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Technisches Gebiet:
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungsmodul sowie einen Inverter mit einem genannten Leistungsmodul.
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Stand der Technik und Aufgabe der Erfindung:
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Leistungsmodule mit Transistorschaltern zur Umwandlung von Strömen bzw. Spannungen und Inverter mit Leistungsmodule bspw. zum Bereitstellen von Phasenströmen für eine elektrische Maschine sind bekannt und werden unter anderem in Antriebssystemen von elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen verwendet.
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Dabei besteht die allgemeine Anforderung, die Leistungsmodule leistungsfähiger und zugleich verlustleistungsarmer zu gestalten.
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Entsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung darin, ein leistungsfähiges und zugleich verlustarmes Leistungsmodul bereitzustellen.
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Beschreibung der Erfindung:
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Diese Aufgabe wird durch Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Leistungsmodul zur Umwandlung von Strömen bzw. Spannungen, insb. zur Anwendung in einem Inverter zum Bereitstellen von Phasenströmen für eine elektrische Maschine eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs bereitgestellt.
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Das Leistungsmodul weist einen Schaltungsträger, bspw. in Form von einer Leiterplatte oder einem Keramiksubstrat oder einem sonstigen bekannten vergleichbaren Schaltungsträger, auf, der eine erste elektrische Anschlussfläche zur Oberflächenmontage von ersten Transistorschaltern und eine zweite elektrische Anschlussfläche zur Oberflächenmontage von zweiten Transistorschaltern, sowie mehrere dritte elektrische Anschlussflächen aufweist.
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Dabei sind die erste und die zweite Anschlussfläche sowie die dritten Anschlussflächen auf derselben Seite des Schaltungsträgers voneinander elektrisch isoliert ausgeführt bzw. angeordnet. Die erste und die zweite Anschlussfläche erstrecken sich jeweils entlang einer Erstreckungsrichtung des Schaltungsträgers. Die dritten Anschlussflächen sind voneinander (und von der ersten und der zweiten Anschlussfläche) elektrisch isoliert und in der Erstreckungsrichtung nebeneinander und zwischen der ersten und der zweiten Anschlussfläche ausgeführt bzw. angeordnet.
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Die oben beschriebenen Anschlussflächen sind jeweils zusammenhängende elektrisch leitende Flächen aus einem Metall oder einer Metalllegierung, wie z. B. Kupfer oder einer Kupferlegierung. Dabei sind die Anschlussflächen je nach Anwendungsgebiet des Leistungsmoduls zum Durchleiten von Strömen von bis zu mehreren hundert Ampere ausgeführt, mit entsprechender Schichtdicke und Flächenbreite der jeweiligen Anschlussflächen. Insb. sind die Anschlussflächen je nach der Leistungsanforderung des Leistungsmoduls zum parallelen Anschließen von mehreren Transistorschaltern entsprechend flächig ausgedehnt ausgeführt.
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Das Leistungsmodul weist ferner mehrere Snubberschaltungen bzw. Snubber-Glieder, bspw. in Form von RC-Gliedern, auf, die jeweils zumindest teilweise auf jeweils einem von mehreren (Teil-)Bereichen der Oberseite des Schaltungsträgers gebildet ist, wobei die Bereiche jeweils eine der dritten Anschlussflächen und der zweiten Anschlussfläche teilweise überspannen. Dabei überlappen sich die Bereiche jeweils mit der jeweiligen korrespondierenden dritten Anschlussfläche und der zweiten Anschlussfläche teilweise. Die Bereiche setzen sich jeweils insb. aus einem Randbereich der dritten Anschlussfläche, der an die zweite Anschlussfläche angrenzt, einem Randbereich der zweiten Anschlussfläche, der an die dritte Anschlussfläche angrenzt, und ggf. einem Zwischenbereich, der von der zweiten zur dritten Anschlussfläche reicht, zusammen. Die Randbereiche sind insbesondere nur ein Flächenanteil des zugrundeliegenden Bereichs, etwa nicht mehr als 50%, 30%, 20% oder 10 %. Der Zwischenbereich enthält insb. eine elektrisch trennende Struktur, die die beiden Anschlussflächen elektrisch isoliert, etwa einen Graben zwischen den Anschlussflächen. Als „elektrisch isoliert“ werden hier leitende Merkmale bezeichnet, die unterschiedliche Potentiale aufweisen können. Im Zwischenbereich kann ferner ein elektrisch isolierter Leiterbahnabschnitt sein, der insb. als Verbindungselement in einer Snubberschaltung dient. Die Snubberschaltungen befindet sich somit jeweils in einem Bereich, an dem die zweite Anschlussfläche und die dritte Anschlussflächen aneinander grenzen und insbesondere in einem Bereich zwischen dem Schaltungsträger einerseits und einer zweiten bzw. einer dritten Stromanschlussschiene andererseits.
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Die Snubberschaltungen umfassen dabei sowohl Schaltungskomponente der Snubber-Glieder, wie z. B. Kondensatoren und Widerstände (im Falle von RC-Gliedern), als auch (interne) elektrische Verbindungen zwischen diesen Schaltungskomponenten, wie z. B. Leiterbahnen, die auf dem Schaltungsträger gebildet sind, und auch (externe) elektrische Verbindungen von den jeweiligen Snubber-Gliedern zu jeweiligen korrespondierenden (externen) Schaltungskomponenten des Leistungsmoduls, wie z. B. Leiterbahnen, die auf dem Schaltungsträger gebildet sind, oder Bondverbindungen, die auf den entsprechenden Komponenten gebondet sind. Die Snubberschaltungen sind jeweils über diese externen elektrischen Verbindungen mit der jeweiligen korrespondierenden dritten Anschlussfläche und der zweiten Anschlussfläche elektrisch verbunden. Die Schaltungskomponente und die internen bzw. externen elektrischen Verbindungen der jeweiligen Snubber-Glieder sind zumindest teilweise, vorzugsweise größtenteils, insb. vollständig auf jeweils einem der mehreren Bereiche der Oberseite des Schaltungsträgers ausgeführt bzw. angeordnet, wobei jeder einzelne Bereich jeweils eine der dritten Anschlussflächen und der zweiten Anschlussfläche teilweise überspannen und somit diese beiden Anschlussflächen über den kürzesten Verbindungweg elektrisch verbindet.
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Funktionsbedingt erzeugen die Leistungsmodule beim Betrieb hochfrequente Schwindungen in Strömen mit Spannungsspitzen, welche beim Schalten induktiver Lasten, wie z. B. elektrischer Maschinen, auftreten und zu Funktionsstörungen gar zum Ausfall der Leistungsmodule bzw. sonstiger Schaltungen führen können, die an den Leistungsmodulen elektrisch angeschlossen sind. Diese hochfrequenten Schwindungen verhindern dem Leistungsmodul, die Transistorschalter schneller zu schalten und somit das Leistungsmodul mit hoher Leistung bei einer geringen Verlustleistung zu betreiben.
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Die Quelle der hochfrequenten Schwingungen in Strömen mit Spannungsspitzen liegt an den Transistorschaltern, die beim Betrieb des Leistungsmoduls getaktet ein-/ausgeschaltet werden, und somit im (geschlossenen) Stromkreis zwischen dem positivspannungsseitigen und dem negativspannungsseitigen Versorgungsstromanschluss des Leistungsmoduls zu den jeweiligen Transistorschaltern. Bei dem oben beschriebenen Leistungsmodul sind die beiden Versorgungsstromanschlüsse jeweils durch die zweite Anschlussfläche bzw. die dritten Anschlussflächen auf derselben Oberseite des Schaltungsträgers gebildet. Ist das Leistungsmodul Teil eines Inverters, so ist die erste Anschlussfläche als ein Phasenstromanschluss des Leistungsmoduls gebildet.
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Durch Anordnen bzw. elektrisches Anschließen der Snubberschaltungen als Dämpfungsglieder direkt auf den jeweiligen Bereichen derselben Oberseite des Schaltungsträgers (wie die zweite Anschlussfläche bzw. die dritten Anschlussflächen), die die zweite Anschlussfläche und den jeweiligen korrespondierenden dritten Anschlussflächen und somit die beiden Versorgungsstromanschlüsse (zu den Transistorschaltern) teilweise überspannen, werden die Snubberschaltungen direkt und niederinduktiv an der Quelle der hochfrequenten Schwingungen platziert und elektrisch angeschlossen. Dadurch können die Snubberschaltungen die hochfrequenten Schwingungen direkt an deren Quelle effizient dämpfen, bevor diese sich über die Versorgungsstromanschlüsse zu anderen Schaltungskomponenten des Leistungsmoduls und weiteren an dem Leistungsmodul angeschlossenen Schaltungsvorrichtungen verbreiten und dort Störungen oder sonstige Schäden anrichten können. Durch den geringen Abstand von den Snubberschaltungen zu der Quelle der hochfrequenten Schwingungen wird somit der Wirkungsgrad der Snubberschaltungen maximiert. Entsprechend können die Transistorschalter mit einer hohen Schaltgeschwindigkeit schnell und verlustarm geschaltet werden. Folglich kann ein Leistungsmodul mit einer hohen Leistung und zugleich verlustarm betrieben werden. Zudem ermöglicht dies dem Leistungsmodul den Einsatz von schnellschaltenden und verlustarmen Transistorschaltern.
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Das oben beschriebe Leistungsmodul kann in (Leistungs-)Invertern, (Leistungs-)Gleichspannungswandlern, (Leistungs-)Konvertern oder vergleichbaren (Leistungs-)Elektronikvorrichtungen eingesetzt werden, wo eine hohe Schaltgeschwindigkeit bei einer gleichzeitig geringen Verlustleistung bei den Transistorschaltern angefordert wird.
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Bspw. weisen die Snubberschaltungen jeweils einen Kondensator und/oder einen Widerstand auf, wobei der Kondensator und/oder der Widerstand der jeweiligen Snubberschaltungen jeweils auf dem jeweiligen korrespondierenden Bereich angeordnet sind.
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Bspw. weisen die Snubberschaltungen jeweils (mindestens) eine Bondverbindung auf, wobei die Bondverbindung der jeweiligen Snubberschaltungen jeweils den jeweiligen korrespondierenden Bereich (zumindest teilweise) überspannt.
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Bspw. weisen die Snubberschaltungen jeweils mindestens eine Leiterbahnverbindung (bzw. Leiterbahnabschnitte) auf, welche auf derselben Oberseite des Schaltungsträgers gebildet sind, auf der oben genannten Anschlussflächen gebildet sind. Dabei sind die Leiterbahnverbindungen von den oben genannten Anschlussflächen elektrisch isoliert bzw. getrennt.
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Mit den oben genannten Kondensatoren, Widerständen, Bondverbindungen und/oder Leiterbahnabschnitten können die Snubberschaltungen (ausschließlich) mit Standartbauteilen mit vielen unterschiedlichen Ausführungen einfach und kostengünstig realisiert werden. Zudem können die Snubberschaltungen in einfacher Weise an verschiedenen Erfordernissen, wie z. B. unterschiedlichen Leistungsanforderungen, angepasst werden.
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Bspw. sind die erste Anschlussfläche und/oder die zweite Anschlussfläche und/oder die dritten Anschlussflächen als Leiterbahnen ausgeführt, die auf derselben Seite des Schaltungsträgers gebildet sind.
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Bspw. weist die erste Anschlussfläche erste Anschlussabschnitte auf, die sich quer zur Erstreckungsrichtung und in Richtung zur zweiten Anschlussfläche erstrecken. Dabei wechseln sich die ersten Anschlussabschnitte und die dritten Anschlussflächen in der Erstreckungsrichtung ab. Alternativ oder zusätzlich dazu weist die zweite Anschlussfläche bspw. zweite Anschlussabschnitte auf, die sich quer zur Erstreckungsrichtung und in Richtung zur ersten Anschlussfläche erstrecken. In diesem Fall wechseln sich die zweiten Anschlussabschnitte und die dritten Anschlussflächen in der Erstreckungsrichtung ab.
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Das Leistungsmodul weist bspw. ferner mehrere erste Transistorschalter auf, die auf der ersten Anschlussfläche oberflächenmontiert sind und jeweils über eine Bondverbindung mit einer jeweiligen korrespondierenden dritten Anschlussfläche elektrisch verbunden sind. Dabei können ein, zwei oder mehrere erste Transistorschalter mit derselben korrespondierenden dritten Anschlussfläche elektrisch verbunden sein.
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Das Leistungsmodul weist bspw. ferner mehrere zweite Transistorschalter auf, die auf der zweiten Anschlussfläche oberflächenmontiert sind und jeweils über eine Bondverbindung mit der ersten Anschlussfläche elektrisch verbunden sind.
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Die ersten Transistorschalter und/oder die zweiten Transistorschalter sind bspw. als Siliziumcarbid-Transistorschalter gebildet.
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Dadurch, dass die Snubberschaltungen durch deren Anordnung unmittelbar an der Quelle der hochfrequenten Schwingungen die hochfrequenten Schwingungen direkt an der Quelle effizient dämpfen und somit deren Folgeschäden wirksam verhindern können, ermöglichen diese Snubberschaltungen ein schnelles und verlustarmes Schalten der Transistorschalter. Entsprechen können in dem Leistungsmodul schnellschaltende und verlustarme Siliziumcarbid-Transistorschalter eingesetzt werden.
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Das Leistungsmodul weist bspw. ferner eine erste Stromanschlussschiene (auf Englisch „Busbar“) auf, die (bspw. kämmförmig geformt ist und) erste Anschlussfahnen bzw. Anschlusszungen (bzw. Anschlussbeinen) aufweist, über die die erste Stromanschlussschiene auf der ersten Anschlussfläche aufliegt und mit der ersten Anschlussfläche elektrisch verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich zu der ersten Stromanschlussschiene weist das Leistungsmodul eine zweite Stromanschlussschiene auf, die (bspw. ebenfalls kämmförmig geformt ist und) zweite Anschlussfahnen bzw. Anschlusszungen (bzw. Anschlussbeinen) aufweist, über die die zweite Stromanschlussschiene auf der zweiten Anschlussfläche aufliegt und mit der zweiten Anschlussfläche elektrisch verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich zu der ersten bzw. der zweiten Stromanschlussschiene weist das Leistungsmodul eine dritte Stromanschlussschiene auf, die (bspw. ebenfalls kämmförmig geformt ist und) dritte Anschlussfahnen bzw. Anschlusszungen (bzw. Anschlussbeinen) aufweist, über die die dritte Stromanschlussschiene auf den jeweiligen dritten Anschlussflächen aufliegt und mit den jeweiligen dritten Anschlussfläche elektrisch verbunden ist.
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Im Falle, dass das Leistungsmodul die zweite und die dritte Stromanschlussschiene aufweist, sind die zweite und die dritte Stromanschlussschiene bspw. (insb. außer den jeweiligen ersten Anschlussfahnen bzw. den jeweiligen zweiten Anschlussfahnen) weitgehend miteinander überlappend angeordnet.
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Bspw. verlaufen die zweiten und/oder die dritten Anschlussfahnen jeweils zumindest teilweise über einen der Bereiche, die jeweils eine der dritten Anschlussflächen und der zweiten Anschlussfläche teilweise überspannen.
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Bspw. sind die zweiten und/oder die dritten Anschlussfahnen jeweils derart geformt, dass sich zwischen den jeweiligen zweiten bzw. den jeweiligen dritten Anschlussfahnen einerseits und den jeweiligen korrespondierenden Bereichen - über die die jeweiligen zweiten bzw. den jeweiligen dritten Anschlussfahnen verlaufen - andererseits jeweils ein (Zwischen-)Raum befindet bzw. bildet. In jeweils einem dieser Räume sind jeweils eine der Snubber-schaltungen zumindest teilweise angeordnet bzw. platziert.
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Die Zwischenräume ermöglichen kompakte und bauraumsparende Ausführung der Snubberschaltungen ohne Anforderung an zusätzlichen Bauräumen, was zu einer größeren Dimensionierung bei dem Bauvolumen des Leistungsmoduls, insb. Erhöhung der Bauhöhe des Leistungsmoduls zur Folge haben könnte.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Inverter, insb. zum Bereitstellen von Phasenströmen für eine elektrische Maschine eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs bereitgestellt.
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Der Inverter weist zumindest ein zuvor beschriebenes Leistungsmodul, insb. zum Bereitstellen von Phasenströmen für eine elektrische Maschine, und eine Treiberschaltung zum Betreiben des Leistungsmoduls, sowie ein Gehäuse auf, wobei das Leistungsmodul und die Treiberschaltung in dem Gehäuse angeordnet sind und miteinander elektrisch angeschlossen sind.
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Die zweite Anschlussfläche einerseits und die dritten Anschlussflächen andererseits sind vorzugsweise Versorgungspotentialanschlüsse (für Gleichspannung). Die erste Anschlussfläche ist insb. eine Last-Anschlussfläche. Bei bestückten Leistungsmodulen sind die ersten Transistorschalter parallel miteinander verbunden, wobei auch die zweiten Transistorschalter parallel miteinander verbunden sind. Die ersten Transistoren werden insb. von der dritten Stromanschlussschiene parallelgeschaltet bzw. von der Anbindung an dieselbe dritte Anschlussfläche parallelgeschaltet. Die ersten Transistoren und die zweiten Transistoren bilden paarweise jeweils eine Halbbrücke. Die ersten Transistoren bilden insb. jeweils ein Lowside-Schaltelement der Halbbrücke und die zweiten Transistoren bilden jeweils ein Highside-Schaltelement der Halbbrücke. Der Verbindungspunkt innerhalb der Halbbrücke (d.h. die Verbindung zwischen den ersten Transistoren einerseits und den zweiten Transistoren andererseits) entspricht der ersten Anschlussfläche. Die Snubberschaltungen befinden sich in einem Bereich, an dem die zweite Anschlussfläche, die einem ersten Versorgungspotential(-anschluss) entspricht, an die dritten Anschlussflächen grenzt, welche einem zweiten Versorgungspotential(-anschluss) entsprechen. Die Anbindung der Snubberschaltungen an die Versorgungspotentiale erfordert daher nur sehr kurze Leitungen. Die Anbindung der Versorgungspotentiale (über Stromanschlussschienen) kann von einer Seite aus erfolgen, während die gegenüberliegende Seite zur Anbindung des Verbindungspunkts (Phase- bzw. Lastanschluss) dienen kann, etwa mittels einer weiteren Stromanschlussschiene, und somit wenig mit den Versorgungspotentialen koppelt. Die Snubberschaltungen können zwischen den Stromanschlussschienen der Versorgungspotentiale und dem Schaltungsträger angeordnet sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 in einer ersten schematischen Draufsichtdarstellung Teile eines Leistungsmoduls gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
- 2 in einer zweiten schematischen Draufsichtdarstellung eine Snubberschaltung des Leistungsmoduls aus 1;
- 3A, 3B in zwei weiteren schematischen Draufsichtdarstellungen weitere Komponenten des Leistungsmoduls aus 1; und
- 4 in einer schematischen Querschnittdarstellung eine Seitensicht eines Teilabschnitts des Leistungsmoduls aus 1.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen:
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1 zeigt in einer ersten schematischen Draufsichtdarstellung Teile eines Leistungsmoduls LM gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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Das Leistungsmodul LM ist in dieser Ausführungsform als ein Halbbrückenmodul eines Inverters zum Bereitstellen von Phasenströmen für eine elektrische Maschine gebildet.
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Das Leistungsmodul LM weist einen Schaltungsträger ST in Form von einem Keramik-Substrat auf, der auf seiner Oberseite eine erste elektrische Anschlussfläche F1, eine zweite elektrische Anschlussfläche F2, sowie mehrere dritte elektrische Anschlussflächen F3 aufweist. Dabei sind die Anschlussflächen F1, F2, F3 als Leiterbahnen auf derselben Oberseite des Schaltungsträgers ST gebildet, die voneinander elektrisch isoliert bzw. getrennt sind. Die erste und die zweite Anschlussfläche F1, F2 befinden sich auf zwei voneinander abgewandten, äußeren Streifenabschnitten A1, A2 des Schaltungsträgers ST und erstrecken sich jeweils entlang einer Erstreckungsrichtung ER des Schaltungsträgers ST. Die erste Anschlussfläche F1 weist mehrere breitflächige Anschlussabschnitte AB auf, die sich zueinander parallel und zinkenförmig (bzw. kammförmig) quer zur Erstreckungsrichtung ER und in Richtung zur zweiten Anschlussfläche F2 und somit auf einem mittleren Streifenabschnitten A3 des Schaltungsträgers ST zwischen den beiden äußeren Streifenabschnitten A1, A2 erstrecken. Die dritten Anschlussflächen F3 sind auf dem mittleren Streifenabschnitten A3 und somit zwischen der ersten und der zweiten Anschlussfläche F1, F2 gebildet. Dabei wechseln sich die dritten Anschlussflächen F3 und die Anschlussabschnitte AB in der Erstreckungsrichtung ER ab. Die dritten Anschlussflächen F3 sind voneinander und von der ersten und der zweiten Anschlussfläche F1, F2 und somit auch von den Anschlussabschnitten AB der ersten Anschlussfläche F1elektrisch isoliert sind.
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Das Leistungsmodul LM weist ferner eine Gruppe von ersten Transistorschaltern T1 auf, die in der Erstreckungsrichtung ER hintereinander platziert auf der ersten Anschlussfläche F1 oberflächenmontiert (auf Englisch „surface-mounted“) und somit bodenseitig mit der ersten Anschlussfläche F1 elektrisch verbunden sind. Die ersten Transistorschalter T1 sind ferner jeweils über eine Bondverbindung V2 mit jeweils einer der dritten Anschlussflächen F3 elektrisch verbunden. Das Leistungsmodul LM weist ferner eine Gruppe von zweiten Transistorschaltern T2 auf, die in der Erstreckungsrichtung ER hintereinander platziert auf der zweiten Anschlussfläche F2 oberflächenmontiert und somit bodenseitig mit der zweiten Anschlussfläche F2 elektrisch verbunden sind. Die zweite Transistorschalter T2 sind ferner jeweils über eine weitere Bondverbindung V3 mit jeweils einem korrespondierenden Anschlussabschnitt AB der ersten Anschlussfläche F1 und somit mit der ersten Anschlussfläche F1 elektrisch verbunden. Die ersten und die zweiten Transistorschalter T1, T2 sind in dieser Ausführungsform als schnellschaltende SiC-Transistoren (SiC: „Siliciumcarbid“) gebildet.
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Das Leistungsmodul LM weist ferner eine Gruppe von Snubberschaltungen bzw. Snubber-Gliedern auf, die jeweils zumindest teilweise auf jeweils einem von mehreren Bereichen B des Schaltungsträgers ST gebildet sind. Dabei befinden sich die Bereiche B auf derselben Oberfläche des Schaltungsträgers ST wie die zuvor genannten Anschlussflächen F1, F2, F3 und überspannen jeweils jeweils eine der dritten Anschlussflächen F3 und der zweiten Anschlussfläche F2 teilweise. Die Snubberschaltungen sind jeweils mit der jeweiligen korrespondierenden dritten Anschlussfläche F3 und der zweiten Anschlussfläche F2 elektrisch verbunden.
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2 zeigt in einer zweiten schematischen Draufsichtdarstellung eine beispielhafte Ausführungsform der Snubberschaltung des Leistungsmoduls LM aus 1.
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In 2 ist beispielhaft nur eine der oben genannten Snubberschaltungen abgebildet. Die Snubberschaltung weist einen Leiterbahnabschnitt L, einen Kondensator C und einen Widerstand R auf, die in dem korrespondierenden Bereich B angeordnet sind. Dabei befindet sich der Leiterbahnabschnitt L in der Erstreckungsrichtung ER betrachtet zwischen zwei benachbarten Anschlussabschnitten AB der ersten Anschlussfläche F1 und in der Richtung quer zur Erstreckungsrichtung ER betrachtet zwischen der korrespondierenden dritten Anschlussfläche F3 und der zweiten Anschlussfläche F2. Der Leiterbahnabschnitt L ist von allen der beiden benachbarten Anschlussabschnitte AB, der korrespondierenden dritten Anschlussfläche F3 und der zweiten Anschlussfläche F2 elektrisch isoliert bzw. getrennt. Der Kondensator C befindet sich teils auf der korrespondierenden dritten Anschlussfläche F3 und teils auf dem Leiterbahnabschnitt L und mit der korrespondierenden dritten Anschlussfläche F3 und dem Leiterbahnabschnitt L elektrisch verbunden. Damit überspannt der Kondensator C die korrespondierende dritte Anschlussfläche F3 und den Leiterbahnabschnitt L teilweise. Der Widerstand R befindet sich teils auf dem Leiterbahnabschnitt L und teils auf der zweiten Anschlussfläche F2 und mit dem Leiterbahnabschnitt L und der zweiten Anschlussfläche F2 elektrisch verbunden. Damit überspannt der Widerstand R den Leiterbahnabschnitt L und die zweite Anschlussfläche F2 teilweise. Damit verbindet die Snubberschaltung die jeweilige korrespondierende dritte Anschlussfläche F3 mit der zweiten Anschlussfläche F2 und ist eingerichtet, hochfrequente Stromanteile in dem Gleichstrom des Leistungsmoduls LM, der beim Betrieb des Leistungsmoduls LM zwischen den dritten Anschlussflächen F3 einerseits und der zweiten Anschlussfläche F2 andererseits fließt, zu reduzierten und Spannungssitzen in dem Gleichstrom zu begrenzen.
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3A, 3B zeigen jeweils in einer weiteren schematischen Draufsichtdarstellung das zuvor beschriebene Leistungsmodul LM mit weiteren Schaltungskomponenten: Stromanschlussschienen (auf Englisch „Busbars“) au einem Metall bzw. einer Metalllegierung, insb. aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, die jeweils einen Phasenstromanschluss (erste Stromanschlussschiene P) einen positivspannungsseitigen Versorgungsstromanschluss (zweite Stromanschlussschiene H+), bzw. einen negativspannungsseitigen Versorgungsstromanschluss (dritte Stromanschlussschiene H-) des Leistungsmoduls LM bilden.
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Die drei Stromanschlussschienen P, H+, H- sind im Wesentlichen rechen- oder kammförmig geformt und weisen jeweils einen flächig ausgedehnt geformten Hauptteil HT1, HT2 (siehe 4), HT3 und an dem jeweiligen Hauptteil HT1, HT2, HT3 zinkenförmig (bzw. kammförmig) geformten Anschlussfahnen (bzw. Anschlusszungen oder Anschlussbeinen) Z1, Z2, Z3 auf.
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Dabei liegt die erste Stromanschlussschiene P über deren Anschlussfahnen Z1 auf der ersten Anschlussfläche F1 auf und ist mit der ersten Anschlussfläche F1 mehrfach elektrisch kontaktiert, so wie in 3A veranschaulicht ist. Der Hauptteil HT1 der ersten Stromanschlussschiene P erstreckt sich im Wesentlichen über der ersten Anschlussfläche F1 und parallel zur Oberseite des Schaltungsträgers ST.
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Analog liegt die zweite Stromanschlussschiene H+ über deren Anschlussfahnen Z2 auf der zweiten Anschlussfläche F2 auf und ist mit der zweiten Anschlussfläche F2 mehrfach elektrisch kontaktiert, so wie in 3B veranschaulicht ist. Der Hauptteil HT2 der zweiten Stromanschlussschiene H+ erstreckt sich im Wesentlichen über der zweiten Anschlussfläche F2 und parallel zur Oberseite des Schaltungsträgers ST, so wie in 4 veranschaulicht ist.
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Die dritte Stromanschlussschiene H- liegt über deren Anschlussfahnen Z3 auf den jeweiligen dritten Anschlussflächen F3 auf und ist mit den jeweiligen dritten Anschlussflächen F3 elektrisch kontaktiert, so wie in 3B veranschaulicht ist. Der Hauptteil HT3 der dritten Stromanschlussschiene H- erstreckt sich ebenfalls im Wesentlichen über der zweiten Anschlussfläche F2 und parallel zur Oberseite des Schaltungsträgers ST, so wie in 3A veranschaulicht ist. Dabei überlappen sich die zweite und die dritte Stromanschlussschiene H+, H- bzw. deren jeweiligen Hauptteile HT2, HT3 über der zweiten Anschlussfläche F2 zueinander. Die zweite und die dritte Stromanschlussschiene H+, H- sind voneinander elektrisch isoliert bzw. getrennt, bspw. mittels einer elektrischen Isolationsschicht, die zwischen diesen beiden Stromanschlussschienen H+, H- angeordnet ist.
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4 zeigt in einer schematischen Querschnittdarstellung eine Seitensicht eines Teilabschnitts des zuvor beschriebenen Leistungsmoduls LM, in der die Seitenschnitte der zuvor genannten Stromanschlussschienen P, H+, H- klar abgebildet sind.
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Die Anschlussfahnen Z1, Z2, Z3 der jeweiligen Stromanschlussschienen P, H+, H-sind im Wesentlichen S-förmig geformt und erstrecken sich von den jeweiligen Hauptteilen HT1, HT2, HT3 in Richtung zu den jeweiligen korrespondierenden Anschlussflächen F1, F2, F3 und mit den jeweiligen korrespondierenden Anschlussflächen F1, F2, F3 körperlich wie elektrisch verbunden, bspw. durch Bonden, Aufschweißen, Auflöten, Aufsintern oder in einer ähnlichen Weise. Dabei verlaufen die Anschlussfahnen Z2, Z3 der zweiten und der jeweiligen dritten Stromanschlussschienen H+, H-jeweils zumindest teilweise über jeweils einen der zuvor genannten Bereiche B auf der Oberseite des Schaltungsträgers ST. Dabei sind die Anschlussfahnen Z2 der zweiten Stromanschlussschiene H+ an deren jeweiligen der zweiten Anschlussfläche F2 zugewandten Abschnitten AS zusätzlich abgebogen, sodass diese Abschnitte AS von der zweiten Anschlussfläche F2 beabstandet über der zweiten Anschlussfläche F2 hängen und jeweils einen kleinen niederinduktiven „Loop“ (niederinduktiven Zwischenkreis) bilden. Durch die „Loops“ bilden sich jeweils ein Raum RM auf dem jeweiligen Bereich B der Oberseite des Schaltungsträgers ST zwischen den Abschnitten AS der jeweiligen Anschlussfahnen Z2 einerseits und der zweiten Anschlussfläche F2 andererseits.
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In den jeweiligen Räumen RM sind jeweils eine der zuvor erwähnten Snubberschaltungen bauraumsparend angeordnet. In der in 4 abgebildeten Ausführungsform weist die Snubberschaltung eine Bondverbindung V1, ein RC-Glied RC (als ein Standardbauelement) mit einem Kondensator und einem Widerstand auf. Über die Bondverbindung V1 ist die Snubberschaltung bzw. deren RC-Glied RC mit der korrespondierenden dritten Anschlussfläche F3 elektrisch kontaktiert. Das RC-Glied RC ist auf der zweiten Anschlussfläche F2 platziert und mit der zweiten Anschlussfläche F2 elektrisch kontaktiert. Durch die niederinduktiven „Loops“ und die effektiv platzierten Snubberschaltungen sind hohe Schaltgeschwindigkeiten realisierbar. Die hochfrequenten Schwingungen in Strömen mit Spannungsspitzen, die beim Betrieb des Leistungsmoduls LM mit den schnellschaltenden SiC-Transistorschalter T1, T2 entstehen, werden von den jeweiligen, in unmittelbarer Nähe niederinduktiv angeschlossenen Snubberschaltungen (in den jeweiligen Bereichen B) direkt gedämpft. Folgeschäden durch diese Schwingungen bei dem Leistungsmodul LM selbst oder bei sonstigen Schaltungskomponenten des Inverters werden somit effizient verhindert.
