EP1726077A1 - Elektronisches gerät, insbesondere elektrische maschine mit integrierter leistungselektronik - Google Patents

Elektronisches gerät, insbesondere elektrische maschine mit integrierter leistungselektronik

Info

Publication number
EP1726077A1
EP1726077A1 EP05733303A EP05733303A EP1726077A1 EP 1726077 A1 EP1726077 A1 EP 1726077A1 EP 05733303 A EP05733303 A EP 05733303A EP 05733303 A EP05733303 A EP 05733303A EP 1726077 A1 EP1726077 A1 EP 1726077A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrically conductive
electronic device
conductive layer
electronic
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05733303A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Peter Feustel
Martin MÄRZ
Ernst Schimanek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Aumovio Microelectronic GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conti Temic Microelectronic GmbH, Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Conti Temic Microelectronic GmbH
Publication of EP1726077A1 publication Critical patent/EP1726077A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection

Definitions

  • Electronic device in particular electrical machine with integrated power electronics
  • the invention relates to an electronic device, in particular an electrical machine with integrated power electronics, according to the preamble of claim 1.
  • An electronic device is known from prior public use.
  • an assembly of electronic components is connected via electrically conductive connections to windings of an electrical machine emerging from a winding head.
  • the electronic assembly is separated from the windings as far as possible in order to avoid thermal stress on the electronic components from the waste heat of the electrical machine, in particular the windings.
  • rails or cables are used, which are fastened to one another by clamps or soldering tags.
  • Such electronic devices have the disadvantage that due to the spatial separation of the electrical machine and the electronic assembly, a compact structure of the electronic device is not possible.
  • the structure is complex and expensive due to the necessary rails or cables and the terminals.
  • the rails or cables also cause EMC problems, so that complex and expensive shielding of signal lines is necessary.
  • the mechatronic integration is becoming increasingly important.
  • the mechatronic integration of electronic assemblies in electrical machines leads to a direct arrangement of the electronic assembly on the electrical machine.
  • the drastic reduction in the spatial distance between the electronic assembly and the electrical machine leads to a very compact structure and significant cost savings as a result of the elimination of plug-in and connecting elements, housing parts and components for electromagnetic filtering.
  • the latter is possible because radiating line connections run largely within a metallic and thus electromagnetically closed structure and thus the EMC behavior of the electronic device is significantly improved.
  • a central problem of mechatronic integration is the incompatible working temperature range of electronic assemblies and electrical machines. While electrical machines, especially their windings, can reach operating temperatures of 250 ° C and more, the thermal limit for electronic assemblies is reached at ambient temperatures of 125 ° C, in exceptional cases at 150 or 175 ° C.
  • the object of the invention is to design a simple and reliable contacting of windings in such a way that thermal decoupling of the winding from the temperature-sensitive electronic assembly is ensured with the smallest possible installation space and thus harmful heat input from the windings to the electronic assembly is avoided ,
  • the temperature of the first electrically conductive layer is only slightly above the temperature of the cooling element, which, for. B. can be 85 to 125 ° C.
  • the first electrically conductive layer is thus thermally decoupled from the electrical machine, so that conventional connection technologies, such as preferably soft soldering, and commercially available sensors can be used for the electronic assembly.
  • the present invention can also be used for a similar task in electromagnetic actuators, such as, for example, solenoids or valve drives, and also for transformer windings which are subjected to extremely high loads.
  • the cooling element comprises a heat-conducting and electrically insulating substrate and a cooling component
  • the cooling component can be both electrically conductive and non-electrically conductive.
  • the substrate can be, for example, a DCB ceramic (direct copper bonding).
  • the substrate can easily be connected to the cooling component via the metallic layer.
  • the substrate has a high thermal conductivity and preferably consists of an aluminum oxide or aluminum nitride ceramic.
  • the DCB ceramic is not an additional component, but rather the support of the electronic components that is necessary anyway.
  • the electronic component according to claim 6 is a commercially available power electronic component, sensor and electronic circuit.
  • the embodiment according to claim 7 enables the use of commercially available current sensors due to the low thermal load.
  • copper is very well suited as a material with its properties. Furthermore, it is provided in the embodiment according to claim 9 that the cooling element is the already existing housing of an electrical machine.
  • a water cooling system according to claim 10 leads to a particularly effective thermal decoupling.
  • any type of tabs, brackets or conductor pieces which are in contact with the winding via solder, screw, spot weld or crimp connections, can serve as connecting pieces for simple connection.
  • FIG. 2 schematically shows a section of the electronic device according to FIG. 1,
  • Fig. 3 is a perspective view of the electronic device of FIG. 1, and
  • FIG. 4 shows a perspective illustration of a further exemplary embodiment of the electronic device according to FIG. 1 with water cooling and a separate connecting piece.
  • FIG. 1 shows a circuit arrangement of an electronic device 1 with three windings 2 connected in a triangle, which are connected via winding wires 3 are each connected to a first electrically conductive layer 4.
  • an electrically conductive connection 5 to an electronic assembly 6 is attached.
  • the electronic assembly 6 comprises six power electronic components 7, which are arranged in the form of a six-pulse bridge circuit.
  • a current sensor 8 is connected in each case to the electrically conductive connections 5 between the electrically conductive layers 4 and the electronic assembly 6 (cf. FIG. 3).
  • FIG. 2 shows a section of the electronic device 1 according to FIG. 1.
  • the winding wire 3 emerging from a winding head 9 is connected to the first electrically conductive layer 4 via a contact point 10.
  • the first electrically conductive layer 4 is attached to a surface on a first side of a heat-conducting and electrically insulating substrate 11.
  • the substrate 11 is in turn connected to a cooling component 13 via a metallic layer 12 on an opposite second side.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the electronic device 1 according to FIG. 1.
  • the heat-conducting and electrically insulating substrate 11 is attached to the cooling component 13 with the second side over the metallic layer 12.
  • the first electrically conductive layer 4 and additionally a second electrically conductive layer 14 are applied to the first side of the substrate 11.
  • the first electrically conductive layer 4 is contacted at the contact point 10 with the winding wire 3. Starting from the second electrically conductive layer 14, the contact is made via the electrically conductive connection 5 to the power electro African component 7.
  • a current sensor 8 is connected in series via two electrically conductive brackets 15.
  • the windings 2 of the electronic device 1 heat up during operation, so that the winding wire 3 reaches a temperature of up to 250 ° C., which does not allow direct contacting of the winding wire 3 with the electronic assembly 6 via the electrically conductive connection 5.
  • the first electrically conductive layer 4 ensures thermal decoupling between the winding wire 3 and the electronic assembly 6 in that the thermal resistance between the first electrically conductive layer 4 and the cooling component 13 is small due to the highly heat-conducting and electrically insulating substrate 11 compared to the thermal resistance of the winding wire 3 between the winding head 9 and the contact point 10 with the first electrically conductive layer 4.
  • the first electrically conductive layer 4 represents a thermal fixed point, the temperature of which is only slightly above the temperature of the cooling component 13. Starting from the first electrically conductive layer 4, contact is made with the power electronic component 7 or the current sensor 8 without any harmful heat being introduced into these components.
  • FIG. 4 Another embodiment of an electronic device is shown in FIG. 4. Components which correspond to those which have already been discussed above in connection with FIGS. 1 to 3 have the same reference symbols and are not explained again in detail.
  • FIG. 4 shows a perspective illustration of a further exemplary embodiment of the electronic device 1 according to FIG. 1 with a water cooling system and a separate connector.
  • the cooling component 13 is applied directly to a water cooling system 16.
  • the winding wire 3 is no longer contacted directly with the first electrically conductive layer 4, but via an electrically conductive, separate connecting piece 17 which is connected to the first electrically conductive layer 4.
  • the water cooling system 16 interacts with the cooling component 13 and ensures effective dissipation of the heat of the cooling component and thus of the first electrically conductive layer 4.
  • the electrically conductive, separate connecting piece 17 makes contacting of the winding wire 3 with the first electrically conductive layer 4 relieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

Bei einem elektronischen Gerät (1), insbesondere einer elektrischen Ma­schine mit integrierter Leistungselektronik, ist zur Erzielung einer einfa­ chen und zuverlässigen Kontaktierung von Wicklungen (2) an die Leis­tungselektronik bei gleichzeitiger thermischer Entkopplung der Wicklung (2) von der Leistungselektronik vorgesehen, dass der Wicklungsdraht (3) einer Wicklung (2) über einen Kontaktpunkt (10) mit einer ersten elekt­risch leitfähigen Schicht (4) verbunden ist, wobei die erste elektrisch leitfä­ hige Schicht (4) auf ein wärmeleitendes und elektrisch isolierendes Kühl­element (11, 13) aufgebracht ist, und die erste elektrisch leitfähige Schicht (4) derart ausgeformt ist, dass der Wärmewiderstand zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (4) und dem Kühlelement (11, 13) klein ge­genüber dem Wärmewiderstand des Wicklungsdrahtes (3) zwischen dem Wickelkopf (9) und dem Kontaktpunkt (10) ist. Von der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (4) aus besteht mindestens eine elektrisch leitfähige Verbindung (5) zu weiteren elektronischen Bauelementen (7, 8).

Description

Elektronisches Gerät, insbesondere elektrische Maschine mit integrierter Leistungselektronik
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät, insbesondere eine elektri- sehe Maschine mit integrierter Leistungselektronik, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein elektronisches Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Dort ist eine Baugruppe aus elektro- nischen Bauelementen über elektrisch leitende Verbindungen mit aus einem Wickelkopf austretenden Wicklungen einer elektrischen Maschine verbunden. Nach dem Stand der Technik ist dabei die elektronische Baugruppe von den Wicklungen möglichst weit getrennt, um eine Temperaturbelastung der elektronischen Bauelemente durch die Abwärme der elektri- sehen Maschine, insbesondere der Wicklungen, zu vermeiden. Zur Verbindung der von der elektronischen Baugruppe räumlich getrennten elektrischen Maschine mit der elektronischen Baugruppe werden Schienen oder Kabel verwendet, die durch Klemmen oder Lötfahnen miteinander befestigt werden.
Derartige elektronische Geräte weisen den Nachteil auf, dass aufgrund der räumlichen Trennung der elektrischen Maschine und der elektronischen Baugruppe kein kompakter Aufbau des elektronischen Gerätes möglich ist. Außerdem ist der Aufbau aufgrund der notwendigen Schienen oder Kabel sowie der Klemmen aufwendig und teuer. Die Schienen oder Kabel verursachen zudem EMV-Probleme, so dass eine aufwendige und teuere Schirmung von Signalleitungen notwendig ist. Im Zusammenhang mit derartigen elektronischen Geräten gewinnt die me- chatronische Integration zunehmend an Bedeutung. Die mechatronische Integration von elektronischen Baugruppen in elektrische Maschinen führt zu einer direkten Anordnung der elektronischen Baugruppe an die elektri- sehe Maschine. Die drastische Reduktion der räumlichen Entfernung zwischen der elektronischen Baugruppe und der elektrischen Maschine führt dabei zu einem sehr kompakten Aufbau und einer deutlichen Kosteneinsparung infolge des Wegfalls von Steck- und Verbindungselementen, von Gehäuseteilen und von Komponenten zur elektromagnetischen Filterung. Letzteres ist möglich, da abstrahlende Leitungsverbindungen weitestge- hend innerhalb einer metallischen und damit elektromagnetisch geschlossenen Struktur verlaufen und somit das EMV- Verhalten des elektronischen Gerätes deutlich verbessert wird.
Ein zentrales Problem der mechatronischen Integration ist jedoch der nicht kompatible Arbeitstemperaturbereich von elektronischen Baugruppen und elektrischen Maschinen. Während elektrische Maschinen, insbesondere deren Wicklungen, Betriebstemperaturen von 250° C und mehr erreichen können, ist die thermische Grenze für elektronische Baugruppen bei Um- gebungstemperaturen von 125° C, in Ausnahmefällen bei 150 bzw. 175° C, erreicht.
Dementsprechend ist ein direktes Verlöten der Wicklungsenden mit den elektronischen Bauelementen nicht möglich. Die Temperatur der Verbin- dungssteile würde die Schmelztemperatur der in elektronischen Baugruppen üblicherweise eingesetzten Weichlote erreichen oder überschreiten. Zudem kann eine Erwärmung zu nahe am Schmelzpunkt erhebliche Zuverlässigkeitsprobleme verursachen. Auch andere Verbindungstechnologien, wie beispielsweise Hartlöten oder Klemmverbindungen, scheiden aus tech- nischen oder wirtschaftlichen Gesichtspunkten aus. Erschwerend kommt hinzu, dass in vielen Anwendungsfallen die Ströme in den Wicklungen messtechnisch erfasst werden müssen und handelsübliche Stromsensoren nur thermisch begrenzt belastbar sind. Eine Anordnung dieser Stromsenso- ren in unmittelbarer Nähe zum Wicklungsdraht oder in die Verbindung zwischen Wicklungsdraht und elektronischer Baugruppe fuhrt aufgrund des Wärmeeintrages von der Wicklung in den Stromsensor zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Stromsensors.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache und zuverlässige Kontaktierung von Wicklungen derart auszuformen, dass bei geringstem Bauraum eine thermische Entkopplung der Wicklung von der temperaturempfindlichen elektronischen Baugruppe sichergestellt ist und somit ein schädlicher Wärmeeintrag von den Wicklungen zu der elektronischen B augruppe vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein elektronisches Gerät mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruches 1. Bei einer derartigen Anordnung liegt die Temperatur der ersten elektrisch leit- fähigen Schicht nur unwesentlich über der Temperatur des Kühlelementes, die z. B. 85 bis 125° C betragen kann. Somit ist die erste elektrisch leitfähige Schicht thermisch von der elektrischen Maschine entkoppelt, so dass für die elektronische Baugruppe herkömmliche Verbindungstechnologien, wie vorzugsweise Weichlötung, und handelsübliche Sensoren eingesetzt werden können. Die vorliegende Erfindung kann auch bei gleichartiger Aufgabenstellung in elektromagnetischen Aktoren, wie beispielsweise Hubmagneten oder Ventilantrieben, und auch bei extrem hochbelasteten Transformatorwicklungen eingesetzt werden. Umfasst bei der Ausführung nach Anspruch 2 das Kühlelement ein wärmeleitendes und elektrisch isolierendes Substrat und ein kühlendes Bauteil, kann das kühlende Bauteil sowohl elektrisch leitfähig als auch nicht elektrisch leitfähig ausgeführt sein. Das Substrat kann beispielsweise eine DCB- Keramik (direct copper bonding) sein.
Das Substrat kann bei der Ausführung nach Anspruch 3 über die metallische Schicht leicht mit dem kühlenden Bauteil verbunden werden.
Weiterhin ist nach Anspruch 4 vorgesehen, dass das Substrat eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist und vorzugsweise aus einer Aluminiumoxidoder Aluminiumnitrid-Keramik besteht.
In der Ausführungsform nach Anspruch 5 ist beispielsweise die DCB- Keramik kein zusätzliches Bauteil, sondern der ohnehin notwendige Träger der elektronischen Bauelemente.
Bei dem elektronischen Bauelement nach Anspruch 6 handelt es sich um handelsübliche leistungselektronische Bauelemente, Sensoren und elektro- nische Schaltungen.
Die Ausführungsform nach Anspruch 7 ermöglicht aufgrund der geringen thermischen Belastung die Verwendung handelsüblicher Stromsensoren.
Als Material ist nach Anspruch 8 Kupfer mit seinen Eigenschaften sehr gut geeignet. Weiterhin ist bei der Ausführung nach Anspruch 9 vorgesehen, dass das Kühlelement das bereits vorhandene Gehäuse einer elektrischen Maschine ist.
Ein Wasserkühlsystem nach Anspruch 10 führt zu einer besonders effektiven thermischen Entkopplung.
In der Ausführung nach Anspruch 11 können zur einfachen Verbindung beliebige Arten von Laschen, Bügeln oder Leiterstücken, die über Löt-, Schraub-, Punktschweiß- oder Krimpverbindungen mit der Wicklung kontaktiert sind, als Verbindungsstücke dienen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung eines elektronischen Gerätes,
Fig. 2 schematisch einen Ausschnitt des elektronischen Gerätes nach Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des elektronischen Gerätes nach Fig. 1, und
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbei- spiels des elektronischen Gerätes nach Fig. 1 mit Wasserkühlung und separatem Verbindungsstück.
Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung eines elektronischen Gerätes 1 mit drei im Dreieck geschalteten Wicklungen 2, die über Wicklungsdrähte 3 mit je einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht 4 verbunden sind. Ausgehend von jeder elektrisch leitfähigen Schicht 4 ist je eine elektrisch leitfähige Verbindung 5 zu einer elektronischen Baugruppe 6 angebracht. Die elektronische Baugruppe 6 umfasst sechs leistungselektronische Bauele- mente 7, die in Form einer sechs-pulsigen Brückenschaltung angeordnet sind. In die elektrisch leitfahigen Verbindungen 5 zwischen die elektrisch leitfähigen Schichten 4 und die elektronische Baugruppe 6 ist jeweils ein Stromsensor 8 geschalten (vgl. Fig. 3).
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt des elektronischen Gerätes 1 nach Fig. 1. Der aus einem Wickelkopf 9 austretende Wicklungsdraht 3 ist über einen Kontaktpunkt 10 mit der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 4 verbunden. Die erste elektrisch leitfähige Schicht 4 ist an einer ersten Seite eines wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Substrates 11 flächig angebracht. Das Substrat 11 ist wiederum über eine metallische Schicht 12 an einer gegenüberliegenden zweiten Seite mit einem kühlenden Bauteil 13 verbunden. Auf der ersten Seite des Substrates 11 ist weiterhin ein leistungselektronisches Bauelement 7 angebracht, das mittels der elektrisch leitfähigen Verbindung 5 mit der ersten elektrisch leitfahigen Schicht 4 kontaktiert ist.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des elektronischen Gerätes 1 nach Fig. 1. Das wärmeleitende und elektrisch isolierende Substrat 11 ist mit der zweiten Seite über die metallische Schicht 12 flächig an das kühlende Bauteil 13 angebracht. Auf der ersten Seite des Substrates 11 ist die erste elektrisch leitfähige Schicht 4 und zusätzlich eine zweite elektrisch leitfahige Schicht 14 angebracht. Die erste elektrisch leitfähige Schicht 4 ist im Kontaktpunkt 10 mit dem Wicklungsdraht 3 kontaktiert. Von der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht 14 ausgehend erfolgt die Kontaktie- rung über die elektrisch leitfähige Verbindung 5 zu dem leistungselektro- nischen Bauelement 7. Zwischen die erste elektrisch leitfähige Schicht 4 und die zweite elektrisch leitfähige Schicht 14 ist über zwei elektrisch leitfähige Bügel 15 ein Stromsensor 8 in Reihe geschalten.
Die Wicklungen 2 des elektronischen Gerätes 1 erhitzen sich bei Betrieb, so dass der Wicklungsdraht 3 eine Temperatur bis zu 250°C erreicht, was eine direkte Kontaktierung des Wicklungsdrahtes 3 über die elektrisch leitfähige Verbindung 5 mit der elektronischen Baugruppe 6 nicht zulässt. Die erste elektrisch leitfähige Schicht 4 stellt eine thermische Entkopplung zwi- sehen dem Wicklungsdraht 3 und der elektronischen Baugruppe 6 dadurch sicher, dass der Wärmewiderstand zwischen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 4 und dem kühlenden Bauteil 13 aufgrund des gut wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Substrates 11 klein ist gegenüber dem Wärmewiderstand des Wicklungsdrahtes 3 zwischen dem Wickelkopf 9 und dem Kontaktpunkt 10 mit der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 4. Die erste elektrisch leitfähige Schicht 4 stellt einen thermischen Fixpunkt dar, dessen Temperatur nur unwesentlich über der Temperatur des kühlenden Bauteils 13 liegt. Von der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 4 ausgehend erfolgt die Kontaktierung zu dem leistungselektronischen Bauele- ment 7 oder dem Stromsensor 8, ohne dass ein schädlicher Wärmeeintrag in diese Bauelemente erfolgt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektronischen Gerätes ist in Fig. 4 dargestellt. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die oben im Zu- sammenhang mit den Fig. 1 bis 3 schon diskutiert wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals im Einzelnen erläutert.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des elektronischen Gerätes 1 nach Fig.1 mit einem Wasserkühl- system und einem separaten Verbindungsstück. Das kühlende Bauteil 13 ist hierbei direkt auf ein Wasserkühlsystem 16 aufgebracht. Die Kontaktierung des Wicklungsdrahtes 3 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel nicht mehr direkt mit der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 4, sondern über ein elektrisch leitfahiges, separates Verbindungsstück 17, das mit der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 4 verbunden ist.
Das Wasserkühlsystem 16 wirkt mit dem kühlenden Bauteil 13 zusammen und sorgt für eine effektive Abführung der Wärme des kühlenden Bauteils und somit der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 4. Durch das elektrisch leitfähige, separate Verbindungsstück 17 wird die Kontaktierung des Wicklungsdrahtes 3 mit der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 4 erleichtert.

Claims

Patentanspriiche
1. Elektronisches Gerät (1), insbesondere elektrische Maschine mit integrierter Leistungselektronik, umfassend - eine elektronische Baugruppe (6) aus mindestens einem elektronischen Bauelement (7, 8) und mindestens eine aus einem Wickelkopf (9) austretende Wicklung (2) mit mindestens einem Wicklungsdraht (3), der mit dem elektronischen Bauelement (7, 8) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsdraht (3) einer Wicklung (2) über einen Kontaktpunkt (10) mit einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht (4) verbunden ist, die erste elektrisch leitfähige Schicht (4) auf ein wärmeleitendes und elektrisch isolierendes Kühlelement (11, 13) aufgebracht ist, die erste elektrisch leitfähige Schicht (4) derart ausgeformt ist, dass der Wärmewiderstand zwischen der ersten elektrisch leitfahigen Schicht (4) und dem Kühlelement (11, 13) klein gegenüber dem Wärmewiderstand des Wicklungsdrahtes (3) zwischen dem Wi- ckelkopf (9) und dem Kontaktpunkt (10) ist, und dass von der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (4) aus mindestens eine elektrisch leitfähige Verbindung (5) zum elektronischen Bauelement (7, 8) besteht.
2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (11, 13) ein wärmeleitendes und elektrisch isolierendes Substrat (11) mit einer ersten und einer gegenüberliegenden zweiten Seite und ein kühlendes Bauteil (13) umfasst, wobei die erste elektrisch leitfähige Schicht (4) mit der ersten Seite des Substrates (11) und das kühlende Bauteil (13) mit der zweiten Seite des Substrates (11) verbunden ist.
3. Elektronisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kühlende Bauteil (13) über eine metallische Schicht (12) an der zweiten Seite des Substrates (11) mit dem Substrat (11) verbunden ist.
4. Elektronisches Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (11) eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist und vorzugsweise aus einer Aluminiumoxid- oder Aluminiumnitrid- Keramik besteht.
5. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (11) Teil des elektronischen Bauele- mentes (7, 8) ist.
6. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem elektronischen Bauelement (7, 8) um leistungselektronische Bauelemente (7) und/oder Sensoren (8) und/oder elektronische Schaltungen handelt.
7. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Kühlelement (11, 13) eine zweite elektrisch leitfahige Schicht (14) aufgebracht ist, von der aus mindestens ei- ne elektrisch leitfähige Verbindung (5) zum elektronischen Bauelement (7, 8) besteht, wobei zwischen die erste (4) und die zweite elektrisch leitfahige Schicht (14) über zwei elektrisch leitfähige Verbindungselemente, insbesondere elektrisch leitfähige Bügel (15), mindestens ein Sensor (8) zur Strommessung in Reihe schaltbar ist.
8. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (4) und die zweite elektrisch leitfähige Schicht (14) aus Kupfer bestehen.
9. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (11, 13) das Gehäuse einer elektrischen Maschine ist.
10. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (11, 13) mit einem Wasserkühlsystem (16) zusammenwirkt.
11. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsdraht (3) der Wicklung (2) über ein elektrisch leitfähiges, separates Verbindungsstück (17) mit der ersten leitfahigen Schicht (4) verbunden ist.
EP05733303A 2004-03-18 2005-03-10 Elektronisches gerät, insbesondere elektrische maschine mit integrierter leistungselektronik Withdrawn EP1726077A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004013267A DE102004013267A1 (de) 2004-03-18 2004-03-18 Elektronisches Gerät, insbesondere elektronische Maschine mit integrierter Leistungselektronik
PCT/DE2005/000432 WO2005091463A1 (de) 2004-03-18 2005-03-10 Elektronisches gerät, insbesondere elektrische maschine mit integrierter leistungselektronik

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1726077A1 true EP1726077A1 (de) 2006-11-29

Family

ID=34964863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05733303A Withdrawn EP1726077A1 (de) 2004-03-18 2005-03-10 Elektronisches gerät, insbesondere elektrische maschine mit integrierter leistungselektronik

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1726077A1 (de)
DE (2) DE102004013267A1 (de)
WO (1) WO2005091463A1 (de)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5491370A (en) * 1994-01-28 1996-02-13 General Motors Corporation Integrated AC machine
JP3346039B2 (ja) * 1994-08-08 2002-11-18 トヨタ自動車株式会社 インバータ一体型電動機
SE513419C2 (sv) * 1996-12-20 2000-09-11 Abb Ab Anordning innefattande en elektrisk maskin med styrutrustning som har kylning

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005091463A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004013267A1 (de) 2005-10-13
DE112005000478D2 (de) 2006-11-16
WO2005091463A1 (de) 2005-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006012429B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE102014109816B4 (de) Leistungshalbleitermodul und System mit mindestens zwei Leistungshalbleitermodulen
DE102013219571B4 (de) Leistungshalbleitermodul mit vertikalem Shunt-Widerstand
EP2478556B1 (de) Elektronische vorrichtung zum schalten von strömen
DE102004025609B4 (de) Anordnung in Schraub- Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
EP2849549B1 (de) Anordnung elektrischer Bauteile und elektrischer Antriebsmotor mit einer solchen Bauteileanordnung
EP1450404A2 (de) Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102017209292B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE10141114C1 (de) Schaltungsanordnung
WO2024056459A1 (de) Halbbrückenmodul
WO2018202509A1 (de) Halbleitermodul
WO2003032390A2 (de) Anordnung mit leistungshalbleiterbauelementen zur leistungssteuerung hoher ströme und anwendung der anordnung
DE102022206302A1 (de) Halbbrückenmodul und verfahren zum montieren eines halbbrückenmoduls
EP4141923A1 (de) Leistungshalbleiterbauteil und verfahren zur herstellung eines leistungshalbleiterbauteils
WO2014146830A1 (de) Leistungsmodul mit mindestens einem leistungsbauelement
DE102005030247B4 (de) Leistungshalbleitermodul mit Verbindungselementen hoher Stromtragfähigkeit
AT515440B1 (de) Elektrische Bauteilanordnung
DE102014221142A1 (de) Modul mit Sinteranbindung
DE102014104013A1 (de) Leistungshalbleiterbauteil
WO2005091463A1 (de) Elektronisches gerät, insbesondere elektrische maschine mit integrierter leistungselektronik
DE102018219957A1 (de) Leistungselektronikanordnung mit einem Temperatursensor
EP4030604A1 (de) Stromrichter mit mindestens zwei leistungshalbleitermodulen
EP1840963A2 (de) Druck kontaktierte Anordnung mit einem Leistungsbauelement, einem Metallformkörper und einer Verbindungseinrichtung
EP1768182A2 (de) Leistungshalbleitermodul mit Überstromschutzeinrichtung
DE10249854B4 (de) Leistungshalbleiter-Baugruppe

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20060729

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR IT SE

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: CONTI TEMIC MICROELECTRONIC GMBH

Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWAN

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR IT SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 20090129

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20131001