CN112544127A - 具有定义的转载路径的功率结构组件和用于制造的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制造特别是用于中压或高压变流器(2)的功率结构组件(1)的一种方法以及一种功率结构组件(1)，所述功率结构组件包括至少一个功率半导体结构组件(3)、至少一个蓄能器结构组件(5)、至少一个冷却装置(7)、至少两个汇流条(10)，其中，所述冷却装置(7)导电地构造，并且与保护壳体(19)连接，所述保护壳体至少将所述功率半导体结构组件(3)相对于周围环境屏蔽，所述保护壳体具有至少一个用于导入和紧固连接元件(15)的导入开口(20)，并且在可预定的连接位置(16)上，在至少所述冷却装置(7)和一个所述汇流条(10)之间设置有导电的连接元件(15)，以便构造定义的转载路径(17)。

Description

具有定义的转载路径的功率结构组件和用于制造的方法

技术领域

本发明涉及用于中压或高压变流器、特别是模块化多级变流器的一种方法和一种功率结构组件，其中，至少在冷却装置和汇流条之间设置有用于构造定义的转载路径的连接元件。

背景技术

借助于应用电力电子的变流器进行从交流向直流的转换或者反之。在此，经常使用逆变器(或模块化多级平变流器-MMC)。这样的模块化多级变流器通常由多个串联连接的功率结构组件构成，所述功率结构组件也可以称为子模块。在此，每个功率结构组件可以独立于其他功率结构组件地切换。功率结构组件的布置经常在机架或者说架子中进行，其中，本领域技术人员必须注意小的结构体积以及成本的最小化和对绝缘要求的确保。在此，本领域技术人员已知蓄能器结构组件、功率半导体结构组件、与此相关的控制装置和特别是设置用于冷却这些元件的冷却装置的很多可能的布置结构。

用于触点接通功率结构的汇流排经常构造为具有板形或杆形的几何结构的铜导体或铝导体，以便能够损耗少地引导高电流。通过导流的汇流排的跳跃式变换的电位可以产生汇流排和功率结构组件的其他主要是面状构造的部件之间的电加载的转装过程，这称为寄生电容。这些寄生电容例如可以相对于壳体和/或冷却装置构造或者也在其他部件之间构造并且引起电磁干扰发射，由此影响电磁的一致性(EMV)。

以电压加载的功率结构组件通常具有很多电子构件，所述电子构件在投入运行之前必须对其功能效能和绝缘的完好性进行试验。这可以通过在组装功率结构组件之前对各个部件、例如各个功率半导体的单独试验进行。然而这隐藏着危险，即，在组装期间发生个别构件的损坏或者导电的小部件无意地留在功率结构组件中，所述小部件在运行中可能导致不确定的电流放电路径或不希望的部分放电。在最差的情况下，这可以导致短路。在机械制造结束时的最终状态中整个功率结构组件的试验或测试也通常只能以非常高的手工耗费实现。这构成用于低成本制造和保证质量的显著缺点。

发明内容

本发明的任务在于，克服现有技术的缺点并且提供一种装置和一种方法，借助于所述装置或所述方法可以进行对定义的电流放电路径的简单的、可靠的和低成本的构造。另一个任务在于，将不可避免的寄生放电电流或者说漏电电流远离功率结构组件的不希望的位置并且因此减少EMV问题以及缺陷和/或电流感应的材料退化。此外本发明的任务在于，提供一种简单的方法，该方法用于避免上述问题并且用于测试功率结构组件以及提高安全和质量，并且此外减少制造或测试成本。

所述任务通过按照权利要求的一种装置(下面称为功率结构组件)和一种方法得以解决。

按照本发明的用于中压或高压变流器、特别是模块化多级变流器的功率结构组件具有至少一个功率半导体结构组件、至少一个蓄能器结构组件、至少一个冷却装置和至少两个汇流排。所述冷却装置导电地构造并且与保护壳体连接，所述保护壳体至少将所述功率半导体结构组件相对于周围环境屏蔽，所述保护壳体具有至少一个用于导入和紧固连接元件的导入开口。在可预定的连接位置上，在至少所述冷却装置和一个所述汇流条之间设置有导电的连接元件，以便构造定义的转载路径。这样的转载路径也可以理解为定义的电流引回路径或放电路径。

为了触点接通功率结构组件、特别是功率半导体或者说功率半导体结构组件设置有汇流排。在此，汇流排的电源线可以用于触点接通并且将电流引导到功率结构组件中和/或引导到相邻地串联连接的功率结构组件并且从保护壳体伸出。

功率半导体组分别包括至少一个功率半导体、例如IGBT或类似的电子构件。蓄能器结构组件分别包括至少一个、优选构造为电容器的蓄能器。

至少一个功率半导体结构组件可以与两个彼此电绝缘的汇流条耦联成至少一个蓄能器结构组件。设置用于以不同电位加载的汇流条彼此优选通过至少一个绝缘层电分开地设置。在此，汇流条可以构造为连接端子的一部分，以便将所述至少一个蓄能器结构组件与至少一个功率结构组件电连接。汇流条可以通过绝缘体与冷却装置电分开地设置。电部件、例如汇流条、绝缘体、蓄能器结构组件和/或功率半导体结构组件的准确实施可以由本领域技术人员根据功率结构组件的需求来优化。

按照本发明，通过电连接元件将冷却装置置于与触点接通的汇流条类似的或基本上相同的电位上，由此可以将寄生电容的影响减少到定义的程度上。通过构造导电的冷却装置来实现非常良好的导热性和因此所述至少一个优选热触点接通地设置的功率半导体结构组件的散热。因此，通过在至少优选金属的冷却装置和一个汇流条之间构造定义的转载路径可以将不可避免的寄生放电电流远离不希望的位置。由此可以实现改善的EMV发射。同样可以以这种方式通过寄生电容的影响减少或者甚至避免在功率结构组件的敏感部件上的缺陷和/或材料退化的构成。

按照本发明构造的功率结构组件或对应的方法也许也可以用于低压范围内的应用，或者说由本领域技术人员以微小的措施对于这样的应用情况优化。

类似于按照本发明的功率结构组件的上述的实施方式，在按照本发明的方法作为一个方法步骤提供至少一个这样的功率结构组件。其他方法步骤包括：

-将保护壳体紧固或者说设置在所述冷却装置上，所述保护壳体至少将所述功率半导体结构组件相对于周围环境封闭，所述保护壳体具有至少一个用于导入和紧固连接元件的导入开口，

-通过在可预定的连接位置上在至少所述冷却装置和一个所述汇流条之间穿过所述导入开口安装所述连接元件来构造定义的转载路径。

通过按照本发明构造的功率结构组件、特别是与冷却装置连接的保护壳体可以获得对所述至少一个功率半导体结构组件的防止外部影响、例如灰尘、液体等的有效保护。反之，所述保护壳体也可以向外、例如在功率半导体爆炸式破坏时用于屏蔽四下乱飞的部件并且为此基本上封闭地构造。保护壳体在这里包括至少一个导入开口，通过所述导入开口可以可靠地导入和紧固连接元件。在这里大优点是：连接元件作为最后的电有效元件引入到功率结构组件中。因此可以有效地避免对功率结构组件的污染或损坏。

这是特别有利的，因为绝缘和/或在个别部件的部分放电路径亦或整个功率结构组件上的可能的电测试可以在安装连接元件之前实施。这样的测试对于本领域技术人员主要示例性地由列举的标准EN50178、EN60060-1亦或IEC62501已知。

此外适宜的可以是：所述连接元件可松脱地构造、优选构造为螺纹元件、插塞元件或卡锁元件。

这个可能的实施方式允许简单的且可靠的装配，允许连接元件在维护工作时亦或出于测试目的的短时移除。为了结束这样的工作，连接元件可以又作为最后的电有效元件放置。此外，螺纹连接的、插塞的或卡锁的连接元件可以确保冷却装置良好地接合到汇流条的电位上。此外，所述连接元件被良好地保护以防止腐蚀。

此外可以规定：所述连接元件的横截面构造为比对于构造所述定义的转载路径和导出寄生放电电流至少需要的最小横截面大多于10％、优选多于20％。

按照功率结构组件的类型和大小可以出现不同高度的寄生放电电流，所述放电电流为了构造转载路径应由本领域技术人员考虑用于设计连接元件的导电的最小横截面。然而显著的优点可以是：将连接元件的导电的横截面相对于所述最小横截面提高10％和更多，因为以这种方式除了构造定义的转载路径之外可以构造向冷却装置上的热有效接合。因此可以以简单的方式进行至少从触点接通的汇流条到冷却装置的附加散热。附加地，连接元件的贴靠在汇流条上的支承元件、例如螺钉头可以有利于向连接元件中的良好散热，由此可以改善散热。

此外可以规定：至少两个功率半导体结构组件在所述汇流条的至少两个垂直于汇流条的平面定向的侧上优选对置地设置。

所述汇流条构造为“面状的”、即基本上二维延伸的电导体并且因此预定沿两个空间方向的参考平面，其中，汇流条的侧面因而沿第三空间方向指向。多个、亦即至少两个功率半导体在汇流条的两侧上亦或围绕汇流条的布置结构可以用于使功率和/或电流分布基本上沿第三空间方向均一化。这样的布置结构可以减少电流路径的长度和因此寄生漏电电流的不确定的构成并且因此改善EMV。同样可以以这种方式基于对称效果减少寄生电感的构成。

此外可以规定：所述连接元件将至少一个所述汇流条与所述冷却装置电连接地并且穿透至少另一个汇流条地并且与其电绝缘地设置。

这个措施为本领域技术人员允许大数量的可能的连接位置，所述连接位置允许相应的电部件、例如功率半导体结构组件、蓄能器结构组件、辅助结构组件等的优化的布置结构，而不会在此妨碍冷却装置向汇流条上的电位接合。与未触点接通的汇流条的绝缘可以通过空隙亦或合适的绝缘材料、例如塑料套筒保证。这可以附加地提高机械的稳定性。

有利的也是一种方案，按照该方案可以规定：所述连接元件设置在所述汇流条的平面的中心中。

以这种方式可以进行所述至少一个、优选多个功率半导体组围绕汇流条的特别有效的布置。这个措施此外促进对称设置的电部件并且允许在大致同样长的电流路径上的构造，由此可以减少寄生电容的影响并且改善EMV。这类似地适用于寄生电感。

按照一种改进方案可能的是，至少一个所述汇流条具有侧向伸出的连接片，以用于触点接通所述连接元件。

汇流条的这样的突出部可低成本地且简单地实现并且此外允许特别简单的装配，而不必设置与未触点接通的汇流条的附加的绝缘元件。

此外适宜的可以是：优选通道形或管形的导入元件至少部分地从所述保护壳体的导入开口朝处于最近的汇流条的方向延伸地构造。

这样的导入元件可以显著地简化连接元件的导入。因为这个过程应在保护壳体关闭时进行，所以这个措施还用于连接元件的防丢失并且可以缩短需要的装配时间并且使复杂的导入或装配工具废弃。

此外可以规定：所述导入开口借助于闭锁元件、优选塞子或螺钉闭锁。这个闭锁过程应在安装连接元件期间或之后进行。

以这种方式，保护壳体可以有效地相对于周围环境闭锁以防止液体、灰尘和/或杂质的进入或排出。这样的闭锁元件可以在本发明的意义中理解为在功率结构组件的制造和/或维护过程中的最后的非电有效的元件。就此可以显著地提高在运行中并且也在在维护工作时的安全。

此外可以规定：所述保护壳体导电地并且与所述冷却装置电连接地构造。

因此，导电的保护壳体可以以简单的方式置于冷却装置和汇流条的电位上。在这样的导电的保护壳体中，寄生电容和不希望的放电电流的影响可以通过保护壳体向导电的冷却装置上的电接合非常良好地控制或者说甚至避免。这样的保护壳体也可以被加膜、涂敷和/或涂漆并且然而通过向冷却装置上的电触点接通置于基本上相同的电位上，由此可以使不可避免的寄生放电电流定向或转向。

按照一种特别的方案可能的是，所述保护壳体与所述冷却装置和一个所述汇流条电连接。

保护壳体与一个所述汇流条和导电的冷却装置的这种直接连接可以通过电连接元件相对简单地实现。在这种情况下，可预定的连接位置在三个点上沿着连接元件形成。以这种方式可以非常短地选择至少所述冷却装置和一个所述汇流条之间的定义的转载路径。此外可简单地设想：这个措施在功率结构组件的制造和/或测试方法结束时是特别有利的。

此外可以规定：在安装所述连接元件期间或之后，借助于闭锁元件、优选塞子或螺钉闭锁所述导入开口。

通过安装用于保护壳体的“闭锁部”可以有效预防污物、液体等引入到内部中并且因此提高运行安全。此外可以通过闭锁保护壳体提高防爆。导入开口可以为了容纳闭锁元件具有合适的形状、例如螺纹或类似物。单独的闭锁元件因此在按照本发明的方法中形成在功率结构组件的制造和/或维护工作时最后的非电有效的部件，由此例如可以在组装时非常良好地避免电部件的损坏。根据需求，闭锁元件也可以例如构造为部分绝缘的螺钉，由此可以确保至少所述冷却装置和一个汇流条之间的电连接，然而螺钉的杆和/或头部相对于保护壳体绝缘地构造。在这种情况下，电连接元件和闭锁元件一件式地构造。

此外可以规定：通过安装所述连接元件闭锁所述导入开口，并且所述连接位置构造在至少所述冷却装置和一个所述汇流条和保护壳体之间。利用这个措施，稳定的连接位置可以在三个点上通过安装连接元件来构造，由此构造从汇流条到保护壳体的附加的转载路径。冷却装置、汇流条和保护壳体的闭锁和同时的电接合可以提高关于转载电流的均一性，这又引起改善的EMV。此外，这个措施可以作为最后的方法步骤实施并且确保连接元件的相对快速的防丢失的安装。

有利的也是以下方案，按照该方案可以规定：在紧固所述保护壳体之前，通过将第一测试电压施加在至少一个可预定的绝缘路段上实施对功率结构组件的第一电测试。

作为绝缘路段在本发明的范围内可以理解的是以下电路径，所述电路径在完成功率结构组件之后应处于一个共同的设置的电位上。因此按照意义，这样的绝缘路段可以包括一个亦或多个电的部件或者说结构组件或构件。绝缘路段的这样的第一电测试可以用于控制基础绝缘，其中，以非常简单的方式可以探测可能的短路和/或松动的部件。这个措施的优点是：在功率结构组件完成并且电连接元件安装之前，可以相对简单地并且特别是自动化地实施这样的测试。优选这样的测试在数伏特、例如5V至10V的范围内实施。

此外适宜的可以是：在所述第一测试之后和/或在紧固所述保护壳体之后，通过施加相对于所述第一测试电压提高的第二测试电压在至少一个可预定的绝缘路段上实施对所述功率结构组件的第二电测试。

这样的第二测试可以用于针对负荷能力测试电连接和绝缘路段并且有意义地在第一测试之后才实施，以便避免功率结构组件的损坏。这用于控制功能隔离并且因此优选在100V至大约400V的范围内实施。有利地，这个测试在安装电连接元件之前实施。

此外可以规定：至少在一个所述汇流条和所述冷却装置和/或所述保护壳体之间进行关于所述电连接元件的功能效能和/或存在的控制测试。

这个措施可以作为一种最终测试进行，以便测试电连接元件的功能效能。以这种方式可以相对简单地保证功率结构组件的质量并且确保在之后的运行中的安全。优选这个控制测试自动化地实施。

对应于一种有利的改进方案可以规定：所述冷却装置构造为承受负荷的、冷却剂可流经的冷却板。

在这种实施方式中，冷却装置构造为承受负荷的、形式为冷却板的结构元件，其中，大优点是：在机架上可以施加功率结构组件的支撑功能并且冷却板同时构成用于在冷却装置或者说冷却板上设置的全部结构组件的容纳平台。因此，冷却板作为一种构造平台起作用，以用于容纳能量结构组件、功率半导体结构组件和可能的其他部件。这样的部件例如可以以辅助结构组件形式设置在冷却板上并且例如具有控制装置、电源件、阻抗和类似物。在此，按照中压或高压变流器的构造和类型有利的可以是：将至少一个功率半导体结构组件设置在冷却板的一侧、例如上侧上并且将所述至少一个蓄能器结构组件设置在冷却板的对置的侧、例如下侧上。类似于此也可设想“静止的”冷却板。此外，这种构造可以有助于非常有效地确保电部件、特别是功率半导体结构组件的局部散热并且同时能实现在中压或高压变流器的机架中节省空间地设置多个功率结构组件。容纳空间和/或冷却板支撑在其上的支撑面彼此电绝缘，以便避免各别功率结构组件之间的短路。

特别是有利的可以是，所述蓄能器结构组件设置在所述冷却板的与所述至少一个功率半导体结构组件和所述上至少两个汇流条对置的侧上，其中，所述冷却板具有通孔，所述通孔用于连接所述蓄能器结构组件与所述至少一个功率半导体结构组件。

以这种方式，冷却板可以构造成作为在电部件之间的防爆的作用，所述电部件设置在相应的侧上。此外，通过优选沿至少一个方向居中设置的通孔能实现功率半导体结构组件与蓄能器结构组件优选通过包括汇流条的连接端子相对简单地电连接。由此，一方面能实现导流的部件之间的非常短的电连接路程并且结果是能实现寄生电容和/或电感的减少和/或均一化。因此，这个措施可以显著地有助于改善EMV。

附图说明

为了较好地理解本发明，借助后续附图详细阐述本发明。

分别在强烈简化的示意图中：

图1示出具有电部件和连接元件的功率结构组件的示意图；

图2示出电部件在冷却装置上的可能的布置结构的示意性斜视图，其具有连接元件的不同的可能的连接位置；

图3示出功率结构组件的不同的可能的实施方式，其具有穿透汇流条(a)、(d)和/或居中设置(b)或在连接片上(c)的连接位置；

图4示出功率结构组件的一种可能的实施方式的示意性斜视图，其具有在冷却装置两侧上设置的能量和功率半导体结构组件。

具体实施方式

首先要指出：在不同描述的实施方式中，相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明、例如上、下、侧向等等也参考直接描述的以及示出的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置上。

在图1中示出按照本发明的用于未特意示出的中压或高压变流器2的功率结构组件1的示意图。功率结构组件1包括至少一个功率半导体结构组件3以及至少一个蓄能器结构组件5以及至少一个冷却装置7。功率半导体结构组件3可以与蓄能器结构组件5例如通过汇流条10和/或连接端子14连接。这样的布置结构对于本领域技术人员详细已知并且在这里仅示意性地示出。供电和/或与外部功率接头的触点接通示意性地借助于汇流排13表示。通常面状构造的汇流条10通过绝缘层12彼此分开。汇流排13的高频变换的电位可能导致汇流排13和功率结构组件1的其他主要是面状构造的部件之间的电加载的无意储存。这主要称为寄生电容18并且以对应的符号和在功率结构组件1的可能的电部件之间的虚线的连接线表示，在所述电部件上可以出现这样的寄生电容18。

图1中的示意图能实现实施按照本发明构造的功率结构组件1的工作原理，冷却装置7导电地构造在所述功率结构组件中并且至少一个功率半导体结构组件3优选直接传热地设置在所述功率结构组件上。功率半导体结构组件3包括至少一个功率半导体4、例如IGBT或类似的合适的电子构件。为了相对于周围环境的保护，保护壳体19与冷却装置7连接。为了改善电磁的一致性，按照本发明在至少所述冷却装置7和一个所述汇流条10之间借助于连接元件15构造有定义的转载路径17或电流路径。虚线示出的转载路径17在适合的连接位置16上借助于连接元件15构造。按照本发明进行连接元件15作为功率结构组件1的最后的电有效元件的安装。这能通过保护壳体19中的导入开口20实现。以这种方式可以给出用于不可避免的寄生放电电流的定义的电流或转载路径17并且寄生电容18的影响可以在不希望的位置上尽可能减少或者甚至避免，由此可以减少EMV以及各别部件的缺陷和/或材料退化。

图1中的通过将连接元件15安装在可预定的连接位置16上来构造定义的转载路径17的原理可转用到图2至图4上并且接着在一些可能的实施例中进一步阐述。

在图1中作为螺钉示例性地示出的连接元件15可以如在图2中与图3概览地将至少一个所述汇流条10与冷却装置7电连接地设置，其中，触点接通至少一个所述汇流条10。在图2中，两个功率半导体结构组件3示例性地设置在汇流条10的对置的侧上。这样的布置结构能实现短的导电路径并且以这种方式通过减少寄生电感改善电磁的一致性。在图2中还可看出：在冷却装置7或者说冷却板8与至少一个所述汇流条之间的连接位置16能在不同的位置上实现。连接位置16例如可以在侧向在一个所述汇流条10上伸出的连接片11上构造，以用于触点接通连接元件15与冷却板8。

在参阅图1和图2的上述讨论的情况下，按照本发明的功率结构组件1的其他示例性实施方式在图3a至图3d中示出。汇流条10可以彼此通过绝缘层12或者说朝向冷却装置通过绝缘体9屏蔽和/或支撑。

图3a示出示意向横剖视图，在该横剖视图中，沿竖直方向在下面的汇流条10通过连接元件15连接到导电的冷却装置或冷却板8。由图3a中的图示此外可以看出：向保护壳体19的导入开口20上朝冷却装置的方向构造导入元件22。这个优选管形或通道形地构造的导入元件22能实现防丢失地导入和紧固所述连接元件15。

在图3b中表示连接位置16的一种优选的可能的实施方式，其中，连接位置设置在汇流条10的平面中的中心23中。在这种情况下，沿竖直方向处于最上面的汇流条10与冷却装置7或者说冷却板8通过连接元件15连接。

连接元件15的另一种可能的布置结构从图3c中的剖视图可看出，其中，在汇流条10和冷却装置7之间的连接位置16借助于侧向在汇流条上伸出的连接片11实施。

在图3d中示出按照本发明的功率结构组件1的另一种并且必要时本身独立的实施方式。在3d的示例性的图示中，保护壳体导电地构造并且与冷却装置7和一个所述汇流条电连接。可预定的连接位置16在这种情况下包括沿着连接元件15的三个点，在所述点上构造有电触点。在示出的状况下，在安装连接元件15同时闭锁保护壳体19的导入开口20。未示出电连接元件15构造为部分绝缘的螺钉的状况，其中，在螺钉的杆和/或头部的区域中构造有相对于保护壳体的绝缘。然而在这两种情况下，连接元件15和设置用于闭锁导入开口20的闭锁元件21一件式地构造。

连接元件15可以具有导电的横截面，所述横截面同时有助于在冷却装置上的有针对性的散热。特别是有利的可以是，有效横截面构造为比对于电接合和构造定义的转载路径17需要的最小横截面大至少10％。此外可以在例如螺钉状构造的连接元件15中、如例如在图3a至图3c中可看出的那样，使用加宽的螺钉头，以用于汇流条10的改善的支承或者说触点接通，由此可以有利于提高的吸热或者说散热。

在图4中示出功率结构组件1的示意性斜视图。在选择的图示中可看出：所述至少一个功率半导体结构组件3以及所述及至少一个蓄能器结构组件5设置在冷却板8的对置的侧上。蓄能器结构组件5与功率半导体结构组件3和/或辅助结构组件24的连接能通过构造穿透冷却板8的通孔25实现。优选用于连接电部件的连接端子14可以处于这个通孔25的区域中。这样的状况特别与功率结构组件1的部件的沿横向和/或纵向对称的布置结构相结合地是特别有利的，如例如在图2中示意性表示的那样。通过一个或多个通孔25可以相对短地选择电连接路径。

此外从图4可以看出：为了闭锁保护壳体19的导入开口20可以设置有单独的闭锁元件21。这样的闭锁元件21设置为非电有效的元件并且用于相对于周围环境封闭保护壳体19。

对于本领域技术人员从图1至图4的图示可容易看出：按照本发明可以将可能的电测试在对保护壳体19进行紧固之前和/或之后在不同的可预定的绝缘路段上简单地实施。

此外可以在图4中看出：电部件的对称布置能实现构成大致同样长的电流路径。这有利于减少寄生电容和/或电感的影响并且改善EMV。这在面状构造的汇流条10和/或汇流排13中有特别优点，它们相对于保护壳体19和/或导电的冷却板8倾向于构造寄生电容18。

各实施例示出可能的实施变型方案，其中，在这里要说明：本发明不限于本发明的特别示出的实施变型方案，相反，各个实施变型方案彼此的不同组合也是可能的并且这种变化可能性基于通过具体的本发明对技术手段的教导处于本领域技术人员的能力之内。

保护范围由权利要求书确定。然而，应参考说明书和附图来解释权利要求。来自所示出的和所描述的不同的实施例的单个特征或特征组合本身能够是独立的创造性的解决方案。基于独立的发明解决方案的任务可以从说明书得出。

对具体的说明书中的数值范围的全部说明应这样理解，使得所述数值范围一起包括任意的和所有由此产生的部分范围，例如说明1至10应这样理解，即，一起包括从下限1和上限10出发的全部的部分范围，即以1或更大的下限开始并且以10或更小的上限结束的全部的部分范围，例如1至1.7、或3.2至8.1、或5.5至10。

按规定最后要指出：为了更好地理解构造，元件部分地不按比例和/或放大和/或缩小地示出。

附图标记列表

1 功率结构组件

2 中压或高压变流器

3 功率半导体结构组件

4 功率半导体

5 蓄能器结构组件

6 蓄能器

7 冷却装置

8 冷却板

9 绝缘体

10 汇流条

11 连接片

12 绝缘层

13 汇流排

14 连接端子

15 连接元件

16 连接位置

17 转载路径

18 寄生电容

19 保护壳体

20 导入开口

21 闭锁元件

22 导入元件

23 汇流条平面的中心

24 辅助结构组件

25 通孔。

Claims (19)

1.用于中压或高压变流器(2)、特别是模块化多级变流器的功率结构组件(1)，所述功能组件包括：

-至少一个功率半导体结构组件(3)，

-至少一个蓄能器结构组件(5)，

-至少一个冷却装置(7)，

-至少两个汇流条(10)，

其特征在于，

所述冷却装置(7)导电地构造并且与保护壳体(19)连接，所述保护壳体至少将所述功率半导体结构组件(3)相对于周围环境屏蔽，所述保护壳体具有至少一个用于导入和紧固连接元件(15)的导入开口(20)，

并且在可预定的连接位置(16)上，在至少所述冷却装置(7)和一个所述汇流条(10)之间设置有导电的连接元件(15)，以便构造定义的转载路径(17)。

2.按照权利要求1所述的功率结构组件(1)，其特征在于，所述连接元件(15)可松脱地构造、优选构造为螺纹元件、插塞元件或卡锁元件。

3.按照权利要求1或2所述的功率结构组件(1)，其特征在于，所述连接元件(15)的横截面构造为比对于构造所述定义的转载路径(17)和导出寄生放电电流至少需要的最小横截面大多于10％、优选多于20％。

4.按照上述权利要求中任一项所述的功率结构组件(1)，其特征在于，至少两个功率半导体结构组件(3)在所述汇流条(10)的至少两个垂直于所述汇流条(10)的平面定向的侧上优选对置地设置。

5.按照上述权利要求中任一项所述的功率结构组件(1)，其特征在于，所述连接元件(15)将至少一个所述汇流条(10)与所述冷却装置(7)电连接地并且穿透至少另一个汇流条(10)地并且与其电绝缘地设置。

6.按照权利要求5所述的功率结构组件(1)，其特征在于，所述连接元件(15)设置在所述汇流条(10)的平面的中心(23)中。

7.按照权利要求1至4中任一项所述的功率结构组件(1)，其特征在于，至少一个所述汇流条(10)具有侧向伸出的连接片(11)，以用于触点接通所述连接元件(15)。

8.按照上述权利要求中任一项所述的功率结构组件(1)，其特征在于，优选作为通道形或管形的导入元件(22)至少部分地从所述保护壳体(19)的导入开口(20)朝处于最近的汇流条(10)的方向延伸地构造。

9.按照上述权利要求中任一项所述的功率结构组件(1)，其特征在于，所述导入开口(20)借助于闭锁元件(21)、优选塞子或螺钉闭锁。

10.按照上述权利要求中任一项所述的功率结构组件(1)，其特征在于，所述保护壳体(19)导电地并且与所述冷却装置(7)电连接地构造。

11.按照权利要求10所述的功率结构组件(1)，其特征在于，所述连接元件(15)设置成，使得所述保护壳体(19)与所述冷却装置(7)和一个所述汇流条(10)电连接。

12.按照上述权利要求中任一项所述的功率结构组件(1)，其特征在于，所述冷却装置(7)构造为承受负荷的、冷却剂可流经的冷却板(8)。

13.按照权利要求12所述的功率结构组件(1)，其特征在于，所述蓄能器结构组件(5)设置在所述冷却板(8)的与所述至少一个功率半导体结构组件(3)和所述至少两个汇流条(10)对置的侧上，其中，所述冷却板(8)具有通孔(25)，所述通孔用于连接所述蓄能器结构组件(5)与所述至少一个功率半导体结构组件(3)。

14.用于制造特别是用于中压或高压变流器(2)的功率结构组件(1)的方法，所述方法包括以下方法步骤：

-提供按照权利要求1至13中任一项所述的功率结构组件(1)，至少包括：

-将保护壳体(19)紧固在所述冷却装置(7)上，所述保护壳体至少将所述功率半导体结构组件(3)相对于周围环境封闭，所述保护壳体具有至少一个用于导入和紧固连接元件(15)的导入开口(20)，

-通过在可预定的连接位置(16)上在至少所述冷却装置(7)和一个所述汇流条(10)之间穿过所述导入开口(20)安装所述连接元件(15)来构造定义的转载路径(17)。

15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，在安装所述连接元件(15)期间或之后，借助于闭锁元件(21)、优选塞子或螺钉闭锁所述导入开口(20)。

16.按照权利要求15所述的方法，其特征在于，通过安装所述连接元件(15)闭锁所述导入开口(20)，并且所述连接位置(16)构造在至少所述冷却装置(7)和一个所述汇流条(10)和所述保护壳体(19)之间。

17.按照权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，在紧固所述保护壳体(19)之前，通过将第一测试电压施加在至少一个可预定的绝缘路段上实施对所述功率结构组件(1)的第一电测试。

18.按照权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述第一测试之后和/或在紧固所述保护壳体(19)之后，通过施加相对于所述第一测试电压提高的第二测试电压在至少一个可预定的绝缘路段上实施对所述功率结构组件(1)的第二电测试。

19.按照权利要求14至18中任一项所述的方法，其特征在于，在一个所述汇流条(10)和所述冷却装置(7)和/或所述保护壳体(19)之间进行关于所述连接元件(15)的功能效能和/或存在的控制测试。

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