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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Leistungselektrikmodulen, insbesondere auf Halbleiter-Leistungselektrikmodule, die einen elektrischen Leiter haben. Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auch auf Leistungselektrikmodule, die eine Sammelschiene umfassen. Solche Leistungselektrikmodule können ein Leistungsumsetzer oder eine Leistungsumsetzungsvorrichtung sein, der bzw. die Komponenten umfasst, wie zum Beispiel Transistoren oder Halbleiter-Schalter, die in einer Vielzahl von Anwendungen von kleineren Niederspannungssystemen bis zu größeren Hochspannungssystemen, zum Beispiel Transportsystemen, wie zum Beispiel Zügen und Elektrofahrzeugen, oder zum Beispiel auch auf dem Gebiet der Umwandlung erneuerbarer Energie, eingesetzt werden.
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Systeme, die derartige Leistungselektrikmodule verwenden, insbesondere wenn sie in einem System zum Antrieb elektrischer Ausrüstungen, wie zum Beispiel elektrisch angetriebener Fahrzeuge oder anderer elektrisch angetriebener Vorrichtungen verwendet werden, werden üblicherweise mit einer Vielzahl unterschiedlicher Leistungselektrikmodule gebaut, die über Anschlüsse miteinander verbunden werden, die sich von Gehäusen eines jeden Leistungselektrikmoduls nach außen erstrecken. Die Anschlüsse verschiedener Leistungselektrikmodule können direkt oder mittels einer Sammelschiene miteinander verbunden werden, die im Geist der Erfindung auch ein Leistungselektrikmodul darstellt. Eine Verbindung über elektrische Drähte ist ebenfalls durch die Erfindung abgedeckt. Auf jeden Fall sind die Anschlüsse dazu vorgesehen, die elektrischen Leiter in jedem Leistungselektrikmodul mit anderen elektrischen Vorrichtungen zu verbinden, um zum Beispiel die elektrische Ausrüstung für einen elektrischen Antriebsstrang eines Fahrzeugs aufzubauen.
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Die Verbindung von zwei Leistungselektrikmodulen wird üblicherweise mittels Schraubverbindungen bewerkstelligt, die mindestens eine Schraube pro Anschlussverbindung und in den meisten Fällen auch eine Mutter und eine Scheibe zum zuverlässigen Verbinden von zwei Anschlüssen von zwei Leistungselektrikmodulen benötigen. Die Verwendung von Schraubverbindungen erfordert ferner Öffnungen in den Anschlüssen, damit die zum Verbinden der Anschlüsse verwendete Schraube durch die Anschlüsse geführt werden kann und sie richtig auf dem Anschluss sitzt. Wenn eine Mutter zum sauberen Halten der Schraube vermieden werden soll, sollte einer der Anschlüsse mit einem Gewinde versehen sein. Daher erfordert diese Art der Verbindung von Anschlüssen von zwei Leistungselektrikmodulen viel Vorbereitung und viele Teile, die eine Schraubverbindung komplex und arbeitsintensiv machen, insbesondere in einem automatischen Prozess zum Aufbau elektrischer Ausrüstungen. Darüber hinaus verringert das Entfernen einer leitfähigen Fläche zum Einfügen der Schrauben in Bohrungen in den entsprechenden Anschlüssen die Gesamtstromdichte des Leistungselektrikmoduls.
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DE 10 2016 102 305 A1 offenbart ein Halbleitermodul, das eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen umfasst, die gestapelt sind. In diesem Aufbau kann auch zumindest eine Linie von Anschlüssen mit einem gemeinsamen Draht verbunden werden, was eine Verringerung der Größe des Halbleitermoduls ermöglicht.
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Das in
US 2018 / 0 174 936 A1 beschriebene Halbleitergehäuse weist einen Halbleiterchip auf, der in einen geformten Kunststoffkörper eingebettet oder von diesem bedeckt ist, wobei der geformte Kunststoffkörper nur eine Teilmenge der mehreren vorgegebenen elektrischen, mechanischen, chemischen und/oder Umweltanforderungen erfüllt. Das Halbleitergehäuse umfasst ferner eine Vielzahl von Anschlüssen, die aus dem geformten Kunststoffkörper herausragen und elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden sind, und eine Beschichtung, die auf mindestens einen Teil des geformten Kunststoffkörpers und/oder einen Teil der Vielzahl von Anschlüssen aufgebracht ist. Die Beschichtung erfüllt alle vorbestimmten elektrischen, mechanischen, chemischen und/oder umweltbedingten Anforderungen, die der geformte Kunststoffkörper nicht erfüllt.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die Verbindung zwischen zwei Leistungselektrikmodulen zu vereinfachen, damit die Herstellungskosten der Leistungselektrikmodule sowie auch die Montagekosten verringert werden, wenn eine Leistungselektrikanordnung oder -ausrüstung hergestellt wird. Zusätzlich soll die Erfindung eine robuste und zuverlässige Verbindung zwischen Anschlüssen von zwei Leistungsmodulen bereitstellen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Leistungselektrikanordnung gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß umfasst ein Leistungselektrikanordnungl ein Gehäuse mit darin montierten elektrischen Komponenten und mit mindestens zwei elektrischen Leitern zum Leiten elektrischen Stroms auf unterschiedlichen elektrischen Potenzialen zwischen einer Außenseite des Gehäuses und den in dem Gehäuse angeordneten elektrischen Komponenten. Jeder der elektrischen Leiter ist mindestens teilweise mit einem thermisch stabilen Kunstharz zur elektrischen Isolation pulverbeschichtet und umfasst mindestens einen Anschluss, der von dem Gehäuse nach außen hin vorsteht. Der mindestens eine Anschluss eines jeden Leiters ist frei von Bohrungen vorgesehen und dazu fähig, mit Anschlüssen anderer elektronischer Vorrichtungen insbesondere stoffschlüssig permanent verbunden zu werden.
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Durch das Vorsehen pulverbeschichteter elektrischer Leiter, die Anschlüsse frei von Bohrungen haben, die von einem Gehäuse des Leistungselektrikmoduls nach außen vorstehen, können die Anschlüsse anderer Leistungselektrikmodule oder Vorrichtungen durch eine stoffschlüssige Verbindung angeschlossen werden. Insbesondere können automatisierte Prozesse zum Verbinden der Anschlüsse eingesetzt werden, zum Beispiel alle Arten von Schweißen, Sintern, Löten oder Kleben. Da Schrauben, Scheiben und/oder Muttern zum Verbinden der Anschlüsse nicht mehr vorgesehen werden müssen, können die Montagekosten einer Leistungselektrikanordnung oder einer entsprechenden Ausrüstung, die mindestens ein erfindungsgemäßes Leistungselektrikmodul umfasst, beträchtlich gesenkt werden. Durch das Vorsehen von Anschlüssen, die frei von Bohrungen sind, kann die Verbindung elektrischer Leistungsvorrichtungen zum Beispiel durch Laserschweißen oder Punktschweißen realisiert werden, wobei alle anderen Arten stoffschlüssiger Verbindungen zum Verbinden dieser Arten von Anschlüssen anwendbar sind.
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Zum Kontaktieren elektrischer Ströme unterschiedlicher elektrischer Potenziale mit dem erfindungsgemäßen Leistungselektrikmodul muss eine Pulverbeschichtung auf die Leiter aufgebracht werden, um den Strom zwischen den Anschlüssen, die außerhalb des Gehäuses angeordnet sind, ohne Kurzschluss auf das Schaltungsmuster und/oder andere elektrische Komponenten zu leiten, die innerhalb angeordnet sind. Diese Pulverbeschichtung an den Leitern muss thermisch stabil sein, sodass eine elektrische Installation, die durch die Pulverbeschichtung zwischen zwei beieinander liegenden elektrischen Leitern vorgesehen wird, auch nach Aufbringen der notwendigen Wärmeenergie zum stoffschlüssigen Verbinden aufrechterhalten wird, wie zum Beispiel beim Laserschweißen oder dergleichen, um die Anschlüsse eines erfindungsgemäßen Leistungselektrikmoduls mit Anschlüssen einer weiteren elektrischen Vorrichtung zu verbinden. Die thermische Stabilität der Pulverbeschichtung bietet vorzugsweise mindestens einen thermischen Widerstand gegen Hitze, sodass die elektrische Isolierung während des stoffschlüssigen Verbindungsvorgangs und nach dem Abkühlen des Verbindungsbereichs dem Eindringen von Wärme in die Anschlüsse widersteht. Es kann jedoch ein bestimmter Grad der Erweichung während der stoffschlüssigen Verbindung zulässig sein, solange die pulverbeschichtete elektrische Isolationsschicht nicht beschädigt wird und Kurzschlüsse während des Betriebs des erfindungsgemäßen Leistungselektrikmoduls verhindert werden.
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Geeignete thermisch stabile Kunstharze zur Verwendung bei der Pulverbeschichtung der Leiter für das erfindungsgemäße Leistungselektrikmodul kann ein duroplastisches Material oder ein Epoxidharz sein, doch sind auch bestimmte Arten thermoplastischer Werkstoffe anwendbar, solange sie die elektrische Isolierung zwischen beieinanderliegenden Leitern aufrechterhalten. Vorzugsweise wird ein thermoplastischer Werkstoff verwendet, selbst wenn ein Kleben für die stoffschlüssige Verbindung der Anschlüsse verwendet wird. Daher hängt das verwendbare Kunstharz zum Pulverbeschichten des elektrischen Leiters auch von dem an den Anschlüssen verwendeten Verbindungsverfahren ab, d.h., wenn zum Verbinden der Anschlüsse Kleben verwendet wird, kann ein weniger thermisch stabiles Kunstharz auf die elektrischen Leiter aufgebracht werden, als das zum Beispiel beim Laserschweißen oder Punktschweißen als der Art der Verbindung der Fall ist.
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Durch das Vorsehen elektrischer Leiter, die mindestens teilweise mit einem thermisch stabilen Kunstharz zum elektrischen Isolieren pulverbeschichtet sind, und wenn gleichzeitig keine Bohrungen zum Schrauben von Anschlüssen zusammen mit Schrauben oder Bolzen vorhanden sind, kann das erfindungsgemäße Leistungselektrikmodul, insbesondere die Anschlüsse, in seinen Gesamtabmessungen kleiner ausgelegt werden, weil der Querschnitt, der dazu nötig ist, ein widerstandsarmes und induktivitätsarmes Leiten von elektrischem Strom vorzusehen, nicht durch Öffnungen unterbrochen ist, wie das der Fall ist, wenn Schraubverbindungen verwendet werden.
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Außerdem bietet durch die Verwendung bohrungsfreier Anschlüsse ihr Querschnitt eine niedrige Impedanz und einen elektrischen Kontakt mit niedriger Induktivitäten zwischen den Anschlüssen aufgrund der Abwesenheit von Öffnungen in den Anschlüssen, die den für den Strom verfügbaren Querschnitt beträchtlich verringern. Ein weiterer Vorteil besteht dadurch, dass kein weiteres, d.h. zusätzliches, Material von Schrauben oder Muttern das Fließen von Elektronen zwischen den Anschlüssen stört. Auf diese Weise ist für die Anschlüsse dasselbe Material verwendbar, folglich ohne die Einführung getrennter Teile mit unterschiedlicher Leitfähigkeit. Daher kann durch die Verwendung einer stoffschlüssigen Verbindung, wie zum Beispiel Laserschweißen, das das bevorzugte Verfahren zum Verbinden von Anschlüssen gemäß der Erfindung ist, eine elektrische Verbindung mit einer besseren Leitfähigkeit, d.h. mit einem geringeren elektrischen Widerstand und einer geringeren Induktivität, im Gegensatz zu Schraubverbindungen erhalten werden, wie das bei dem Stand der Technik der Fall ist. Ultraschallschweißen könnte eine Alternative zum standardmäßigen industriellen Laserschweißen darstellen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform werden die verwendeten elektrischen Leiter nicht vollständig pulverbeschichtet, insbesondere nicht in den Bereichen, die für die elektrische Verbindung des erfindungsgemäßen Leistungselektrikmoduls mit Anschlüssen anderer elektrischer Vorrichtungen vorgesehen sind, oder bei Verbindungsflächen auf dem Schaltungsmuster und/oder auf elektrischen Komponenten, die innerhalb des erfindungsgemäßen Leistungselektrikmoduls angeordnet sind. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass die entsprechenden Bereiche maskiert werden oder dass vorzugsweise lokal ein Trennmittel in den entsprechenden Bereichen angebracht wird. Ein Fachmann auf diesem Gebiet wird eine Vielzahl von Möglichkeiten zu diesem Zweck erkennen, um bestimmte Bereiche des elektrischen Leiters frei von Pulverbeschichtung zu halten. Deshalb sind alle diese Möglichkeiten von der Erfindung abgedeckt.
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Wie es im Stand der Technik allgemein üblich ist, ist das Gehäuse, in dem elektrische Leiter untergebracht sind, eine Art vorgefertigter Kasten oder ein gekapseltes Gehäuse. Das letztere ist eine der bevorzugten Ausführungsformen für ein solches Gehäuse, wenn Bauraumbeschränkungen die Größe des Leistungselektrikmoduls einschränken. Natürlich stehen, wenn die elektrischen Leiter innerhalb des Gehäuses montiert oder eingekapselt werden, die Anschlüsse zum Schaffen von elektrischen Verbindungen mit Anschlüssen anderer elektrischer Vorrichtungen nach außen von dem gekapselten oder zusammengesetzten Gehäuse vor, sodass die Anschlüsse eine beliebige Form annehmen können, insbesondere zur Verbindung mit einer Sammelschiene oder einer beliebigen anderen elektrischen Vorrichtung. Deshalb können die Anschlüsse ein Sammelschienenanschluss oder mehrere solcher Sammelschienenanschlüsse oder Stiftanschlüsse oder eine Kombination davon sein, um eine elektrische Verbindung des erfindungsgemäßen Leistungselektrikmoduls mit einer Sammelschiene oder einer beliebigen anderen elektrischen Vorrichtung bereitzustellen.
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Demgemäß kann das erfindungsgemäße Leistungselektrikmodul eine Vielzahl von Leitern haben, die jeweils mehr als einen Anschluss umfassen können, der von dem Gehäuse nach au-ßen hin vorsteht, und davon abgesehen kann jeder Anschluss auch mehr als einen Verbindungsbereich aufweisen. Zu diesem Zweck können die Anschlüsse unterschiedlicher elektrischer Potenziale in einer Ebene ausgerichtet sein, müssen dies jedoch nicht. Zum Beispiel sind zur einfachen Verbindung mit einer Sammelschiene alle Anschlüsse eines elektrischen Potenzials in einer ersten Ebene ausgerichtet und können in einer zweiten Ebene ausgerichtet sein, um mit einem anderen elektrischen Potenzial verbunden zu werden. Ein Fachmann wird einfach erkennen, dass die Anordnung der Anschlüsse, die oben erwähnt wurde, eine beliebige andere sein kann, und dass keine Einschränkungen auferlegt werden, solange ein elektrischer Kontakt der Anschlüsse mit anderen elektrischen Potenzialen keinen elektrischen Kurzschluss verursacht. Die erfindungsgemäße Idee beinhaltet auch die Anordnung einer Vielzahl von Anschlüssen, die von verschiedenen Seiten des Gehäuses vorstehen, einschließlich seitlicher Flächen und der Oberseite.
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In einer beispielhaften Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Leistungselektrikmodul ein Halbleiter-Leistungsmodul, das mindestens einen Halbleiter umfasst, der insbesondere ein Halbleiter mit breitem Bandabstand, wie zum Beispiel Siliziumkarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN), sein kann. Solche Halbleiterkomponenten bieten größere Bandabstände, ein höheres elektrisches Durchbruch-Feld und eine höhere thermische Leitfähigkeit. Leistungselektrikmodule, die mit SiC oder GaN hergestellt werden, sind zu höheren Sperrspannungen, höheren Schaltfrequenzen und höheren Sperrschichttemperaturen als herkömmliche Silizium-Vorrichtungen fähig.
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Mit dem erfindungsgemäßen Leistungselektrikmodul wird ein weiterer Vorteil erzielt, wenn die stoffschlüssig verbundenen Anschlüsse, die permanent elektrisch verbunden werden, mit einem Kunstharz, einem Lack oder dergleichen beschichtet oder abgedeckt werden. Auf der anderen Seite kann die stoffschlüssige Verbindung zum Beispiel gegen Feuchtigkeit und/oder Schmutz geschützt werden, und auf der anderen Seite stellt das Abdeckungs- oder Beschichtungsmaterial eine elektrische Isolierung bereit. Deshalb wird auch durch die Beschichtung oder Abdeckung der stoffschlüssig verbundenen Anschlüsse mit einem zusätzlichen Kunstharz, Lack oder dergleichen eine elektrische Isolierung zwischen den Anschlüssen auf unterschiedlichen elektrischen Potenzialen bereitgestellt. Hierdurch kann die elektrische Isolierung beieinanderliegender Anschlüsse verbessert werden, was für das erfindungsgemäße Leistungselektrikmodul bedeutet, dass der Abstand von Anschlüssen auf unterschiedlichen elektrischen Potenzialen verringert werden kann, d.h., dass die Anschlüsse näher beieinander angeordnet werden können, als das bei Leistungselektrikmodulen der Fall ist, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, da Kurzschlüsse mittels der Beschichtung oder Abdeckung mit Kunstharz oder Lack oder dergleichen vermieden werden, und wird ein höherer Grad der Kompaktheit erreicht. Unter der Verwendung der genannten Konstruktion hat das erfindungsgemäße Leistungselektrikmodul dann eine besonders niedrige parasitäre (Kommutations-) Induktivität.
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Mithilfe des erfindungsgemäßen Leistungselektrikmoduls können Leistungselektrikanordnungen, insbesondere für Anwendungen, die eine über die Lebensdauer beständige permanente Verbindungsanforderung für die Verwendung der Leistungselektrikmodule haben, auf einfachere Weise und mit verringerten Montagekosten hergestellt werden. Ferner können diese Leistungselektrikanordnungen mit Anschlüssen, die eine entsprechende permanente Verbindung aufweisen, deshalb kleiner ausgelegt werden, weil sie eine Konstruktion frei von Bohrungen haben und/oder dazu fähig sind, zusätzlich mit elektrisch isolierendem Material abgedeckt oder beschichtet zu werden. Hierdurch kann die elektrische Verbindung zwischen Anschlüssen unterschiedlichen elektrischen Potenzials näher beieinander angeordnet werden. Daher können Leistungselektrikanordnungen erzielt werden, die kompakter sind. Dies ist insbesondere für Anwendungen von Leistungsmodulanordnungen in elektrischen Ausrüstungen mit eingeschränktem Bauraum wichtig, wie das für die Automobilindustrie recht häufig der Fall ist.
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Die obigen und andere Aspekte der Erfindung werden im Folgenden im Einzelnen mithilfe beispielhafter Ausführungsformen beschrieben, die in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind. Diese beispielhaften Ausführungsformen schränken den Umfang der Erfindung nicht ein und können durch einen Fachmann modifiziert werden, ohne dass dadurch vom Umfang des erfindungsgemäßen Gedankens abgewichen wird. Daher wird die folgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen gegeben und ist dazu gedacht, das allgemeine erfindungsgemäße Konzept der Erfindung zu veranschaulichen, und sollte nicht dahingehend interpretiert werden, dass sie den erfindungsgemäßen Gedanken einschränkt. In den Zeichnungen zeigt:
- • 1 eine Ausführungsform für ein erfindungsgemäßes Leistungselektrikmodul in einer perspektivischen Darstellung;
- • 2 die Ausführungsform von 1, die mit einer weiteren elektrischen Vorrichtung verbunden ist; und
- • 3 ein Beispiel für eine Leistungselektrikanordnung, die ein erfindungsgemäßes Leistungselektrikmodul umfasst.
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1 zeigt eine Ausführungsform für ein Leistungselektrikmodul 1 gemäß der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung. In einem Gehäuse 2 sind elektrische Komponenten, die nicht sichtbar sind, und/oder einer oder mehrere Halbleiter, die ebenfalls nicht sichtbar sind, mit der Außenseite des Gehäuses 2 mittels Leitern 3 verbunden. Die Leiter 3 umfassen Anschlüsse 4 zum Verbinden des Leistungselektrikmoduls 1 mit anderen nicht gezeigten elektrischen Vorrichtungen. Hierdurch sind die Verbindungsbereiche 6 der Anschlüsse 4 frei von Bohrungen und frei von Pulverbeschichtung 5 .
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2 zeigt eine Leistungselektrikanordnung 10 gemäß der Erfindung, die das erfindungsgemä-ße Leistungselektrikmodul 1 aufweist, das auf einer Seite des Gehäuses 2 durch eine stoffschlüssige Verbindung mit einem weiteren elektrischen Gerät, hier beispielhaft einem Sammelschienenmodul 7 , verbunden ist. Das Sammelschienenmodul 7 kann eine Kondensatorbank sein, die ebenfalls eine Sammelschiene umfasst, kann aber auch eine beliebige andere Leistungselektrikvorrichtung sein. Folglich und gemäß der Erfindung sind die Anschlüsse 4 der Leiter 3 des Sammelschienenmoduls 7 in der gleichen Weise wie die Leiter 3 des Leistungselektrikmoduls 1 umgesetzt, d.h., dass sie mit einer Pulverbeschichtung 5 für eine interne elektrische Isolierung ausgestattet sind, wobei insbesondere die Anschlüsse 4 selbst frei von Pulverbeschichtung und frei von Bohrungen in den Verbindungsbereichen 6 sind. Noch besser ist es, wenn die Anschlüsse 4 des Leistungselektrikmoduls 1 , die zur anderen elektrischen Vorrichtung, hier einem Sammelschienenmodul 7 , hin weisen, z.B. durch Laserschweißen mit den Anschlüssen 4 des Sammelschienenmoduls 7 verschweißt werden. Aus Gründen der einfacheren Darstellung ist eine Abdeckung oder Beschichtung der Verbindungsbereiche 6 nicht gezeigt, es wird jedoch bevorzugt, die elektrische Isolierung zwischen beieinanderliegenden stoffschlüssig verbundenen Anschlüssen 9 zu erhöhen.
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Mindestens ein Fachmann erkennt einfach aus 2, dass ein weiteres erfindungsgemäßes Leistungselektrikmodul 1 oder eine beliebige andere elektrische Vorrichtung mit ihren Anschlüssen stoffschlüssig mit dem Sammelschienenmodul 7 in einer sehr kompakten Weise nahe an dem ersten elektrischen Leistungsmodul 1 verbunden werden kann. Da zum Verbinden der Anschlüsse von zwei Modulen keine Schrauben verwendet werden und da die stoffschlüssige Verbindung dazu gedacht ist, über die Lebenszeit der Leistungselektrikanordnung nicht lösbar zu sein, kann auch ein weiteres Leistungselektrikmodul mit dem Sammelschienenmodul 7 oberhalb oder unterhalb des ersten Leistungselektrikmoduls verbunden werden. Deshalb bietet die erfindungsgemäße Konstruktion von bohrungsfreien Anschlüssen 4 an dem elektrischen Leistungsmodul 1 eine größere Freiheit in der Architektur von Leistungselektrikmodulanordnungen 10 , da eine Zugänglichkeit für Schraubwerkzeuge nicht länger gegeben sein muss.
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3 zeigt ein Beispiel für eine Leistungselektrikanordnung 10 , die ein erfindungsgemäßes Leistungselektrikmodul 1 aufweist, bei dem die Anschlüsse 4 des Leistungselektrikmoduls 1 mit Anschlüssen 4 eines Sammelschienenmoduls 7 mittels einer stoffschlüssigen Verbindung verbunden sind, wobei die Verbindungsfläche zwischen den beiden Komponenten mit einem isolierenden Material 8 , zum Beispiel einem Kunstharz oder Lack, geschützt ist. Dieses Isolationsmaterial 8 bedeckt nicht nur die stoffschlüssig verbundenen Anschlüsse 9 , sondern isoliert die verschiedenen stoffschlüssig verbundenen Anschlüsse 9 auch gegeneinander. In 3 ist lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung das Isolationsmaterial 8 als ein transparentes Material dargestellt, in der Praxis ist es jedoch nicht relevant für die Erfindung, ob das Isolationsmaterial 8 transparent ist oder nicht. Ein Fachmann auf diesem Gebiet wird verstehen, dass es an Gründen der Konstruktion liegt, zum Beispiel dem Abstand zweier beieinanderliegender stoffschlüssig verbundener Anschlüsse 9 und der Höhe der elektrischen Leistung, die über die verbundenen Anschlüsse 9 zu leiten ist, ob das Isolationsmaterial 8 als eine dünne Schicht auf jeder Verbindung von zwei stoffschlüssig verbundenen Anschlüssen 9 oder in der Art eines zusätzlichen Gehäuses angebracht wird, welches den gesamten Verbindungsbereich zwischen zwei elektrischen Leistungskomponenten abdeckt.
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Die vorliegende Erfindung stellt allgemein Leistungselektrikmodule bereit, die kompakter konstruiert werden können, mit Anschlüssen auf verschiedenen elektrischen Potenzialen, die enger beieinander angeordnet werden können, aufgrund der Möglichkeit, die stoffschlüssig verbundene Verbindung mit anderen elektrischen Vorrichtungen mit einem elektrisch isolierenden Kunstarzt oder Lack oder dergleichen abzudecken, sodass der Abstand und/oder der Kriechabstand beträchtlich verringert werden kann. Da ferner die stoffschlüssige Verbindung der Anschlüsse eine permanente elektrische Verbindung ist, die über die Lebensdauer der Leistungselektrikmodule nicht gelöst zu werden braucht, können die Leistungselektrikmodule einer Leistungselektrikmodulanordnung zusammen gestapelt werden, um eine kompaktere Konstruktion zu erzielen, da eine Zugänglichkeit der Verbindungsbereiche nicht länger nötig ist. Daher bietet die vorliegende Erfindung insbesondere für raumkritische Anwendungen für Leistungselektronik mehr Freiheit in der Architektur und zuverlässigere Verbindungen aufgrund der stoffschlüssigen Verbindung sowie geringere Herstellungs- und Montagekosten, insbesondere kann die Automation der Montage von Leistungselektrikmodulanordnungen weiter verbessert werden. Ferner wird das Versagen aufgrund von Kurzschlüssen verringert, weil auch die Verbindung der stoffschlüssig verbundenen Anschlüsse durch Aufbringen eines elektrisch isolierenden Abdeckungsmaterials auf den verbundenen Anschlüssen isoliert werden können, die in einem montierten Zustand während der Lebensdauer der elektrischen Leistungsmodulanordnung nicht zugänglich zu sein brauchen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leistungselektrikmodul
- 2
- Gehäuse
- 3
- Leiter
- 4
- Anschluss
- 5
- Pulverbeschichtung
- 6
- Verbindungsfläche
- 7
- Sammelschienenmodul
- 8
- Isolationsmaterial
- 9
- stoffschlüssig verbundene Anschlüsse
- 10
- Leistungselektrikanordnung
