorram devido às descargas. A proximidade física dos barramentos tem o efeito, na região de sobreposição do arranjo de barramento, dos campos magnéticos que surgem a partir das correntes que fluem nos barramentos se compensam, amplamente, entre si. Ademais, é garantido pela camada isolante que uma distância mínima é mantida entre os barramentos pela espessura do material de camada isolante. Ademais, a estrutura em que a camada isolante é arranjada entre os barramentos fornece a essa estrutura, uma estabilidade mecânica maior. A camada isolante também é denominada como um isolador.

[0035] Em uma modalidade adicional vantajosa da presente invenção, os barramentos têm, cada um, pelo menos duas redes, cada uma com pelo menos um elemento de conexão. Nessa modalidade, é adequado conectar inúmeros módulos semicondutores ao arranjo de barramento. Como uma alternativa ou adicionalmente, um módulo semicondutor também pode ser construído de uma maneira modular, de modo que o mesmo tenha inúmeras conexões similares de corrente contínua, isto é, mais do que uma conexão CC+ e mais do que uma conexão CC-. Isso permite que o desempenho de um módulo semicondutor seja aprimorado por inúmeros submódulos com suas próprias conexões que estão presentes na estrutura do módulo semicondutor, em que as conexões dos submódulos também representa as conexões do módulo semicondutor.

[0036] Os barramentos com inúmeras redes são também especialmente adequados para a construção de um circuito em ponte em que inúmeras fases no lado de corrente alternada são conectadas através de módulos semicondutores ao mesmo circuito de ligação de CC, especialmente ao mesmo capacitor de ligação de CC ou ao mesmo capacitor de ligação de CCs, no lado de corrente contínua.

[0037] Em ambos os casos foi provado como sendo vantajoso para os pares de elementos de conexão que são destinados a se conectarem às conexões de corrente contínua do mesmo módulo semicondutor, para formar um eixo geométrico em cada caso e para que esses eixos geométricos dos diferentes módulos semicondutores se estendam paralelamente entre si. Foi provado como sendo especialmente vantajoso para todos os elementos de conexão do arranjo de barramento o arranjo em um eixo geométrico comum. Isso permite que tanto o arranjo de barramento quanto os módulos semicondutores sejam arranjados de uma maneira simples e com economia de espaço. Ademais, com isso, o arranjo do acoplamento das conexões individuais, em particular o acoplamento entre conexões de diferentes módulos semicondutores, é muito leve ou não mais evidente.

[0038] Em uma modalidade adicional vantajosa da presente invenção, o módulo conversor tem pelo menos dois módulos semicondutores, em que os módulos semicondutores são arranjados em um circuito paralelo em relação às suas conexões de corrente contínua. O efeito disjuntivo do acoplamento dos campos magnéticos é grande especialmente quando diferentes fases de um módulo conversor estão envolvidas. Diferentes fases de um módulo conversor são construídas por módulos semicondutores separados. Com a finalidade amplamente de desacoplar esses diferentes módulos semicondutores entre si, o uso de um arranjo de barramento tem se provado útil, que em cada caso tem barramentos com inúmeras redes e, assim, também os barramentos com inúmeros elementos de conexão. Com isso pode ser especialmente útil desacoplar dos módulos semicondutores, se os módulos semicondutores no módulo conversor estiverem arranjados de modo que as conexões, especialmente as conexões de corrente contínua, dos módulos semicondutores individuais, cada um, formam um eixo geométrico e se esses eixos geométricos pelo menos se estendem paralelamente entre si. Foi provado como sendo especialmente útil para as conexões de corrente contínua dos módulos semicondutores individuais sejam rentes entre si, isto é, visto que os mesmos estão arranjados em um eixo geométrico.

[0039] Em uma modalidade adicional vantajosa da presente invenção, o módulo semicondutor tem pelo menos dois circuitos em série de comutadores de semicondutor e tem pelo menos quatro conexões de corrente contínua. O módulo semicondutor pode ter um projeto modular de modo que o mesmo não apenas tenha uma meia-ponte mas tem um número, isto é, mais do que uma, meia-ponte. Em uma meia-ponte pelo menos dois comutadores de semicondutor são arranjados em um circuito em série. Para aumentar o desempenho do mesmo, tem também se provado vantajoso arranjar inúmeras meias-pontes em um módulo. Isso permite que o desempenho de uma fase seja aprimorado ou permite que inúmeras fases sejam integradas em um módulo semicondutor. Com mais do que dois circuitos em ponte, ambos os benefícios também podem ser obtidos ao mesmo tempo.

[0040] No caso foi provado como sendo especialmente vantajoso que as conexões de corrente contínua de diferentes meias-pontes do módulo semicondutor modular sejam isoladas entre si dentro o módulo e sejam conectadas eletricamente entre si pelo arranjo de barramento. No caso, cada circuito em ponte tem pelo menos duas conexões de corrente contínua. Essas são pelo menos uma conexão CC+ e pelo menos uma conexão CC-. Assim, o módulo semicondutor modular tem pelo menos quatro conexões de corrente contínua.

[0041] A vantagem desse módulo semicondutor modular estar disposto aonde o mesmo tenha a capacidade de aprimorar o desempenho de um módulo semicondutor de uma maneira simples mediante a adição de meias-pontes paralelas. Ademais, o módulo semicondutor modular oferece a opção de ter a capacidade de realizar inúmeras fases de um conversor com um módulo semicondutor. O arranjo de barramento tem sucesso em minimizar o acoplamento, em particular o acoplamento magnético, entre as conexões de corrente contínua, de tal maneira que as meias-pontes individuais possam ser operadas independentemente entre si ou pelo menos quase independentemente entre si, até se as meias-pontes no módulo semicondutor estiverem arranjadas em uma distância curta de ou em proximidade imediata entre si.

[0042] A presente invenção irá ser descrita e explicada em maiores detalhes abaixo com referência às modalidades exemplificativas mostradas nas figuras. Nas figuras: A Figura 1 mostra componentes de um módulo conversor, A Figura 2 mostra partes de um arranjo de barramento, A Figura 3 mostra uma modalidade exemplificativa de um arranjo de barramento com uma camada isolante, A Figura 4 mostra uma camada isolante, A Figura 5 e a Figura 8 mostram modalidades exemplificativas adicionais de um arranjo de barramento, A Figura 9 mostra a localização de um segundo eixo geométrico, A Figura 10 mostra a localização de um primeiro eixo geométrico e de um primeiro eixo geométrico adicional, A Figura 11 e a Figura 13 mostram modalidades exemplificativas adicionais de um arranjo de barramento, e A Figura 14 mostra um módulo semicondutor de construção modular.

[0043] As modalidades exemplificativas mostradas nas Figuras 5, 6 e 11 não são parte da matéria da reivindicação 1 mas meramente funcionam para o entendimento da presente invenção.

[0044] A Figura 1 mostra partes de um módulo conversor 3. Por razões de clareza, os componentes são omitidos no presente documento ou apenas mostrados de modo simplificado. A tarefa de um arranjo de barramento 1 é para conectar um módulo semicondutor 2 ou inúmeros módulos semicondutores 2 eletricamente a um ou mais capacitores 4. Apenas a região de sobreposição 13 do arranjo de barramento 1 é mostrada nesse diagrama. A região de conexão 18, dessa posição é indicada nessa figura, tem sido omitida. Nessa modalidade exemplificativa o arranjo de barramento 1 tem dois barramentos, as é expediente para um conversor com dois pontos. No entanto, os exemplos de aplicação com três ou até mais barramentos são sensíveis para conversores com três pontos ou conversores com pontos múltiplos gerais, por exemplo. O que a figura mostra é que, na região de sobreposição 13, os barramentos 11 são arranjados sobrepostos, isto é, localizados próximos entre si ou um sobre o outro, dependendo do ponto de vista. Os dois barramentos 11 são, cada um, conectados eletricamente a um eletrodo 41 de um capacitor 4. As conexões de corrente contínua 51 estão disponíveis nos módulos semicondutores 2 para a conexão do módulo semicondutor 2 aos barramentos 11. As conexões de lado de corrente alternada dos módulos semicondutores 2 assim como a representação precisa da realização de um capacitor 4 foram omitidas do diagrama por razões de clareza.

[0045] A Figura 2 mostra uma forma de modalidade da região de conexão 18 não mostrada na Figura 1. Essa figura envolve partes do arranjo de barramento 1 nas proximidades da região de conexão 18. Neste, também, o arranjo de barramento 1 tem dois barramentos sobrepostos 11. Os barramentos 11 têm uma região de sobreposição 13 e redes 20. A transição 19 entre a rede 20 e a região de sobreposição 13 é indicada nessa figura por uma linha tracejada. As redes 20, em contraste com a região de sobreposição 13, são projetadas para que sejam livres de sobreposições. As redes 20 têm um elemento de conexão 21, com que o contato elétrico pode ser estabelecido para uma conexão de corrente contínua 51 de um módulo semicondutor 2 não mostrado neste. Os elementos de conexão 21, como em uma modalidade exemplificativa mostrada, podem ser realizados de uma maneira simples por um furo. Para a conexão a um módulo semicondutor 2 a parafuso é empurrado através do furo como elemento de conexão 21 e aparafusado a uma conexão de corrente contínua 51 do módulo semicondutor 2. No caso das redes 20 serem orientadas de modo que apenas uma corrente que tem uma direção que essencialmente corresponda à direção de uma conexão de dois elementos de conexão 21, pode fluir dentro das mesmas. Uma corrente perpendicular à direção que é produzida pela conexão de dois elementos de conexão 21 é impedida pela região isolante 14. Em um caso simples, a região isolante 14 envolve uma área em que nenhum material condutivo do barramento 11 está presente. A região isolante 14 é formada nessa modalidade exemplificativa por uma separação física. Essa reentrância tem o efeito de que um fluxo de corrente perpendicular na direção do segundo eixo geométrico (formada pelos elementos de conexão 21 das redes) irá ser reduzido ou impedido na rede. Nenhum campo magnético, que aja no outro elemento de conexão respectivo 21, irá ser produzido pelo fluxo de corrente que ocorre essencialmente na direção de um eixo geométrico, que é produzido pela conexão dos elementos de conexão. Assim, um acoplamento das conexões irá confiavelmente ser impedido ou pelo menos muito reduzido. Apenas visto a partir do elemento de conexão 21 no outro lado da transição 19 entre a rede 20 e a região de sobreposição 13 a corrente se estende no barramento 11 perpendicular ao eixo geométrico que é produzido pela conexão dos elementos de conexão. Visto que, no entanto, os dois barramentos 11 mutuamente se sobreponham nessa área, os campos magnéticos dessas duas correntes se compensam entre si. Essas duas correntes são denominadas como corrente de avanço e corrente de retorno, visto que as mesmas são iguais em quantidade e apenas diferem em seu sinal-líder.

[0046] A Figura 3 mostra uma camada isolante 15, que é arranjada entre os barramentos 11. Essa camada isolante 15, através de seu efeito isolante, permite que os barramentos 11 sejam arranjados próximos entre si, até com um potencial de diferença alto, sem causar processos de descarga, tais como descargas quando isso é feito. Ademais, a camada isolante 15 garante um espaçamento consistente entre os barramentos 11. A camada isolante 15 também confere uma rigidez elevada à estrutura do arranjo de barramento, especialmente quando os barramentos são presos à camada isolante 15.

[0047] A Figura 4 mostra a camada isolante 15 sem barramentos adjacentes 11. No caso, as superfícies sombreadas da camada isolante 15 podem ser dispensadas sem influenciar negativamente a propriedade isolante. O isolamento entre os potenciais diferentes pode ser realizado como uma parte de plástico moldado (parte moldada por injeção ou parte moldada por prensa), de modo que as regiões isolantes podem ser minimamente moldadas no formato das reentrâncias nos barramentos. Dessa maneira, um arranjo de barramento com baixa resistência e baixa indução 1 é produzida.

[0048] A Figura 5 mostra uma modalidade exemplificativa adicional de um arranjo de barramento 1. Para evitar repetições, o leitor é remetido à descrição da Figura 2 e os numerais de referência fornecidos para a dita figura. De uma maneira similar à Figura 2 uma corrente apenas flui nas redes 20 na direção de um eixo geométrico que é formado pela conexão dos elementos de conexão 21. É precisamente essa direção da corrente que impede a formação de um campo magnético que se estende para a outra conexão em cada caso. Isso permite que um desacoplamento das conexões seja realizado de uma maneira simples. Apenas visto a partir do elemento de conexão 21 no outro lado da transição 19 entre a rede 20 e a região de sobreposição 13 a corrente se estende no barramento 11 perpendicular ao eixo geométrico que é produzido pela conexão dos elementos de conexão. Visto que, no entanto, nessa área os dois barramentos 11 mutuamente se sobrepõem entre si, os campos magnéticos dessas duas correntes se compensam entre si.

[0049] Até se, nessa modalidade exemplificativa para cada barramento 11, que compreende uma região de sobreposição 13 e a rede 20, apenas uma rede 20 for mostrada em cada caso, o arranjo de barramento 1 pode compreender adicionalmente redes adicionais 20 com elementos de conexão 21, com a finalidade de ter capacidade de fazer contato entre inúmeros módulos semicondutores 2 e/ou tenha capacidade de fazer contato entre inúmeras conexões de corrente contínua 51 de um módulo semicondutor 2. Uma das vantagens dessa modalidade exemplificativa consiste nos elementos de conexão 21 localizados na mesma altura. Visto que frequentemente as conexões de corrente contínua 51 de um módulo semicondutor 2 também estão dispostas na mesma altura, a conexão pode ser feita, por exemplo, por meio de um parafuso da mesma maneira para ambos os elementos de conexão 21.

[0050] A Figura 6 mostra uma modalidade exemplificativa adicional de um arranjo de barramento 1. Para evitar repetições, o leitor é remetido à descrição das Figuras 2 e 5 e os numerais de referência fornecidos para as ditas figuras. Essa figura também tem a vantagem de que os elementos de conexão 21 estão dipostos na mesma altura. Em contraste com a modalidade exemplificativa mostrada na Figura 5 esse arranjo pode ser realizado especialmente de maneira fácil, visto que os barramentos podem ser puncionados para fora de um condutor reto e fabricados no formato correspondente mostrado.

[0051] As Figuras 7 e 8 mostram modalidades exemplificativas em que as redes 20 são conectadas em duas transições à região de sobreposição 13. Isso confere uma estabilidade alta à estrutura. Para evitar repetições, o leitor é remetido à descrição das Figuras 2, 5 e 6 e também aos numerais de referência fornecidos para as ditas figuras. A estabilidade alta nos elementos de conexão 21 permite que o arranjo de barramento 1 seja mecanicamente preso por meio dos elementos de conexão 21. A preensão mecânica do arranjo de barramento 1 pode ser dispensado ou pelo menos dimensionado de forma correspondentemente pequena. Em uma modalidade exemplificativa da Figura 7 todas as redes, cada uma, têm duas transições para a região de sobreposição. Isso significa que as condições ôhmicas para os elementos de conexão individuais 21 são as mesmas ou pelo menos quase as mesmas. Em contraste, as redes 20 de uma modalidade exemplificativa da Figura 8, cada uma, têm apenas uma transição entre a rede 20 e a região de sobreposição 13. Isso significa que as condições ôhmicas são diferentes, no entanto, o comportamento indutivo é o mesmo ou pelo menos quase praticamente o mesmo nos elementos de conexão individuais 21 das diferentes redes 20.

[0052] A Figura 9 e a Figura 10 são destinadas a ilustrar como o primeiro e o segundo eixos geométricos descritos são formados. Para essa finalidade, na Figura 9, um segundo eixo geométrico 32 é desenhado duas vezes, que se estende entre os elementos de conexão 21. Para uma avaliação em relação a um curso paralelo, considera-se na descrição com o termo "essencialmente" que a diferença de altura h entre os dois elementos de conexão 21 é negligenciável. Investigações mostraram que o ângulo negligenciável causado pela diferença de altura h, dependendo de uma modalidade das redes 20, está disposta na faixa de 0° a 10° ou 0° a 20°. Assim, o curso de um primeiro eixo geométrico 31, 310 e de um segundo eixo geométrico 32 pode até ser cisto como essencialmente paralelo quando uma variação do segundo eixo geométrico 32 nas faixas fornecidas acima leva aos dois eixos geométricos que são arranjados paralelamente após a variação ter sido feita.

[0053] A Figura 10 mostra como um primeiro eixo geométrico 31 ou um primeiro eixo geométrico adicional 310 pode ser formado. Para fazer isso, o elemento de conexão 21 e um ponto da transição 19 entre a rede 20 e a região de sobreposição 13 são conectados entre si. No caso, se torna evidente que, dependendo da escolha do ponto na transição 19, os primeiros eixos geométricos 31 ou os primeiros eixos geométricos adicionais 310 podem diferir. Para comparação, um segundo eixo geométrico 32 é desenhado mais uma vez no lado direito, que se estende através dos pontos de conexão 21 das redes 20 no lado direito.

[0054] A Figura 11 mostra uma modalidade exemplificativa adicional de um arranjo de barramento 1. Para evitar repetições, o leitor é remetido à descrição das Figuras anteriores e também aos numerais de referência fornecidos para as ditas figuras. Nessa modalidade exemplificativa, os elementos de conexão não estão dispostos em um plano com a região de sobreposição 13. A rede 20 tem uma seção, que traz a seção ao redor o elemento de conexão 21 para fora do plano da região de sobreposição 13. Se um primeiro eixo geométrico 31 ou um primeiro eixo geométrico adicional 310 forem agora formados por essa modalidade exemplificativa, que é formado pelo elemento de conexão 21 e um ponto da transição 19 entre a rede 20 e a região de sobreposição 13, então, esse primeiro ou primeiro eixo geométrico adicional 31, 310 cruza com o segundo eixo geométrico 32 em um ângulo α. Dois elementos de conexão diferentes 21 podem, então, em particular ser especialmente bem desacoplados se o ângulo α estiver disposto em uma faixa de 0° a 45°. Foi provado como sendo seja especialmente vantajoso que o ângulo α tenha um valor de 0°. No caso, primeiro ou o primeiro eixo geométrico adicional 31, 310 está arranjado paralelo ao segundo eixo geométrico.

[0055] Com essa modalidade exemplificativa é possível, de uma maneira simples, compensar quanto à diferença no espaçamento do primeiro e do segundo barramentos 11, como ocorre na região de sobreposição, a partir dos elementos de conexão. Assim, os barramentos 11 estão dispostos paralelos ao segundo eixo geométrico 32.

[0056] O segundo par de redes 20 não foi mostrado na Figura 11 (borda recortada), com a finalidade de aprimorar a clareza do desenho. Nessa modalidade exemplificativa também, o arranjo de barramento 1 pode ser expandido de uma maneira simples mediante a adição de redes adicionais 20 com elementos de conexão adicionais 21 para fazer contato com conexões adicionais de corrente contínua 51 de um ou mais módulos semicondutores 2.

[0057] A Figura 12 mostra uma modalidade exemplificativa adicional de um arranjo de barramento 1. Para evitar repetições, o leitor é remetido à descrição das Figuras anteriores e também aos numerais de referência fornecidos para as ditas figuras. Essa modalidade exemplificativa também tem dois elementos de conexão 21. No lado esquerdo no barramento inferior 11 e no lado direito no barramento superior 11. De modo que o elemento de conexão direito 21 possa fazer contato com um módulo semicondutor não mostrado na figura, um furo de montagem 25 é localizado no barramento inferior, através do qual, por exemplo, um parafuso do barramento superior pode ser conectado através do furo de montagem 25 ao módulo semicondutor 2 sem fazer contato elétrico com a barra inferior. Na área do furo de montagem 25 o barramento superior 11 representa uma rede 20. A região isolante 14, realizada como uma reentrância neste, impede ou reduz um fluxo de corrente nas redes 20 perpendiculares a uma linha de conexão, que é formada pelos elementos de conexão 21. Nessa modalidade exemplificativa também, o arranjo de barramento 1 pode ser expandido de uma maneira simples mediante a adição de redes adicionais 20 com elementos de conexão adicionais 21 para fazer contato com conexões adicionais de corrente contínua 51 de um ou mais módulos semicondutores 2.

[0058] A Figura 13 mostra uma modalidade exemplificativa adicional de um arranjo de barramento 1. Para evitar repetições, o leitor é remetido à descrição das Figuras anteriores e também aos numerais de referência fornecidos para as ditas figuras. Em contraste com a modalidade exemplificativa da Figura 12, essa modalidade exemplificativa tem dois furos de montagem 25, que funcionam, quando é feito contato com um módulo semicondutor, para não estabelecer contato elétrico entre os barramentos 11. A rede é, assim, formada em ambos os elementos de conexão pela superfície circular, que é localizada onde o outro barramento tem o furo de montagem em cada caso. O elemento de conexão 21 é localizado para a rede esquerda 20 no barramento superior e para a rede esquerda 20 no barramento inferior. A região isolante 14, realizada como uma reentrância nesta, impede ou reduz um fluxo de corrente nas redes 20 perpendicular a uma linha de conexão que é formada pelo elementos de conexão 21. Nessa modalidade exemplificativa também, o arranjo de barramento 1 pode ser expandido de uma maneira simples mediante a adição de redes adicionais 20 com elementos de conexão adicionais 21 para fazer contato com conexões adicionais de corrente contínua 51 de um ou mais módulos semicondutores 2.

[0059] A Figura 14 mostra um esquema da estrutura de um módulo semicondutor modular 2. Dois módulos de ponte são arranjados nessa modalidade exemplificativa. Cada um desses módulos de ponte tem um circuito em série de dois comutadores de semicondutor 52. O ponto de conexão dos dois comutadores de semicondutor 52 é conectado à conexão de fase 53, que é arranjada para fora do módulo semicondutor 2. As conexões de fase 52 podem ser conectadas entre si, com a finalidade de aumentar o desempenho de uma fase ou para formar diferentes fases de um conversor. Para esse propósito as extremidades do circuito em série são também roteadas nas conexões de corrente contínua 51 e para fora do módulo semicondutor. Assim, cada circuito em ponte tem pelo menos duas conexões de corrente contínua 51. Essas são pelo menos uma conexão CC+ e pelo menos uma conexão CC-. Com a finalidade de rebaixar a resistência quando é feito contato com o módulo semicondutor, mais do que duas conexões de corrente contínua podem ser fornecidas para um módulo semicondutor. Se as conexões de corrente contínua 51 fizerem contato com um arranjo de barramento 1 proposto neste, então, pode ser garantido que as conexões de corrente contínua 51 serão desacopladas entre si ou pelo menos apenas terem um leve acoplamento de modo que as meias-pontes individuais, independentemente de sua proximidade física no arranjo em módulo semicondutor modular 2, possam ser operadas independentemente entre si.

[0060] As conexões de controle 54 funcionam para controlar os comutadores de semicondutor 52.

[0061] As meias-pontes também podem ter mais do que dois comutadores de semicondutor 52 arranjados em séries, com a finalidade, por exemplo, de ter a capacidade para estabelecer a fase de um inversor de pontos múltiplos, especialmente de um inversor com 3 pontos, de uma maneira simples.

[0062] Embora a presente invenção tenha sido ilustrada e descrita em maiores detalhes pelas modalidades exemplificativas preferenciais, a presente invenção não é restrita somente ao exemplo descrito e outras variações podem ser geradas a partir disso pela pessoa versada na técnica, sem se afastar do escopo de proteção da presente invenção.

[0063] Em resumo, a presente invenção se refere a um arranjo de barramento para fazer contato elétrico com pelo menos um módulo semicondutor, em que o arranjo de barramento tem pelo menos dois barramentos, em que os barramentos são arranjados de uma maneira mutualmente sobreposta pelo menos em uma região de sobreposição do arranjo de barramento, em que os barramentos são eletricamente isolados entre si, em que cada um dos barramentos tem pelo menos uma rede com um elemento de conexão, em que as redes dos barramentos são arranjadas sem uma sobreposição. Para reduzir a interação entre as conexões do módulo semicondutor ou dos módulos semicondutores, propõem-se a orientação das redes de modo que um primeiro eixo geométrico possa ser formado, que se estende através do elemento de conexão da respectiva rede e um ponto de uma transição da respectiva rede para a região de sobreposição do arranjo de barramento, e que cruza com um segundo eixo geométrico, que é formado por uma conexão de dois elementos de conexão das redes, em um ângulo entre 0° e 45°, em que cada um dos barramentos tem uma região isolante, que é arranjada de modo a reduzir ou impedir uma corrente na rede em uma direção perpendicular ao segundo eixo geométrico. A presente invenção se refere adicionalmente a um módulo conversor com um arranjo de barramento desse tipo.

Claims

1. Arranjo de barramento (1) para fazer contato elétrico com pelo menos um módulo semicondutor (2), em que o arranjo de barramento (1) tem pelo menos dois barramentos (11), em que os barramentos (11) são arranjados de uma maneira mutualmente sobreposta pelo menos em uma região de sobreposição (13) do arranjo de barramento (1), em que os barramentos (11) são eletricamente isolados entre si, em que cada um dos barramentos (11) tem pelo menos uma rede (20) com um elemento de conexão (21), em que as redes (20) dos barramentos (11) são arranjadas sem uma sobreposição, em que as redes (20) são orientadas de modo que um primeiro eixo geométrico (31) possa ser formado, - que se estende através do elemento de conexão (21) da respectiva rede (20) e um ponto de uma transição (19) da respectiva rede (20) para a região de sobreposição (13) do arranjo de barramento (1), e - que cruza um segundo eixo geométrico (32), que é formado por uma conexão entre dois elementos de conexão (21) da rede (20) em um ângulo entre 0° e 45°, em que o arranjo de barramento (1) tem uma região isolante (14) que é arranjada de modo a reduzir ou impedir uma corrente na rede em uma direção perpendicular ao segundo eixo geométrico (32), caracterizado pelo fato da região de sobreposição (13) e as redes (20) são, cada uma, localizadas em um plano.

2. Arranjo de barramento (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a região isolante (14) é arranjada de modo a reduzir ou impedir a formação de uma corrente em uma direção perpendicular ao segundo eixo geométrico (32) na transição (19) entre a rede (20) e a região de sobreposição (13).

3. Arranjo de barramento (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a região isolante (14) é arranjada de modo que a mesma esteja em contiguidade a uma região de sobreposição (13).

4. Arranjo de barramento (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a região isolante é arranjada em algumas seções em um limite entre a rede (20) e a região de sobreposição (13).

5. Arranjo de barramento (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos duas dentre as redes (20) são realizadas simetricamente entre si.

6. Arranjo de barramento (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que uma camada isolante (15) é arranjada na região de sobreposição (13) do arranjo de barramento (1) entre os barramentos (11) e os barramentos (11), sendo que cada um está em contiguidade à camada isolante (15) pelo menos em algumas seções.

7. Arranjo de barramento (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que cada um dos barramentos (11) tem pelo menos duas redes (20), sendo que cada uma tem pelo menos um elemento de conexão (21).

8. Módulo conversor (3) caracterizado pelo fato de que tem - um arranjo de barramento (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, - pelo menos um módulo semicondutor (2) e -pelo menos um capacitor (4), em que o módulo semicondutor (2) tem duas conexões de corrente contínua (51), em que as conexões de corrente contínua (51) são, cada uma, conectadas eletricamente a um elemento de conexão (21) do arranjo de barramento (1), em que o capacitor (4) tem dois eletrodos (41), em que os barramentos (11) do arranjo de barramento (1) são, cada um, conectados eletricamente a um eletrodo (41) do capacitor (4).

9. Módulo conversor (3) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o módulo conversor (3) tem pelo menos dois módulos semicondutores (2), em que os módulos semicondutores (2) são arranjados em um circuito paralelo em relação às suas conexões de corrente contínua (51).

10. Módulo conversor (3) de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o módulo semicondutor (2) tem pelo menos dois circuitos em série de comutadores de semicondutor (52) e tem pelo menos quatro conexões de corrente contínua (51).

11. Uso de um arranjo de barramento (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que funciona para a conexão de pelo menos um módulo semicondutor (2) a pelo menos um capacitor (4), em particular em um conversor.