DE102017120892A1 - Distribution bus of a rail vehicle, which is suitable for high switching frequencies - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen länglich geformten Verteilerbus (10), der sich gemäß einer großen Längsachse (X-X) erstreckt, umfassend zwei längliche Leiterplatten (11, 12), die parallel zueinander und über den wesentlichen Teil ihrer Oberfläche gegenüber angeordnet sind, wobei die Platten durch einen Isolierraum (31) getrennt sind, wobei jede Platte eine Hochspannungsklemme (81, 82) aufweist, die sich gemäß einer selben großen Seite des Verteilerbusses befindet, wobei die Platten (11, 12) ebenfalls mindestens zwei Anschlussbereichspaare (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48) aufweisen, die imstande sind, mit Impedanzen (4, 5, 6, 7) elektrisch verbunden zu sein, die mindestens zwei Anschlussklemmenpaare (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) aufweisen. Die Anschlussbereiche (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48) befinden sich nur gemäß der großen mittleren Längsachse (X-X) des Verteilerbusses, die jede Platte (11, 12) in zwei etwa symmetrische seitliche Bereiche (49, 50) teilt.The invention relates to a longitudinally shaped distributor bus (10) extending along a large longitudinal axis (XX), comprising two elongated circuit boards (11, 12) arranged parallel to each other and over the substantial part of their surface, the plates passing through an insulation space (31) are separated, each plate having a high voltage terminal (81, 82) which is located on a same large side of the distributor bus, wherein the plates (11, 12) also at least two Anschlußbereichspaare (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48) capable of being electrically connected to impedances (4, 5, 6, 7) comprising at least two terminal pairs (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 , 28). The connection regions (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48) are located only in accordance with the large central longitudinal axis (XX) of the distributor bus, which turns each plate (11, 12) into two approximately symmetrical lateral regions (49, 50).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen länglich geformten Verteilerbus, der sich gemäß einer großen mittleren Längsachse erstreckt, umfassend zwei längliche Leiterplatten, die parallel zueinander und über den wesentlichen Teil ihrer Oberfläche gegenüber angeordnet sind, wobei die Platten durch einen Isolierraum getrennt sind, wobei jede Platte eine Hochspannungsklemme aufweist, die sich gemäß einer selben großen Seite des Verteilerbusses befindet, wobei die Platten ebenfalls mindestens zwei Anschlussbereichspaare aufweisen, die imstande sind, mit Impedanzen elektrisch verbunden zu sein, die mindestens zwei Anschlussklemmenpaare aufweisen. The present invention relates to a longitudinally shaped distribution bus extending along a large central longitudinal axis, comprising two elongated printed circuit boards arranged parallel to each other and over the substantial part of their surface, the plates being separated by an insulating space, each plate having a longitudinal axis High voltage terminal, which is located on a same large side of the distributor bus, wherein the plates also have at least two Anschlußbereichspaare, which are capable of being electrically connected to impedances having at least two terminal pairs.
Sie betrifft ebenfalls eine zugeordnete elektrische Ausrüstung. It also relates to an associated electrical equipment.
Der Begriff Verteilerbus bezeichnet Leiter mit geringer Impedanz, mit denen mehrere elektrische Kreise an getrennten Punkten verbindbar sind. The term distribution bus refers to conductors with low impedance, with which several electrical circuits can be connected at separate points.
In der Leistungselektronik und vor allem in den Zügen werden sie verwendet, um elektronische Bauteile dort miteinander zu verbinden, wo klassische Anschlussmittel wie Drähte oder gedruckte Schaltkreise aufgrund von hohen Stromamplituden nicht verwendet werden können. Anschlussmittel wie Leistungskabel sind aufgrund von hohen Umschaltfrequenzen ungeeignet. In power electronics, and in particular in trains, they are used to connect electronic components where conventional connecting means such as wires or printed circuits can not be used due to high current amplitudes. Connection means such as power cables are unsuitable due to high switching frequencies.
Die Verwendung eines Verteilerbusses, der ein Set aus zwei länglichen parallelen Platten aus Kupfer umfasst, die mit vier Kondensatoren verbunden sind, ist bekannt. In einem Beispiel nach dem Stand der Technik sind die Platten vorstehend gemäß der Richtung der großen Längsachse des Verteilerbusses angeordnet. Diese zwei Platten werden untereinander mechanisch gehalten und sind durch Luft getrennt. Sie sind mit Hilfe von zwei Hochspannungsklemmen polarisiert, wobei jede Platte eine Hochspannungsklemme umfasst, die sich an Rand der entsprechenden Platte befindet. Die Platten umfassen vier Kupferanschlüsse, die versetzt sind und elektrisch und mechanisch mit vier Kondensatoren verbunden sind, die sich entlang einer selben großen Seite des Verteilerbusses befinden. The use of a distribution bus comprising a set of two elongate copper parallel plates connected to four capacitors is known. In an example of the prior art, the plates are arranged above according to the direction of the large longitudinal axis of the distributor bus. These two plates are held together mechanically and are separated by air. They are polarized by means of two high-voltage terminals, each panel comprising a high-voltage terminal located at the edge of the corresponding panel. The plates include four copper terminals which are offset and electrically and mechanically connected to four capacitors located along a same large side of the distribution bus.
Allerdings sind in einer derartigen Konfiguration eine hohe störende Induktanz zwischen den Kondensatoren und eine hohe Impedanz von den Hochspannungsklemmen zu beobachten. However, in such a configuration, high parasitic inductance between the capacitors and high impedance from the high voltage terminals are observed.
Die Erfindung hat die Aufgabe diesem Nachteil durch Bereitstellung eines Verteilerbusses abzuhelfen, der eine gute Stromverteilung zwischen den Kondensatoren, eine Verringerung der störenden Induktanzen zwischen Kondensatoren und eine Verringerung der Impedanz von den Hochspannungsklemmen erlaubt. The invention has the object of remedy this disadvantage by providing a distributor bus which allows a good distribution of current between the capacitors, a reduction of the disturbing inductances between capacitors and a reduction of the impedance of the high voltage terminals.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung vor allem einen Verteilerbus des vorgenannten Typs zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anschlussbereiche nur in der großen mittleren Längsachse des Verteilerbusses befinden, die jede Platte in zwei etwa symmetrische seitliche Bereiche trennt. For this purpose, the invention has in particular a distributor bus of the aforementioned type for the object, characterized in that the connection areas are located only in the large central longitudinal axis of the Verteilerbusses, which separates each plate into two approximately symmetrical lateral areas.
Gemäß besonderen Ausführungsformen weist der erfindungsgemäße Verteilerbus eines oder mehrere der folgenden Merkmale auf, die allein oder in allen technisch möglichen Kombinationen herangezogen werden:
- – die Verhältniszahl Breite/Länge der Leiterplatten liegt zwischen 30 und 50 %, insbesondere zwischen 35 und 45 % inklusive,
- – die Stärke der zwei Leiterplatten liegt zwischen 1 und 7 % inklusive der Breite der Leiterplatten,
- – die zwei Leiterplatten sind in einem Abstand zwischen 1 und 3 mm inklusive beabstandet und durch ein festes elektrisches Isolationsmittel getrennt, das mit den zwei Platten im Kontakt ist,
- – die zwei seitlichen Bereiche haben jeweils eine Breite zwischen dem Doppelten und dem Vierfachen des Abstands inklusive, gemessen gemäß der großen mittleren Längsachse, die die Anschlussbereiche trennt, die imstande sind, mit Anschlussklemmen einer selben Impedanz verbunden zu sein,
- – die Anschlussbereiche sind gemäß der großen mittleren Längsachse des Verteilerbusses abstandsgleich,
- – die Anschlussbereiche sind gemäß der großen mittleren Längsachse in einem Abstand zwischen 7 und 9 cm inklusive und vorzugsweise von 8 cm beabstandet, und
- – die Hochspannungsklemmen befinden sich beiderseits der Mitte derselben großen Seite des Verteilerbusses.
- The ratio between width and length of the printed circuit boards is between 30 and 50%, in particular between 35 and 45% inclusive,
- - the thickness of the two printed circuit boards is between 1 and 7% including the width of the printed circuit boards,
- The two printed circuit boards are spaced apart at a distance of between 1 and 3 mm inclusive and are separated by a solid electrical insulation means in contact with the two plates,
- The two lateral regions each have a width between twice and four times the distance inclusive, measured according to the large central longitudinal axis, which separates the connection regions capable of being connected to terminals of the same impedance,
- The connection areas are equidistant according to the large central longitudinal axis of the distributor bus,
- - The terminal areas are according to the large central longitudinal axis at a distance between 7 and 9 cm inclusive and preferably spaced from 8 cm, and
- - The high voltage terminals are located on either side of the middle of the same large side of the distributor bus.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine zugeordnete elektronische Ausrüstung, die mindestens zwei Impedanzen und mindestens einen erfindungsgemäßen Verteilerbus aufweist, der die Impedanzen untereinander elektrisch verbindet. The invention also relates to an associated electronic equipment having at least two impedances and at least one distributor bus according to the invention, which electrically connects the impedances with each other.
Die Erfindung wird bei der Lektüre der nun folgenden Beschreibung besser verstanden werden, die nur als Beispiel dient und unter Bezugnahme auf die einzige Figur erfolgt die eine schematische Explosions-Teilansicht einer elektronischen Leistungsausrüstung mit einem erfindungsgemäßen Verteilerbus ist. The invention will be better understood by reading the description which follows, by way of example only and with reference to the single figure, which is a partial exploded schematic view of an electronic power equipment incorporating a bus according to the invention.
Die teilweise auf der
Sie weist vier Kondensatoren
Die Kondensatoren
Der Verteilerbus
Der Verteilerbus
Die Platten
Jede Platte umfasst eine Metallscheibe, die beispielsweise nur aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und einer isolierenden Umhüllungsfolie zusammengesetzt ist. Each plate comprises a metal disc, which is composed for example only of copper or a copper alloy and an insulating wrapping film.
Die Kondensatoren
Die Platten
Die Länge des Verteilerbusses
Die Breite des Verteilerbusses
Die Stärke des Verteilerbusses wird in der Ebene senkrecht zur Hauptebene gemäß der Richtung Z gemessen. The strength of the distributor bus is measured in the plane perpendicular to the main plane according to the direction Z.
Die Stärke der Platten
Der Isolationsraum
Die Schicht des festen elektrischen Isolationsmaterials
Die Schicht des festen elektrischen Isolationsmaterials
Die isolierende Umhüllungsfolie der Platten
In einer Variante wird eine Einheit, gebildet von den Platten
Die Anschlussbereiche
Die große mittlere Längsachse X-X trennt jede Platte in zwei seitliche Bereiche
Die Anschlussbereiche
Die Platten
Die Löcher
Die Löcher
Beispielsweise haben die Löcher
Die Schicht des festen elektrischen Isolationsmaterials
Die seitlichen Bereiche
Die Platten
Die Platten
Die Hochspannungsklemmen
Die Hochspannungsklemmen
Die Hochspannungsklemmen
Die Hochspannungsklemmen
Der Abstand zwischen den Hochspannungsklemmen
Das positive oder negative Vorzeichen der Hochspannungsklemmen
Die Hochspannungsklemmen
Die Löcher
In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Verteilerbus
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform hat der Verteilerbus
In einer Ausführungsform, die noch bevorzugter ist, hat der mit den Kondensatoren
In einer Variante umfasst der Verteilerbus
Ebenfalls in einer Variante sind die länglichen Leiterplatten
Die Position der Hochspannungsklemmen
Aufgrund der rechteckigen Form der Platten
Damit wird der Strom gleichmäßig zwischen den Kondensatoren verteilt, und jeder Kondensator hat eine identische Impedanz ausgehend von den Hochspannungsklemmen. Thus, the current is distributed evenly between the capacitors, and each capacitor has an identical impedance from the high voltage terminals.
Der erfindungsgemäße Verteilerbus verringert die störenden Induktanzen und benötigt keine Entkopplungskapazitäten. Er ist demnach für hohe Umschaltfrequenzen geeignet. The distributor bus according to the invention reduces the disturbing inductances and does not require any decoupling capacitances. He is therefore suitable for high switching frequencies.
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