DE202018003198U1 - Power converter, electric drive arrangement with a power converter - Google Patents

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Abstract

Stromrichter (SR), umfassend:- eine Gruppe von zwei oder mehr Leistungstransistoren (LT) ;- eine Steuerelektronikschaltung (SE) zum Ansteuern der Leistungstransistoren (LT);- eine Gruppe von zwei oder mehr Stromanschlüssen (SA) zur Stromübertragung zwischen dem Stromrichter (SR) und einer externen Leistungselektronikvorrichtung;- wobei die Gruppe der Leistungstransistoren (LT), die Steuerelektronikschaltung (SE) und die Gruppe der Stromanschlüsse (SA) auf einem Schaltungsträger (ST) angeordnet sind;- wobei die Gruppe der Leistungstransistoren (LT) und die Gruppe der Stromanschlüsse (SA) die Steuerelektronikschaltung (SE) zumindest teilweise umlaufend angeordnet sind.A power converter (SR) comprising: - a group of two or more power transistors (LT) - a control electronics circuit (SE) for driving the power transistors (LT) - a group of two or more power connections (SA) for power transmission between the power converter ( The group of power transistors (LT), the control electronics circuit (SE) and the group of power connections (SA) are arranged on a circuit carrier (ST), wherein the group of power transistors (LT) and the Group of power connections (SA), the control electronics circuit (SE) are arranged at least partially circumferentially.

Description

Technisches Gebiet:Technical area:

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromrichter sowie eine elektrische Antriebsanordnung mit einem Stromrichter.The present invention relates to a power converter and an electric drive arrangement with a power converter.

Stand der Technik und Aufgabe der Erfindung:State of the art and object of the invention:

Elektrische Antriebsanordnungen zum Antrieb von Hybridelektro-/Elektrofahrzeugen sind bekannt. Derartige Antriebsanordnungen weisen einen oder mehrere Stromrichter, wie z. B. Wechselrichter, Gleichrichter, DC/DC- oder AC/DC-Wandler, auf.Electric drive arrangements for driving hybrid electric / electric vehicles are known. Such drive assemblies have one or more power converters, such. As inverter, rectifier, DC / DC or AC / DC converter, on.

Wie bei allen technischen Vorrichtungen üblich, besteht bei den Stromrichtern bzw. den Antriebsanordnungen mit den Stromrichtern die allgemeine Anforderung, diese kostengünstiger und effizienter zu gestalten.As is usual with all technical devices, the power converters or the drive arrangements with the power converters have the general requirement to make them more cost-effective and efficient.

Damit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Möglichkeit bereitzustellen, mit der ein Stromrichter bzw. eine Antriebsanordnung kostengünstiger und effizienter gestaltet werden kann.Thus, the object of the invention is to provide a way by which a power converter or a drive arrangement can be made cheaper and more efficient.

Beschreibung der Erfindung:Description of the invention:

Diese Aufgabe wird durch Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is solved by subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Stromrichter für eine elektrische Antriebsanordnung bereitgestellt.According to a first aspect of the invention, a power converter for an electric drive arrangement is provided.

Der Stromrichter umfasst eine Gruppe von zwei oder mehr Leistungstransistoren, eine Steuerelektronikschaltung zum Ansteuern der Leistungstransistoren, sowie eine weitere Gruppe von zwei oder mehr Stromanschlüssen zur Stromübertragung zwischen dem Stromrichter und einer externen Leistungselektronikvorrichtung, wie z. B. einer Stromquelle und/oder einem Elektromotor/Generator.The power converter comprises a group of two or more power transistors, a control electronics circuit for driving the power transistors, and another group of two or more power terminals for power transmission between the power converter and an external power electronics device, such. As a power source and / or an electric motor / generator.

Dabei sind die Leistungstransistoren, die Steuerelektronikschaltung und die Stromanschlüsse auf einem und demselben Schaltungsträger angeordnet, wobei die Gruppe der Leistungstransistoren und die Gruppe der Stromanschlüsse zumindest teilweise die Steuerelektronikschaltung umlaufend angeordnet sind.In this case, the power transistors, the control electronics circuit and the power connections are arranged on one and the same circuit carrier, wherein the group of power transistors and the group of power connections are arranged at least partially surrounding the control electronics circuit.

Hierbei ist ein Schaltungsträger ein Träger für (leistungs-)elektronische Bauteile, wie z. B. Logikbausteine, Mikrokontroller, (Leistungs-)Dioden, (Leistungs-)Transistoren, Leiterbahnen, usw., der zur mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung der (leistungs-) elektronischen Bauteile dient.Here, a circuit carrier is a carrier for (power) electronic components, such. As logic devices, microcontroller, (power) diodes, (power) transistors, tracks, etc., which serves for mechanical attachment and electrical connection of the (power) electronic components.

Zu den Leistungstransistoren gehören bspw. Leistungshalbleiterschalter oder Leistungsdioden, die insb. zum Durchleiten von hohen Strömen von bspw. über 1 Ampere, über 10 Ampere gar über 100 Ampere vorgesehen sind und während des Betriebs des Stromrichters eine hohe Verlustleistung somit eine hohe Abwärme generieren.The power transistors include, for example, power semiconductor switches or power diodes, which are esp. For passing high currents of, for example. Over 1 ampere, over 10 amps even more than 100 amps are provided and thus generate high power dissipation during operation of the power converter high power dissipation.

Die Steuerelektronikschaltung umfasst bspw. Logikbausteine, Mikrokontrolle usw., die selbst vergleichsweise geringe Verlustleistung aufweist und zudem sensitiv auf eine hohe Umgebungstemperatur reagiert.The control electronics circuit includes, for example, logic devices, microcontroller, etc., which itself has comparatively low power loss and also sensitive to a high ambient temperature.

Im Rahmen der Erfindung sind die Leistungstransistoren, die Steuerelektronikschaltung und die Stromanschlüsse auf einem und demselben Schaltungsträger angeordnet. Dadurch wird an zusätzliche Schaltungsträger für bspw. eine separate Anordnung der Steuerelektronikschaltung gespart, was wiederum die Herstellungskosten des Stromrichters reduziert. Ferner wird eine effiziente Package-Ausnutzung erzielt und die Integrationstiefe des Schaltungsträgers erhöht.In the context of the invention, the power transistors, the control electronics circuit and the power connections are arranged on one and the same circuit carrier. This saves additional circuitry for, for example, a separate arrangement of the control electronics circuit, which in turn reduces the manufacturing costs of the power converter. Furthermore, an efficient package utilization is achieved and the integration depth of the circuit carrier is increased.

Durch derartige Anordnung tritt wiederum das ursprüngliche Problem auf, dass die temperatursensitive Steuerelektronikschaltung durch die hohen Verlustleistungen der Leistungstransistoren und der Stromanschlüsse und den damit gebundenen (starken) Temperaturanstieg in dem Schaltungsträger gefährdet ist.By such arrangement, in turn, the original problem occurs that the temperature-sensitive control electronics circuit is endangered by the high power losses of the power transistors and the power connections and the associated (strong) temperature increase in the circuit carrier.

Um die die Verlustabwärme der Leistungstransistoren und der Stromanschlüsse ohne hohe Temperaturbelastung der Steuerelektronikschaltung abzuführen, werden die Steuerelektronikschaltung, die Leistungstransistoren und die Stromanschlüsse auf dem Schaltungsträger derart angeordnet, dass die Gruppe der Leistungstransistoren und die Gruppe der Stromanschlüsse zumindest teilweise die Steuerelektronikschaltung außen herum umlaufend angeordnet sind. Damit ist die Steuerelektronikschaltung gegenüber den Leistungstransistoren und den Stromanschlüssen betrachtet in einem mittleren Bereich des Schaltungsträgers angeordnet, wobei sich die Leistungstransistoren und die Stromanschlüsse entsprechend in äußeren Randbereichen des Schaltungsträgers befinden.In order to dissipate the waste heat of the power transistors and the power connections without high temperature load of the control electronics circuit, the control electronics circuit, the power transistors and the power connections are arranged on the circuit carrier such that the group of power transistors and the group of power connections are at least partially circumferentially arranged around the control electronics circuit , Thus, the control electronics circuit is compared with the power transistors and the power terminals viewed in a central region of the circuit substrate, wherein the power transistors and the power terminals are located respectively in outer edge regions of the circuit substrate.

Da die Umgebungstemperatur um den Stromrichter bzw. den Schaltungsträger während des Betriebs des Stromrichters in der Regel (wesentlich) niedriger ist als die Temperatur an dem Stromrichter bzw. dem Schaltungsträger, breitet die Abwärme, die infolge der Verlustleistungen der Leistungstransistoren und der Stromanschlüsse entsteht, nach außen hin und somit von der Mitte des Schaltungsträgers bzw. von der Steuerelektronikschaltung weg aus. Durch den kurzen Ausbreitungsweg von den Randbereichen des Schaltungsträgers zu der Umgebung des Schaltungsträgers kann die Abwärme von den Leistungstransistoren und den Stromanschlüsse schneller und somit auch effizienter abgeführt werden. Dadurch können die Leistungstransistoren und die Stromanschlüsse und somit auch der Stromrichter effizienter gekühlt werden.Since the ambient temperature around the power converter or the circuit carrier during operation of the power converter is usually (substantially) lower than the temperature at the power converter or the circuit carrier, the waste heat, which arises as a result of the power losses of the power transistors and the power connections propagates on the outside and thus away from the center of the circuit carrier or from the control electronics circuit. Due to the short propagation path of the Edge regions of the circuit substrate to the environment of the circuit substrate, the waste heat from the power transistors and the power connections can be dissipated faster and thus more efficient. This allows the power transistors and the power connections and thus also the power converter to be cooled more efficiently.

Der mittlere Bereich des Schaltungsträgers samt der dort angeordneten Steuerelektronikschaltung wird somit nicht bzw. nur geringfügig von der Abwärme der Leistungstransistoren und der Stromanschlüsse erwärmt. Dadurch bleibt die negative Auswirkung der Verlustleistungen bzw. der Abwärme auf die Steuerelektronikschaltung in Grenzen.The middle region of the circuit carrier together with the control electronics circuit arranged there is therefore not or only slightly heated by the waste heat of the power transistors and the power connections. As a result, the negative effect of the power losses or the waste heat on the control electronics circuit is limited.

Damit ist eine Möglichkeit bereitgestellt, mit der ein Stromrichter bzw. eine Antriebsanordnung mit einem Stromrichter kostengünstiger und effizienter gestaltet werden kann.This provides a possibility with which a power converter or a drive arrangement with a power converter can be made less expensive and more efficient.

Bspw. ist die Gruppe der Stromanschlüsse zumindest teilweise die Gruppe der Leistungstransistoren und die Steuerelektronikschaltung umlaufend angeordnet.For example. the group of power connections is at least partially the group of power transistors and the control electronics circuit arranged circumferentially.

Bspw. sind die Steuerelektronikschaltung, die Gruppe der Leistungstransistoren und die Gruppe der Stromanschlüsse zueinander konzentrisch angeordnet.For example. the control electronics circuit, the group of power transistors and the group of power connections are arranged concentrically to each other.

Bspw. sind die Gruppe der Stromanschlüsse, die Gruppe der Leistungstransistoren und die Steuerelektronikschaltung auf einer ersten und derselben Oberfläche des Schaltungsträgers und somit auf derselben Seite des Schaltungsträgers angeordnet.For example. For example, the group of power connections, the group of power transistors and the control electronics circuit are arranged on a first and the same surface of the circuit carrier and thus on the same side of the circuit carrier.

Bspw. weist der Stromrichter ferner eine Zwischenkreisschaltung (auf Englisch „DC-Link“) auf, die auf einer zweiten, von der ersten Oberfläche abgewandten Oberfläche des Schaltungsträgers angeordnet ist. Dabei umfasst die Zwischenkreisschaltung bspw. einen oder mehrere Zwischenkreiskondensatoren.For example. The converter further comprises a DC link circuit ("DC link"), which is arranged on a second surface of the circuit carrier facing away from the first surface. In this case, the intermediate circuit circuit comprises, for example, one or more intermediate circuit capacitors.

Bspw. ist die Zwischenkreisschaltung der Steuerelektronikschaltung gegenüberliegend angeordnet.For example. the DC link circuit of the control electronics circuit is arranged opposite one another.

Bspw. ist der Stromrichter als ein Wechselrichter oder ein Gleichrichter ausgebildet.For example. the power converter is designed as an inverter or a rectifier.

Bspw. weist der Stromrichter ferner einen Kühlkörper auf. In diesem Fall ist der Schaltungsträger auf dem Kühlkörper angeordnet und mit dem Kühlkörper körperlich und thermisch verbunden.For example. the converter further comprises a heat sink. In this case, the circuit carrier is arranged on the heat sink and connected to the heat sink physically and thermally.

Bspw. weist der Kühlkörper Kühlkanäle zum Durchleiten eines Kühlmittels auf. Dabei sind die Kühlkanäle an Bereichen des Kühlkörpers (zur Erhöhung der Kühlleistung verstärkt) ausgebildet, die mit Bereichen des Schaltungsträgers korrespondieren, auf denen die Leistungstransistoren und die Stromanschlüsse angeordnet sind. Damit kann die Abwärme von den Leistungstransistoren und den Stromanschlüssen über das durch die Kühlkanäle fließende Kühlmittel noch effizienter abgeführt werden, bevor diese die Steuerelektronikschaltung erwärmen kann.For example. For example, the heat sink has cooling channels for passing a coolant. In this case, the cooling channels are formed on regions of the heat sink (amplified to increase the cooling power), which correspond to regions of the circuit carrier on which the power transistors and the power connections are arranged. Thus, the waste heat from the power transistors and the power connections via the coolant flowing through the cooling channels can be removed even more efficiently before it can heat the control electronics circuit.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine elektrische Antriebsanordnung zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs, insb. eines Hybridelektro-/Elektrofahrzeugs, bereitgestellt.According to a second aspect of the invention, an electric drive arrangement is provided for driving a motor vehicle, in particular a hybrid electric / electric vehicle.

Die Antriebsanordnung umfasst einen Elektromotor sowie ein Gehäuse, in dem der Elektromotor angeordnet ist. Die Antriebsanordnung umfasst ferner einen zuvor beschriebenen Stromrichter, wobei der Kühlkörper des Stromrichters ein Teil des Gehäuses des Elektromotors ist.The drive arrangement comprises an electric motor and a housing in which the electric motor is arranged. The drive arrangement further comprises a power converter described above, wherein the heat sink of the power converter is a part of the housing of the electric motor.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des oben beschriebenen Stromrichters sind, soweit im Übrigen, auf die oben genannte Antriebsanordnung übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der Antriebsanordnung anzusehen.Advantageous embodiments of the power converter described above are, so far as applicable to the above-mentioned drive arrangement, also to be regarded as advantageous embodiments of the drive assembly.

Figurenlistelist of figures

Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

  • 1 in einer schematischen Querschnittdarstellung einen Abschnitt einer Antriebsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 in einer schematischen Draufsichtdarstellung einen Abschnitt eines Wechselrichters (Stromrichters) der Antriebsanordnung aus 1.
In the following, an exemplary embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Showing:
  • 1 in a schematic cross-sectional view of a portion of a drive assembly according to an embodiment of the invention;
  • 2 in a schematic plan view of a portion of an inverter (power converter) of the drive assembly 1 ,

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen:Detailed description of the drawings:

1 zeigt in einer schematischen Querschnittdarstellung einen Abschnitt einer elektrischen Antriebsanordnung EA zum Antrieb eines Elektrofahrzeugs. 1 shows a schematic cross-sectional view of a portion of an electric drive assembly EA for driving an electric vehicle.

Die Antriebsanordnung EA weist einen Elektromotor EM, bspw. einen Riemenstartergenerator, sowie ein Gehäuse GH auf, in dem der Elektromotor EM angeordnet ist.The drive arrangement EA has an electric motor EM , For example, a belt starter generator, and a housing GH on, in which the electric motor EM is arranged.

Der Gehäuse GH weist einen Abschnitt auf, der das Gehäuse GH in der axialen Richtung AR des Elektromotors EM abschließt und zudem als Kühlkörper KK zur Kühlung des Elektromotors EM bzw. dessen axialen Endabschnitts dient. Der Kühlkörper KK weist eine Anzahl von Kühlkanälen KN auf, die miteinander strömungstechnisch verbunden sind und durch die Kühlwasser zur Kühlung des Elektromotors durchgeleitet wird.The case GH has a section that houses the case GH in the axial direction AR of the electric motor EM closes and also as a heat sink KK for cooling the electric motor EM or whose axial end portion serves. The heat sink KK has a number of cooling channels KN on, which are fluidly connected to each other and is passed through the cooling water for cooling the electric motor.

Die Antriebsanordnung EA weist ferner einen Wechselrichter (Stromrichter) SR auf, der auf einer von dem Elektromotor EM abgewandten Oberfläche OF3 des Kühlkörpers KK angeordnet ist und mit diesem thermisch verbunden ist. Der Wechselrichter SR dient dazu, während des Betriebs der Antriebsanordnung EA Phasenströme für den Elektromotor EM bereitzustellen.The drive arrangement EA also has an inverter (power converter) SR on, on one of the electric motor EM remote surface OF3 of the heat sink KK is arranged and connected to this thermally. The inverter SR serves to during operation of the drive assembly EA Phase currents for the electric motor EM provide.

Der Wechselrichter SR umfasst eine Gruppe von zwei oder mehr Stromanschlüssen SA zum Anschließen des Wechselrichters SR mit dem Elektromotor EM, eine weitere Gruppe von zwei oder mehr Leistungstransistoren LT zum Bereitstellen von Phasenströmen für den Elektromotor EM, sowie eine Steuerelektronikschaltung SE zum Ansteuern der Leistungstransistoren LT.The inverter SR includes a group of two or more power outlets SA for connecting the inverter SR with the electric motor EM , another group of two or more power transistors LT for providing phase currents to the electric motor EM , and a control electronics circuit SE for driving the power transistors LT ,

Die Stromanschlüsse SA, die Leistungstransistoren LT und die Steuerelektronikschaltung SE sind auf einem und demselben Schaltungsträger ST angeordnet, der als ein Keramiksubstrat ausgebildet ist. Dabei sind die Stromanschlüsse SA, die Leistungstransistoren LT und die Steuerelektronikschaltung SE auf einer ersten, und somit derselben Oberfläche OF1 des Schaltungsträgers ST und zueinander konzentrisch angeordnet. Damit ist die Gruppe der Leistungstransistoren LT teilweise die Steuerelektronikschaltung SE umlaufend angeordnet. Analog ist die Gruppe der Stromanschlüsse SA teilweise die Gruppe der Leistungstransistoren LT und die Steuerelektronikschaltung SE umlaufend angeordnet.The power connections SA , the power transistors LT and the control electronics circuit SE are on one and the same circuit carrier ST arranged, which is formed as a ceramic substrate. These are the power connections SA , the power transistors LT and the control electronics circuit SE on a first, and thus the same surface OF1 of the circuit board ST and arranged concentrically with each other. This is the group of power transistors LT partly the control electronics circuit SE arranged circumferentially. Analog is the group of power connections SA partly the group of power transistors LT and the control electronics circuit SE arranged circumferentially.

Der Wechselrichter SR weist ferner eine Zwischenkreisschaltung ZK mit Zwischenkreiskondensatoren auf, die auf einer zweiten, von der ersten Oberfläche OF1 abgewandten Oberfläche OF2 des Schaltungsträgers ST angeordnet ist. Insb. sind die Zwischenkreisschaltung ZK bzw. deren Zwischenkreiskondensatoren in der axialen Richtung AR betrachtet der Steuerelektronikschaltung SE gegenüberliegend angeordnet.The inverter SR also has a DC link circuit ZK with DC link capacitors on, on a second, from the first surface OF1 remote surface OF2 of the circuit board ST is arranged. Esp. are the DC link circuit ZK or their DC link capacitors in the axial direction AR considered the control electronics circuit SE arranged opposite.

Der Wechselrichter SR ist auf der von dem Elektromotor EM abgewandten Oberfläche OF3 des Kühlkörpers KK aufgelegt, sodass der Schaltungsträger ST über die zweite Oberfläche OF2 mit dem Kühlkörper KK thermisch verbunden ist. Zwischen dem Schaltungsträger ST und dem Kühlkörpers KK ist eine Isolierzwischenschicht IS zur elektrischen Isolation angeordnet, die aus einem thermisch gut leitenden Material hergestellt ist.The inverter SR is on the of the electric motor EM remote surface OF3 of the heat sink KK applied, so the circuit carrier ST over the second surface OF2 with the heat sink KK thermally connected. Between the circuit carrier ST and the heat sink KK is an insulating interlayer IS arranged for electrical insulation, which is made of a thermally highly conductive material.

Der Kühlkörper KK weist auf der von dem Elektromotor EM abgewandten und somit dem Schaltungsträger ST zugewandten Oberfläche OF3 eine entsprechende Vertiefung VT auf, in der die Zwischenkreisschaltung ZK samt deren Zwischenkreiskondensatoren angeordnet und über eine weitere Isolierzwischenschicht IS mit dem Kühlkörper KK thermisch verbunden ist.The heat sink KK points to the of the electric motor EM facing away and thus the circuit carrier ST facing surface OF3 a corresponding recess VT on, in which the DC link circuit ZK arranged together with their DC link capacitors and a further insulating intermediate layer IS with the heat sink KK thermally connected.

2 zeigt in einer schematischen Draufsichtdarstellung den Schaltungsträger ST des Wechselrichters SR. 2 shows in a schematic plan view of the circuit carrier ST of the inverter SR ,

Der Schaltungsträger ST ist im Wesentlichen kreisscheibenförmig ausgebildet. In einem kreisscheibenförmigen Mittelbereich BR1 in der Mitte der ersten Oberfläche OF1 des Schaltungsträgers ST ist die Steuerelektronikschaltung SE angeordnet. In einem kreisringscheibenförmigen Zwischenbereich BR2 der ersten Oberfläche OF1, der den Mittelbereich BR1 umlaufend ausgebildet ist, sind die Leistungstransistoren LT die Steuerelektronikschaltung SE außen herum teilweise umlaufend angeordnet. In einem am äußeren Rand der ersten Oberfläche OF1 befindlichen Randbereich BR3, der den Zwischenbereich BR2 umlaufend ausgebildet ist, sind die Stromanschlüsse SA die Leistungstransistoren LT und die Steuerelektronikschaltung SE außen herum teilweise umlaufend angeordnet.The circuit carrier ST is formed substantially circular disk-shaped. In a circular disk-shaped middle area BR1 in the middle of the first surface OF1 of the circuit board ST is the control electronics circuit SE arranged. In an annular disc-shaped intermediate area BR2 the first surface OF1 of the middle area BR1 is formed circumferentially, are the power transistors LT the control electronics circuit SE arranged around the outside partially circumferential. In one at the outer edge of the first surface OF1 located edge area BR3 that the intermediate area BR2 is formed circumferentially, are the power connections SA the power transistors LT and the control electronics circuit SE arranged around the outside partially circumferential.

Damit sind die Steuerelektronikschaltung SE, die Gruppe der Leistungstransistoren LT und die Gruppe der Stromanschlüsse SA zueinander konzentrisch angeordnet, wobei die Steuerelektronikschaltung SE mit der geringsten Verlustleistung und der höchsten Temperatursensitivität in der Mitte des Schaltungsträgers ST angeordnet ist, während die Leistungstransistoren LT und die Stromanschlüsse SA mit hohen Verlustleistungen und somit einer hohen Abwärme am Rand des Schaltungsträgers ST angeordnet sind.This is the control electronics circuit SE , the group of power transistors LT and the group of power connections SA arranged concentrically with each other, wherein the control electronics circuit SE with the lowest power dissipation and highest temperature sensitivity in the center of the circuit carrier ST is arranged while the power transistors LT and the power connections SA with high power losses and thus a high waste heat at the edge of the circuit board ST are arranged.

Die Abwärme, die während des Betriebs des Wechselrichters SR in den Leistungstransistoren LT, der Zwischenkreisschaltung ZK sowie an den Stromanschlüssen SA entsteht, kann durch einen kurzen Ausbreitungsweg von diesen Komponenten LT, SA, ZK zu dem Kühlkörper KK bzw. in die Umgebung des Wechselrichters SR effizient abgeführt werden, sodass die in der Mitte des Schaltungsträgers ST angeordnete Steuerelektronikschaltung SE kaum bzw. sehr geringfügig miterwärmt wird. Dadurch bleibt die negative Auswirkung der Verlustleistungen bzw. der Abwärme auf die Steuerelektronikschaltung SE und somit auf den Wechselrichter SR in Grenzen.The waste heat during operation of the inverter SR in the power transistors LT , the intermediate circuit ZK as well as at the power connections SA can arise through a short propagation path of these components LT . SA . ZK to the heat sink KK or in the environment of the inverter SR be efficiently dissipated, so that in the middle of the circuit board ST arranged control electronics circuit SE hardly or very slightly miterwärmt. This leaves the negative effect of the power losses or the waste heat on the control electronics circuit SE and thus to the inverter SR within limits.

Claims (10)

Stromrichter (SR), umfassend: - eine Gruppe von zwei oder mehr Leistungstransistoren (LT) ; - eine Steuerelektronikschaltung (SE) zum Ansteuern der Leistungstransistoren (LT); - eine Gruppe von zwei oder mehr Stromanschlüssen (SA) zur Stromübertragung zwischen dem Stromrichter (SR) und einer externen Leistungselektronikvorrichtung; - wobei die Gruppe der Leistungstransistoren (LT), die Steuerelektronikschaltung (SE) und die Gruppe der Stromanschlüsse (SA) auf einem Schaltungsträger (ST) angeordnet sind; - wobei die Gruppe der Leistungstransistoren (LT) und die Gruppe der Stromanschlüsse (SA) die Steuerelektronikschaltung (SE) zumindest teilweise umlaufend angeordnet sind.Power converter (SR) comprising: - a group of two or more power transistors (LT); - A control electronics circuit (SE) for driving the power transistors (LT); - A group of two or more power connections (SA) for power transmission between the power converter (SR) and an external power electronics device; - Wherein the group of power transistors (LT), the control electronics circuit (SE) and the group of power connections (SA) are arranged on a circuit carrier (ST); - Wherein the group of power transistors (LT) and the group of power connections (SA), the control electronics circuit (SE) are arranged at least partially circumferentially. Stromrichter (SR) nach Anspruch 1, wobei die Gruppe der Stromanschlüsse (SA) die Gruppe der Leistungstransistoren (LT) und die Steuerelektronikschaltung (SE) zumindest teilweise umlaufend angeordnet ist.Power converter (SR) after Claim 1 , wherein the group of power connections (SA), the group of power transistors (LT) and the control electronics circuit (SE) is arranged at least partially circulating. Stromrichter (SR) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerelektronikschaltung (SE), die Gruppe der Leistungstransistoren (LT) und die Gruppe der Stromanschlüsse (SA) zueinander konzentrisch angeordnet sind.Power converter (SR) after Claim 1 or 2 , wherein the control electronics circuit (SE), the group of power transistors (LT) and the group of power connections (SA) are arranged concentrically to each other. Stromrichter (SR) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Gruppe der Stromanschlüsse (SA), die Gruppe der Leistungstransistoren (LT) und die Steuerelektronikschaltung (SE) auf einer ersten und derselben Oberfläche (OF1) des Schaltungsträgers (ST) angeordnet sind.Power converter (SR) according to one of the preceding claims, wherein the group of power connections (SA), the group of power transistors (LT) and the control electronics circuit (SE) are arranged on a first and the same surface (OF1) of the circuit carrier (ST). Stromrichter (SR) nach Anspruch 4, wobei der Stromrichter (SR) ferner eine Zwischenkreisschaltung (ZK) umfasst, die auf einer zweiten, von der ersten Oberfläche (OF1) abgewandten Oberfläche (OF2) des Schaltungsträgers (ST) angeordnet ist.Power converter (SR) after Claim 4 , wherein the power converter (SR) further comprises a DC link circuit (ZK) which is arranged on a second surface (OF2) of the circuit carrier (ST) facing away from the first surface (OF1). Stromrichter (SR) nach Anspruch 5, wobei die Zwischenkreisschaltung (ZK) der Steuerelektronikschaltung (SE) gegenüberliegend angeordnet ist.Power converter (SR) after Claim 5 , wherein the intermediate circuit (ZK) of the control electronics circuit (SE) is arranged opposite. Stromrichter (SR) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stromrichter (SR) ein Wechselrichter oder ein Gleichrichter ist.Power converter (SR) according to one of the preceding claims, wherein the power converter (SR) is an inverter or a rectifier. Stromrichter (SR) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stromrichter (SR) ferner einen Kühlkörper (KK) aufweist, wobei der Schaltungsträger (ST) auf dem Kühlkörper (KK) angeordnet ist und mit dem Kühlkörper (KK) körperlich und thermisch verbunden ist.Power converter (SR) according to one of the preceding claims, wherein the power converter (SR) further comprises a heat sink (KK), wherein the circuit carrier (ST) on the heat sink (KK) is arranged and with the heat sink (KK) is physically and thermally connected , Stromrichter (SR) nach Anspruch 8, wobei der Kühlkörper (KK) Kühlkanäle (KN) zum Durchleiten eines Kühlmittels aufweist, wobei die Kühlkanäle (KN) an Bereichen des Kühlkörpers (KK) ausgebildet sind, die mit Bereichen des Schaltungsträgers (ST) korrespondieren, auf denen die Leistungstransistoren (LT) und die Stromanschlüsse (SA) angeordnet sind.Power converter (SR) after Claim 8 wherein the cooling body (KK) has cooling channels (KN) for passing a coolant, wherein the cooling channels (KN) are formed on regions of the cooling body (KK) which correspond to areas of the circuit carrier (ST) on which the power transistors (LT) and the power connections (SA) are arranged. Elektrische Antriebsanordnung (EA) zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs, aufweisend: - einen Elektromotor (EM); - ein Gehäuse (GH), in dem der Elektromotor (EM) angeordnet ist; - einen Stromrichter (SR) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Kühlkörper (KK) ein Teil des Gehäuses (GH) ist.Electric drive arrangement (EA) for driving a motor vehicle, comprising: - an electric motor (EM); - A housing (GH), in which the electric motor (EM) is arranged; - a power converter (SR) after Claim 8 or 9 wherein the heat sink (KK) is a part of the housing (GH).
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