CN105655946A - 母线定位部件 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种母线定位部件，包括：一个或多个第一附件，被配置用于将母线层附接至母线定位部件；一个或多个机架，均被配置用于容纳晶体管组件并且实质上垂直于母线层定位晶体管组件以用于连接；以及多个槽，每个槽被配置用于容纳母线并且相对于母线层定位母线以用于连接。

Description

母线定位部件
技术领域
本公开的实施例涉及电子设备领域，并且更具体地涉及一种母线定位部件。
背景技术
电子设备可以使用多种不同类型的部件，包括晶体管或其它有源开关器件，二极管和电容器，仅举几个例子。电子设备的一个领域是功率变换器，例如，那些用于将高电压DC转换为AC以用于驱动电动机(例如，在电动车中)的功率变换器。
设计电子设备通常需要考虑多种竞争性需求和限制。首先，设备必须被设计为具有预期的性能特性(例如，充足的功率和效率)。第二，在一些应用中，可用的空间是有限的，其重视建立具有合适热控制的紧凑并且功率密集的设备。第三，可制造性对于想要大规模生产的设备来说是关键因素，因为使组装步骤自动化，并且快速执行这些步骤的能力直接影响最终产品中的设备的价值。
发明内容
在第一方面，母线定位部件包括：一个或多个第一附件，被配置用于将母线层附接至母线定位部件；一个或多个机架，均被配置用于容纳晶体管组件并且实质上垂直于母线层定位晶体管组件以用于连接；以及多个槽，每个槽被配置用于容纳母线并且相对于母线层定位母线以用于连接。
实施方式可以包括以下特征中的任意或者全部。每个槽具有至少一个可释放的止动装置，该可释放的止动装置被配置用于将对应的母线保持在槽内。母线定位部件被实现在转换器中，该转换器被配置用于将DC转换为AC，其中DC母线在母线定位部件的一侧上被定位在相邻的槽中，并且其中每个机架具有位于相应的AC母线槽内的AC母线。存在至少两个AC母线槽，每个AC母线槽具有越过相应的机架的端部的延伸部，母线定位部件进一步包括支撑结构，该支撑结构将延伸部的相应的端部彼此桥接。母线定位部件进一步包括一个或多个第二附件，该第二附件被配置用于将至少一个电路板附接至母线定位部件，该电路板被定位在母线层的与机架相对的一侧上。每个机架进一步包括端子通道，该端子通道从对应的AC母线槽横跨机架定位，端子通道被配置为使至少一个电容器端子从母线定位部件下方穿过端子通道延伸至母线层。每个机架由侧壁、底壁和相邻的槽的外部来限定。每个机架中的晶体管组件包括在机架中实质上从一端延伸至另一端的散热器，每个机架还被配置为容纳并定位对应的散热器，其中组件中的晶体管被定位成在散热器的至少一侧上抵靠散热器。第一附件被配置用于横跨母线定位部件的顶部定位母线层，其中晶体管实质上从母线层垂直向下延伸。
在第二方面，组装电子设备的方法包括：将相应的母线插入母线定位部件中的多个槽中的每个槽中，每个槽被配置用于容纳对应的母线并相对于母线层定位对应的母线以用于连接；将晶体管组件插入母线定位部件中的一个或多个机架中的每个机架中，每个机架被配置为容纳晶体管并且实质上垂直于母线层定位晶体管以用于连接；通过母线定位部件上的一个或多个第一附件将母线层附接至母线定位部件；以及在附接母线层之后，将晶体管和母线熔焊至附接电路板之后的母线层。
实施方式可以包括以下特征中的任意或全部。该方法进一步包括在附接母线层之后，通过母线定位部件上的一个或多个第二附件将至少一个电路板附接至母线定位部件。该方法进一步包括，在附接电路板之后，将每个晶体管的引线钎焊至电路板。该方法进一步包括将母线定位部件与电容器部件彼此附接，每个机架进一步包括端子通道，该端子通道被配置为使电容器部件的至少一个端子从母线定位部件下方穿过端子通道延伸至母线层。
在第三方面，变换器包括：一个或多个母线层；晶体管组件；母线；以及用于容纳晶体管组件并且实质上垂直于母线层定位晶体管组件以用于连接、用于容纳每个母线并且相对于母线层定位每个母线以用于连接、以及用于附接一个或多个母线层的装置。
实施方式可以包括以下特征中的任意或全部。该装置包括用于容纳和定位晶体管组件的一个或多个机架；母线包括：第一DC母线和第二DC母线，其被定位在位于装置的一侧上的相邻的槽中；以及AC母线，位于一个或多个机架中的每个机架中的相应的AC母线槽中；以及母线层包括：连接至第一DC母线的第一DC母线层；连接至第二DC母线的第二DC母线层；以及连接至AC母线的AC母线层。每个机架进一步包括端子通道，该端子通道从对应的AC母线槽横跨机架定位，该端子通道被配置为使至少一个电容器端子从母线定位部件下方穿过端子通道延伸至母线层。每个端子通道实质上延伸对应的机架的整个长度。该装置包括：(i)第一机架，该第一机架具有与其相邻的AC母线槽和用于第一DC母线和第二DC母线的相邻的槽，以及(ii)多个第二机架，该多个第二机架彼此相邻并且平行于第一机架，每个第二机架具有在对应的AC母线槽中的对应的AC母线。该装置被配置为使得用于第一DC母线和第二DC母线的相邻的槽的尺寸主导用于每个第二机架的AC母线槽的尺寸，使得相邻的槽处的尺寸公差比每个AC母线槽处的尺寸公差更加紧密。
附图说明
图1示出了母线定位部件的示例。
图2示出了母线定位部件和电容器的组件的示例。
图3示出了具有晶体管组件和母线的母线定位部件的示例。
图4示出了具有晶体管、层叠母线结构和电路板的母线定位部件的示例。
图5是组装电子设备的方法的示例的流程图。
具体实施方式
本文描述了母线定位部件的示例，其适用于在电子设备中将母线层、晶体管和母线相对于彼此定位。例如，母线定位部件能够用于实质上垂直于母线层和电路板放置晶体管和电容器端子，用以便于形成电连接，诸如通过熔焊(welding)或钎焊(soldering)。作为另一个示例，母线定位部件能够提供可预测的公差以用于定位贯穿电子设备的部件。作为另一个示例，母线定位部件能够提供电绝缘，以便于符合适用于功率变换器中的高压部件的需求。
图1示出了母线定位部件100的示例。该部件可以提供任意数量的机架1至N(N＝2，3，…)，用于定位电子部件，机架中的第一和第N机架在此处示出。中间的(零个或更多)机架通过省略号在此处示意性地示出。
该部件具有槽102，其被配置用于保持用于电子设备的相应母线。例如，槽102A-B能够保持相应的DC母线，该DC母线连接至DC电源(例如，电池组)。此外，一个或多个槽102C能够保持AC母线，该AC母线承载电子设备的输出。例如，当设备是将DC转换为三相AC(例如，用于驱动电动机)的功率变换器时，该母线定位部件可以具有三个槽102C，每个保持用于其中一相的AC母线。也就是说，机架1至N中的每个可以均具有槽102C中的对应的一个。
该母线定位部件100具有附件104A-B，用于附接一个或多个母线层(未示出)。例如，附件104A是对应于母线层中的开口的锥形销。作为另一个示例，附件104B包括开口，该开口被配置用于容纳穿过母线层中的开口插入的紧固件(例如，螺钉)。
槽中的每个均具有可释放的止动装置，用于在槽内保持对应的母线。例如，这里的槽102A-C分别具有卡扣106A-C。也可以使用其它类型的止动装置。
也就是说，通过提供机架1至N和附件104A-B，母线定位部件100允许晶体管组件容纳于其中，并且实质上垂直于母线层进行定位以用于连接。其还容纳母线中的每个，并且相对于母线层定位母线中的每个以用于连接(在槽102中)。
机架1至N中的一个或多个在其一个端部处可以具有伸长部。该伸长部可以包括与机架实质上平行的延伸部108A和108B，和桥接延伸部的相应端部的支撑结构108C。在一些实施例中，延伸部能够在机架中的散热器的端部周围提供结构性保护。例如，散热器可以具有穿过(经由入口和出口)其流动的冷却剂，并且延伸部能够随后遮蔽入口或出口，以免机械损坏。
母线定位部件100具有附件110A-B，用于附接电路板(未示出)。靠近槽102A的附件110A与靠近机架N的附件110B相比，彼此间隔更远。例如，附件110A-B被定位成比附件104A-B更高，这允许电路板定位于(多层)母线层的上方。
机架1至N中的每个均进一步包括端子通道112，该端子通道112从对应的AC母线槽横跨机架定位。端子通道被配置为使至少一个端子(未示出)从母线定位部件下方穿过端子通道延伸。这允许端子达到母线层，由此，例如，将电容器连接至母线层。
母线定位部件100能够用于提供可预测的公差，以用于定位贯穿电子设备的部件。为了得到部件的良好定位，单一的平行公差叠加应当被限定，使得每个部件的定位均由组件中的一个主要部件来主导(drive)。此处，母线定位部件是固体部件(例如，由聚合物制造)，该固体部件在一个工具中制造(例如，通过注塑工艺)，并且因此针对组件中的所有其它部件产生可预期的公差。
在一些实施例中，设计母线定位部件以使得靠近机架1的槽处的公差比后续的机架2至N的槽处的公差更加紧密。例如，这允许DC母线槽的尺寸公差主导位于母线定位部件上更远位置处的AC母线槽的公差。
图2示出了母线定位部件202和电容器204的组件200的示例。此处的电容器包括外壳204A，该外壳204A包含电容器导体(例如，箔或薄膜)，从外壳延伸的支撑结构204B，和相对大的平面端子204C，该平面端子204C具有在其上部边缘处形成的相应的引线。母线定位部件形成了端子通道205，该端子通道205容纳支撑结构和平面端子。在一些实施方式中，电容器充当功率变换器中的DC侧电容器。
母线定位部件形成了机架206，该机架206用于定位晶体管组件(未示出)。此处的机架206由侧壁206A，底壁206B和表面206C限定。例如，表面206C可以是槽208的与机架相邻的外表面。
图3示出了具有晶体管302和母线304的母线定位部件300的示例。此处的晶体管组件包括夹在散热器302B上的晶体管302A(例如，IGBT)。此处的母线包括DC母线304A-B和AC母线304C，该AC母线304C连接至导线306，用于为负载(例如，电动机)供电。其它实现方式可以具有不同数量的母线，包括，但不限于，具有三个AC母线，用于从电子设备输出三相AC。母线由导电材料制成，诸如铜。
图4示出了具有晶体管402，层叠母线结构404和电路板406的母线定位部件400的示例。共同地，这些部件形成了电子设备的一部分。该示例中的晶体管从结构404中的母线层实质上垂直向下延伸，并且位于用于热管理的散热器的相对侧上。母线层由导电材料制成，诸如铜。
晶体管具有引线，该引线经由翼片410连接至电路板406和/或结构404中的母线层中的个母线层。晶体管可以经由延伸至板上的翼片410或者通过到达所有通向板的路径的引线本身连接至电路板。举两个例子来说，电连接可以通过熔焊(例如，用于高功率连接)或钎焊建立。
电子设备还具有电容器412(其外壳被示出)，该电容器412具有相应的端子414A和414B。例如，当电子设备是将DC转换为AC的功率变换器时，电容器可以是DC侧电容器。端子414A-B在其端部处具有相应的引线或翼片。例如，这能够有利于在结构404中电容器与母线层的连接。
最终，母线定位部件400用于以有益于高效热管理，分配尺寸公差以用于可靠制造，以及使部件彼此电绝缘的方式相对于彼此定位和安置这些和其它部件。例如，母线定位部件限定了用于安装散热器和晶体管402的组件的机架。作为另一个示例，母线定位部件限定了用于端子414A-B的端子通道416，以便于相对于彼此定位电容器和母线定位部件。作为又一个示例，母线定位部件限定了一个或多个槽418，以帮助相对于电子设备的其它部件定位母线420(例如，AC或DC母线)。
图5是组装电子设备的方法500的示例的流程图。该方法可以在各种背景中的任意背景中执行；此处功率变换器的制造将用作图示。本文描述的一些示例(例如，图1-4)将被涉及，但该方法还可以采用其他类型的电子设备来执行。步骤可以手动地(即，由人)或由机器人、或者以二者组合的方式执行。步骤可以以不同的顺序执行，除非另作说明或指示。
在510处，电容器和母线定位部件组装在一起。例如，端子414A-B可以穿过端子通道416被插入。在具有多个机架的实施方式中，该操作可以针对所有的机架同步执行。
在520处，母线插入相应的槽内。在一些实施方式中，DC母线304A-B插入其相应的槽内，并且一个或多个AC母线304C插入其相应的(多个)槽内。例如，一个或多个卡扣可以将每个母线保持在适当的位置。
在530处，晶体管组件插入每个机架内。例如，晶体管安装在散热器上，并且该组件随后安装在机架内。
在540处，连接一个或多个母线层。例如，结构404的母线层可以每次安装一个，或者结构404可以(采用独立的绝缘层)预组装，并且随后安装在母线定位部件上。
在550处，执行熔焊。母线定位部件将待熔焊的工件定位成彼此接触，或靠近。例如，一个或多个引线408可以熔焊至相应的翼片(例如，翼片410)。作为另一个示例，来自端子414A-B的引线可以熔焊至相应的母线层。
在560处，附接电路板。例如，电路板放置在附件110A和110B上。
在570处，执行钎焊。例如，晶体管402的到达电路板的控制引线可以钎焊至板上的电路或部件。作为另一个示例，从与引线408中的一个引线的熔焊接头延伸的翼片410可以自身钎焊至电路板。
在一些实施方式中，可以执行更多或更少的步骤。
多个实施方式已经以示例的方式进行了描述。然而，其它的实施方式由以下的权利要求所覆盖。

Claims (19)

1.一种母线定位部件，包括：
一个或多个第一附件，被配置用于将母线层附接至母线定位部件；
一个或多个机架，均被配置用于容纳晶体管组件并且实质上垂直于所述母线层定位晶体管组件以用于连接；以及
多个槽，每个槽被配置用于容纳母线并且相对于所述母线层定位母线以用于连接。
2.如权利要求1所述的母线定位部件，其中每个所述槽具有至少一个可释放的止动装置，所述可释放的止动装置被配置用于将对应的母线保持在所述槽内。
3.如权利要求1所述的母线定位部件，其中所述母线定位部件被实现在转换器中，所述转换器被配置用于将DC转换为AC，其中DC母线在所述母线定位部件的一侧上被定位在相邻的槽中，并且其中每个所述机架具有位于相应的AC母线槽内的AC母线。
4.如权利要求3所述的母线定位部件，其中存在至少两个AC母线槽，每个AC母线槽具有越过相应的机架的端部的延伸部，所述母线定位部件进一步包括支撑结构，所述支撑结构将所述延伸部的相应的端部彼此桥接。
5.如权利要求3所述的母线定位部件，进一步包括一个或多个第二附件，所述第二附件被配置用于将至少一个电路板附接至所述母线定位部件，所述电路板被定位在所述母线层的与所述机架相对的一侧上。
6.如权利要求3所述的母线定位部件，其中每个所述机架进一步包括端子通道，所述端子通道从对应的AC母线槽横跨所述机架定位，所述端子通道被配置为使至少一个电容器端子从所述母线定位部件下方穿过所述端子通道延伸至所述母线层。
7.如权利要求1所述的母线定位部件，其中每个所述机架由侧壁、底壁和相邻的槽的外部来限定。
8.如权利要求1所述的母线定位部件，其中每个所述机架中的所述晶体管组件包括在所述机架中实质上从一端延伸至另一端的散热器，每个所述机架还被配置为容纳并定位对应的散热器，其中所述组件中的晶体管被定位成在所述散热器的至少一侧上抵靠所述散热器。
9.如权利要求8所述的母线定位部件，其中所述第一附件被配置用于横跨所述母线定位部件的顶部定位所述母线层，其中所述晶体管实质上从所述母线层垂直向下延伸。
10.一种组装电子设备的方法，所述方法包括：
将相应的母线插入母线定位部件中的多个槽中的每个槽中，每个槽被配置用于容纳对应的母线并相对于母线层定位对应的母线以用于连接；
将晶体管组件插入所述母线定位部件中的一个或多个机架中的每个机架中，每个机架被配置为容纳所述晶体管并且实质上垂直于母线层定位所述晶体管以用于连接；
通过所述母线定位部件上的一个或多个第一附件将所述母线层附接至所述母线定位部件；以及
在附接所述母线层之后，将所述晶体管和所述母线熔焊至附接电路板之后的所述母线层。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括在附接所述母线层之后，通过所述母线定位部件上的一个或多个第二附件将至少一个电路板附接至所述母线定位部件。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括在附接所述电路板之后，将每个所述晶体管的引线钎焊至所述电路板。
13.如权利要求10所述的方法，进一步包括将所述母线定位部件与电容器部件彼此附接，每个所述机架进一步包括端子通道，所述端子通道被配置为使所述电容器部件的至少一个端子从所述母线定位部件下方穿过所述端子通道延伸至所述母线层。
14.一种变换器，包括：
一个或多个母线层；
晶体管组件；
母线；以及
用于容纳所述晶体管组件并且实质上垂直于所述母线层定位所述晶体管组件以用于连接、用于容纳每个所述母线并且相对于所述母线层定位每个所述母线以用于连接、以及用于附接所述一个或多个母线层的装置。
15.如权利要求14所述的变换器，其中：
所述装置包括用于容纳和定位所述晶体管组件的一个或多个机架；
所述母线包括：第一DC母线和第二DC母线，其被定位在位于所述装置的一侧上的相邻的槽中；以及AC母线，位于所述一个或多个机架中的每个机架中的相应的AC母线槽中；以及
所述母线层包括：连接至所述第一DC母线的第一DC母线层；连接至所述第二DC母线的第二DC母线层；以及连接至所述AC母线的AC母线层。
16.如权利要求15所述的变换器，其中每个所述机架进一步包括端子通道，所述端子通道从对应的AC母线槽横跨所述机架定位，所述端子通道被配置为使至少一个电容器端子从所述母线定位部件下方穿过所述端子通道延伸至所述母线层。
17.如权利要求16所述的变换器，其中每个端子通道实质上延伸对应的机架的整个长度。
18.如权利要求15所述的变换器，其中所述装置包括：(i)第一机架，所述第一机架具有与其相邻的所述AC母线槽和用于所述第一DC母线和所述第二DC母线的相邻的槽，以及(ii)多个第二机架，所述多个第二机架彼此相邻并且平行于所述第一机架，每个所述第二机架具有在对应的AC母线槽中的对应的AC母线。
19.如权利要求18所述的变换器，其中所述装置被配置为使得用于所述第一DC母线和所述第二DC母线的相邻的槽的尺寸主导用于每个所述第二机架的AC母线槽的尺寸，使得相邻的槽处的尺寸公差比每个所述AC母线槽处的尺寸公差更加紧密。
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