DE202018103402U1 - Cooled electrical device module - Google Patents
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Abstract
Gekühlte elektrische Gerätebaugruppe mit:einem Rahmenteil (2);einer Vielzahl von elektronischen Leistungsbauelementen (42, 44);Kühleinrichtungen, die eingerichtet sind, die Vielzahl von elektronischen Leistungsbauelementen (42, 44) zu kühlen, wobei die Vielzahl von elektronischen Leistungsbauelementen (42, 44) an dem Rahmenteil (2) durch die Kühleinrichtungen fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dassdie Kühleinrichtungen für jedes elektronische Leistungsbauelement (42, 44) ein Kühlelement (62, 64) umfassen, das in einer wärmleitenden Art und Weise mit dem entsprechenden elektronischen Leistungsbauelement (42, 44) verbunden ist, um Wärme aus dem elektronischen Leistungsbauelement (42, 44) zu transferieren, wobei das Kühlelement (62, 64) jedes elektronischen Leistungsbauelements bei einer Entfernung von den Kühlelementen (62, 64) von anderen elektronischen Leistungsbauelementen angeordnet ist, undder Rahmenteil (2) aus einem Material hergestellt ist, das eine schwache Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit aufweist, wobei die Wärmleitfähigkeit weniger als 100 W/(K·m) ist und die elektrische Leitfähigkeit weniger als 100 S/m ist.A refrigerated electrical appliance assembly comprising: a frame member (2); a plurality of electronic power devices (42, 44); cooling means configured to cool the plurality of electronic power devices (42, 44), wherein the plurality of electronic power devices (42, 44); 44) are fixed to the frame part (2) by the cooling means, characterized in that the cooling means for each electronic power component (42, 44) comprise a cooling element (62, 64) arranged in a heat conducting manner with the corresponding electronic power component ( 42, 44) for transferring heat from the electronic power device (42, 44), wherein the cooling element (62, 64) of each electronic power device is located at a distance from the cooling elements (62, 64) of other electronic power devices. andthe frame part (2) is made of a material that has low heat conductivity and electrical conductivity, wherein the thermal conductivity is less than 100 W / (K · m) and the electrical conductivity is less than 100 S / m.
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Erfindung betrifft ein Kühlen einer elektrischen Gerätebaugruppe, die eine Vielzahl von elektronischen Leistungsbauteilen umfasst.The invention relates to cooling of an electrical appliance assembly comprising a plurality of electronic power components.
Es ist bekannt, einen Frequenzwandler mit einem Aluminiumkühlelement zu versehen, das eingerichtet ist, die elektronische Leistungsbauteile des Frequenzwandlers zu kühlen, und an dem die elektronischen Leistungsbauteile in einer wärmeleitenden Art und Weise fixiert sind. Ein Problem mit dem Frequenzwandler, der vorstehend beschrieben ist, besteht darin, dass die elektronischen Leistungsbauteile in einer elektrisch leitenden Verbindung und in einer wärmeleitenden Verbindung miteinander durch da Aluminiumkühlelement sind. Die Wärmeleitungsverbindung zwischen den elektronischen Leistungsbauteilen ist insbesondere in Baugruppen schädlich, die unterschiedliche elektronische Leistungsbauteile im Hinblick auf zugehörige Kühlungserfordernisse aufweisen. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen den elektronischen Leistungsbauteilen kann wiederum vom Standpunkt einer elektromagnetischen Komptabilität problematisch sein.It is known to provide a frequency converter with an aluminum cooling element configured to cool the electronic power components of the frequency converter and to which the electronic power components are fixed in a thermally conductive manner. A problem with the frequency converter described above is that the electronic power components are in an electrically conductive connection and in a thermally conductive connection with each other through the aluminum cooling element. The heat conduction connection between the electronic power components is particularly harmful in assemblies having different electronic power components with respect to associated cooling requirements. The electrically conductive connection between the electronic power components, in turn, can be problematic from the standpoint of electromagnetic compatibility.
Kurzbeschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine gekühlte elektrische Gerätebaugruppe zu entwickeln, mittels der die vorstehend genannten Probleme gelöst werden können. Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine gekühlte elektrische Gerätebaugruppe gelöst, die durch das gekennzeichnet ist, was in dem unabhängigen Anspruch offenbart ist. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.It is an object of the invention to develop a refrigerated electrical appliance assembly by means of which the aforementioned problems can be solved. The object of the invention is achieved by a refrigerated electrical appliance assembly characterized by what is disclosed in the independent claim. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf einem Versehen einer elektrischen Gerätebaugruppe mit Kühleinrichtungen, die für jedes elektronische Leistungsbauteil ein dediziertes Kühlelement aufweisen, das bei einer Entfernung von den Kühlelementen der anderen elektronischen Leistungsbauteile der elektrischen Gerätebaugruppe angeordnet ist, sodass die Wärmeleitfähigkeit und die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Kühlelementen der elektronischen Leistungsbauteile schwach sind. Der Rahmenteil der elektrischen Gerätebaugruppe ist aus einem Material hergestellt, das eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit aufweist, wobei Kühlelemente, die aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt sind, an dem Rahmen, der Wärme schlechter leitet, bei einer Entfernung zueinander fixiert sind.The invention is based on providing an electrical appliance assembly with cooling devices, which have for each electronic power component a dedicated cooling element, which is arranged at a distance from the cooling elements of the other electronic power components of the electrical appliance assembly, so that the thermal conductivity and the electrical conductivity between the cooling elements of electronic power components are weak. The frame part of the electric appliance assembly is made of a material having a low heat conductivity and electrical conductivity, wherein cooling elements made of a material having good heat conductivity are fixed to the frame which conducts heat worse, at a distance from each other.
Der Vorteil der gekühlten elektrischen Gerätebaugruppe gemäß der Erfindung besteht darin, dass der EMV-Entwurf der elektrischen Gerätebaugruppe einfacher als in einem Fall einer Baugruppe ist, die mit einem gemeinsamen Kühlelement der elektronischen Leistungsbauteile versehen ist, da die elektronischen Leistungsbauteile besser voneinander elektrisch isoliert sind. Zusätzlich ist in Ausführungsbeispielen, in denen die elektrische Gerätebaugruppe elektronische Leistungsbauteile mit unterschiedlichen Kühlungserfordernissen umfasst, der thermische Entwurf der Baugruppe einfacher als zuvor, da die Wärmeleitfähigkeit zwischen bauteilspezifischen Kühlelementen geringer ist.The advantage of the refrigerated electrical appliance assembly according to the invention is that the EMC design of the electrical appliance assembly is simpler than in a case of an assembly provided with a common cooling element of the electronic power components because the electronic power components are better electrically isolated from each other. In addition, in embodiments in which the electrical equipment assembly includes electronic power components having different cooling requirements, the thermal design of the assembly is easier than before because the thermal conductivity between component-specific cooling elements is lower.
Figurenlistelist of figures
Die Erfindung wird nahstehend ausführlicher in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine gekühlte elektrische Gerätebaugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 einen Querschnitt eines elektronischen Leistungsbauteils der elektrischen Gerätebaugruppe gemäß1 und des entsprechenden Kühlelements; und -
3 ein schematisches Diagramm der elektrischen Gerätebaugruppe gemäß1 .
-
1 a refrigerated electrical appliance assembly according to an embodiment of the invention; -
2 a cross section of an electronic power device of the electrical equipment assembly according to1 and the corresponding cooling element; and -
3 a schematic diagram of the electrical device assembly according to1 ,
Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Die elektrische Gerätebaugruppe gemäß
Die Vielzahl von elektronischen Leistungsbauteilen umfasst drei erste elektronische Leistungsbauteile
Die ersten Kühlelemente
In einer Verwendungssituation der elektrischen Gerätebaugruppe erfordert das erste elektronische Leistungsbauteil
Jedes erste Kühlelement
Die Kühlleistung, die die elektronischen Leistungsbauteile benötigen, hängt unter anderem von der Ableitungsleistung, die durch das fragliche Bauteil erzeugt wird, und die maximal zulässige Betriebstemperatur der Bauteils ab. Beispielsweise benötigt ein Schalter, der bei einer hohen Schaltfrequenz gesteuert wird, wahrscheinlich mehr Kühlung als eine Diode, selbst wenn ein Strom des gleichen Durchschnittswerts jeweils hindurchgeführt wird.The cooling power required by the electronic power components depends inter alia on the dissipation power generated by the component in question and the maximum allowable operating temperature of the component. For example, a switch that is controlled at a high switching frequency probably requires more cooling than a diode even though a current of the same average value is passed through each one.
Der Rahmenteil
Der Rahmenteil
Der Frequenzwandler weist einen Drei-Phasen-Eingang
Jedes erste elektronische Leistungsbauelement
In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Gleichrichter vollständig mit Dioden implementiert, wobei der Umrichter mit MOSFET-Transistoren implementiert ist. Andere bekannte Halbleiterbauelemente können ebenso in dem Gleichrichter und dem Umrichter verwendet werden.In an alternative embodiment, the rectifier is fully implemented with diodes, with the inverter implemented with MOSFET transistors. Other known semiconductor devices may also be used in the rectifier and the inverter.
Der Rahmenteil
Es ist für einen Fachmann ersichtlich, dass die Grundidee der Erfindung auf viele unterschiedliche Weisen implementiert werden kann. Die Erfindung und zugehörige Ausführungsbeispiele sind somit nicht auf die Beispiele begrenzt, die vorstehend beschrieben sind, sondern können innerhalb des Umfangs der Ansprüche variieren.It will be apparent to one skilled in the art that the basic idea of the invention can be implemented in many different ways. The invention and related embodiments are thus not limited to the examples described above but may vary within the scope of the claims.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (1)
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DE202018103402.2U Active DE202018103402U1 (en) | 2017-06-20 | 2018-06-18 | Cooled electrical device module |
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2017
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2018
- 2018-06-18 DE DE202018103402.2U patent/DE202018103402U1/en active Active
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Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |