CN214043944U - 冷却的半导体开关组件 - Google Patents

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Abstract

一种冷却的半导体开关组件，包括：冷却器，该冷却器包括具有第一表面(21)和第二表面(22)的本体部分(2)和至少一个冷却片(3)；与冷却器的本体部分(2)的第一表面(21)导热接触的至少一个半导体开关模块(4)，以及与所述至少一个半导体开关模块(4)导电接触的至少一个母线。冷却器的本体部分(2)的第一表面(21)为非平面形状，并且至少一个母线与冷却器的本体部分(2)的第一表面(21)导热接触。

Description

冷却的半导体开关组件
技术领域
本实用新型涉及冷却的半导体开关组件。
背景技术
完成一种下述的冷却的半导体开关组件是已知的，该冷却的半导体开关组件具有半导体开关模块、母线和冷却器，其中，母线与半导体开关模块导电接触，并且其中，半导体开关模块与冷却器的本体部分导热接触，并且其中半导体开关模块通过将热量从冷却器的冷却片传递到周围空气而被冷却。在已知的解决方案中，半导体开关模块布置在冷却器的平面本体部分上，该冷却器的平面本体部分与冷却器的冷却片导热接触。
实用新型内容
本实用新型的目的是开发一种冷却的半导体开关组件，其具有比之前产品更有效的冷却。本实用新型的目的是通过以下描述的冷却的半导体开关组件来实现的。
本实用新型是基于在冷却的半导体开关组件中，冷却器的本体部分的与半导体开关模块导热接触的表面是非平面的，并且基于与半导体开关模块导电接触的至少一个母线与所述表面热接触。
该具有创造性的冷却的半导体开关组件的优点是比之前产品更有效的冷却。在一个实施方式中，与未冷却的母线的横截面面积相比，冷却的母线的横截面面积更小。
附图说明
现在将结合优选实施方式并参照附图来更详细地描述本实用新型，其中：
图1是根据本实用新型的实施方式的冷却的半导体开关组件的侧视图；
图2从上方倾斜地示出了根据图1的冷却的半导体开关组件；以及
图3是根据本实用新型的另一实施方式的冷却的半导体开关组件的侧视图。
具体实施方式
根据图1和图2的冷却的半导体开关组件包括冷却器、六个半导体开关模块4、五个母线、十八个电容器6和三个扼流圈7。
冷却器包括本体部分2和多个冷却片3，本体部分2具有位于本体部分2的相反两侧上的第一表面21和第二表面22。母线包括第一直流母线51、第二直流母线52和三个交流母线53。
母线与半导体开关模块4导电接触。母线适于将电流传输出半导体开关模块4和传输到半导体开关模块4中。母线与冷却器电绝缘。交流母线53和第一直流母线51与冷却器的本体部分2的第一表面21导热接触。
母线由铜制成。在替代性实施方式中，母线由铝或合金制成。
每个半导体开关模块4与冷却器的本体部分2的第一表面21导热接触。每个半导体开关模块4具有位于半导体开关模块4的相反两侧上的第一表面和第二表面。在半导体开关模块4的第一表面与冷却器的本体部分2的第一表面21导热接触的情况下，交流母线53、第一直流母线51和第二直流母线52被连接到半导体开关模块4的第二表面。
每个半导体开关模块4包括含有可控的半导体开关的桥连接，并且适于用作逆变器和整流器。在替代性实施方式中，半导体开关模块包括含有可控的半导体开关的桥连接，并且适于作为转换器操作以将电能从一种形式转换成另一种形式。
冷却器的本体部分2的第一表面21在形状上不同于平面，因此是非平面的三维的。冷却器的本体部分2的第一表面21的非平面形状使得交流母线53和第一直流母线51可以与冷却器的本体部分2的第一表面21导热接触。
在替代性实施方式中，冷却器的本体部分的第一表面与至少一个半导体开关模块和至少一个母线两者导热接触。这样，与仅使半导体开关模块与冷却器的本体部分的第一表面导热接触的解决方案相比，可以增强半导体开关组件的冷却并且可以更好地利用冷却器的本体部分的第一表面进行热传递。
半导体开关模块4的在其电连接至母线时所凭借的端子在导电的同时导热。半导体开关模块4的与和冷却器的本体部分2的第一表面21导热接触的母线相连的端子的冷却由于从端子到冷却的母线的热传递而得到增强。
在一个实施方式中，冷却器的本体部分的第一表面包括：模块区域，其限定了模块区域平面；以及至少一个总线区域，其限定了总线区域平面。至少一个半导体开关模块与模块区域导热接触，并且至少一个母线与至少一个总线区域导热接触。冷却器的本体部分的第一表面的模块区域平面和总线区域平面相互平行并且彼此间隔一定距离定位。
在图1和图2的半导体开关组件中，冷却器的本体部分2的第一表面21包括：模块区域，半导体开关模块4与该模块区域导热接触；以及两个总线区域，母线与所述两个总线区域导热接触。由模块区域限定的模块区域平面和由总线区域限定的相应总线区域平面相互平行。
如图1所示，在竖直方向上，也就是说垂直于冷却器的本体部分2地，冷却器的本体部分2的第一表面21的模块区域平面与相互平行但在竖直方向上高度不同的两个总线区域相比都较低。换句话说，模块区域平面位于距两个总线区域平面一定距离的位置处。
冷却器的本体部分2是均匀的元件。冷却器的冷却片3与本体部分2的第二表面22导热接触。冷却片3是突起，热量通过所述突起传递到周围的空气中。在不同的实施方式中，冷却片的形状可以自由选择。
在图1和图2的半导体开关组件中，第一直流母线51和第二直流母线52与半导体开关模块4导电接触。如图1所示，第一直流母线51和第二直流母线52在竖直方向上、即在相对于冷却器的本体部分2的平面方向垂直的方向上彼此上下放置。第一直流母线51与冷却器的本体部分2的第一表面21导热接触。换句话说，第一直流母线51的要被冷却的部分抵靠在冷却器的本体部分2的第一表面21上。
第二直流母线52不与冷却器的本体部分2的第一表面21导热接触。换句话说，第二直流母线52位于距冷却器的本体部分2一定距离的位置处。第二直流母线52与冷却器的本体部分2之间的距离使得冷却器的本体部分2的第一表面21与第二直流母线52之间的热阻高于冷却器的本体部分2的第一表面21与第一直流母线51之间的热阻。
第一直流母线51的横截面面积小于第二直流母线52的横截面面积。对于第一直流母线51能够使用较小的横截面面积，因为第一直流母线51的冷却比第二直流母线52的冷却更好。在第一直流母线51中使用较小的横截面积可以节省材料。
电容器6电连接到第一直流母线51和第二直流母线52。电容器6为圆柱形，并且定位成使其中心轴线垂直于模块区域平面。
图3示出了冷却的半导体开关组件的替代性实施方式，该替代性实施方式在冷却器的设计方面与图1和图2的冷却的半导体开关组件不同。如图3中可以看到的，除了半导体开关模块4′之外，仅交流母线53′与冷却器的本体部分2′的第一表面21′导热接触。第一直流母线51′和第二直流母线52′不与冷却器的本体部分2′的第一表面21′导热接触。
在图1和2所示的实施方式中，每个扼流圈7电连接到对应的交流母线53。图3未示出扼流圈。
冷却器的本体部分2的第二表面22的形状是非平面的。冷却片3通过该非平面接触表面与冷却器的本体部分2的第二表面22接触。换句话说，冷却片3形成为与第二表面22的形状一致。
冷却片3通过激光焊接固定到冷却器的本体部分2的第二表面22。激光焊接有利于冷却片的固定，特别是在冷却器的本体部分的第二表面在形状上不同于平面并且/或者冷却片的形状为多维的情况下。
对本领域技术人员将明显的是，可以以许多不同方式来实现本实用新型的基本思想。因此，本实用新型及其实施方式不限于上述示例。

Claims (10)

1.一种冷却的半导体开关组件，包括：
冷却器，所述冷却器包括本体部分(2)和至少一个冷却片(3)，所述本体部分(2)具有位于所述本体部分(2)的相反两侧上的第一表面(21)和第二表面(22)，所述至少一个冷却片(3)与所述本体部分(2)的所述第二表面(22)导热接触；
至少一个半导体开关模块(4)，所述至少一个半导体开关模块(4)与所述冷却器的所述本体部分(2)的所述第一表面(21)导热接触：
至少一个母线，所述至少一个母线与所述至少一个半导体开关模块(4)导电接触；
其特征在于：
所述冷却器的所述本体部分(2)的所述第一表面(21)为非平面形状；以及
至少一个母线与所述冷却器的所述本体部分(2)的所述第一表面(21)导热接触。
2.根据权利要求1所述的冷却的半导体开关组件，其特征在于，所述至少一个母线包括第一直流母线(51)。
3.根据权利要求2所述的冷却的半导体开关组件，其特征在于，所述半导体开关组件包括第二直流母线(52)，所述第二直流母线(52)与所述第一直流母线(51)电绝缘，并且定位成使得所述冷却器的所述本体部分(2)的所述第一表面(21)与所述第二直流母线(52)之间的热阻高于所述冷却器的所述本体部分(2)的所述第一表面(21)与所述第一直流母线(51)之间的热阻。
4.根据权利要求3所述的冷却的半导体开关组件，其特征在于，所述第二直流母线(52)位于距所述冷却器的所述本体部分(2)一距离处。
5.根据权利要求3所述的冷却的半导体开关组件，其特征在于，所述第一直流母线(51)的横截面面积小于所述第二直流母线(52)的横截面面积。
6.根据权利要求3所述的冷却的半导体开关组件，其特征在于，所述冷却的半导体开关组件还包括至少一个电容器(6)，所述至少一个电容器(6)电连接到所述第一直流母线(51)和所述第二直流母线(52)。
7.根据权利要求1所述的冷却的半导体开关组件，其特征在于，所述至少一个母线包括至少一个交流母线(53)。
8.根据权利要求7所述的冷却的半导体开关组件，其特征在于，所述冷却的半导体开关组件包括至少一个扼流圈(7)，所述至少一个扼流圈(7)电连接到所述至少一个交流母线(53)。
9.根据权利要求1所述的冷却的半导体开关组件，其特征在于，所述冷却器的所述本体部分(2)的所述第二表面(22)为非平面形状。
10.根据权利要求1所述的冷却的半导体开关组件，其特征在于，所述至少一个冷却片(3)通过激光焊接固定到所述冷却器的所述本体部分(2)的所述第二表面(22)。
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