ES2248609T3 - Sistema con componentes semiconductores de potencia para el control de potencia de elevadas intesidades y aplicacion del sistema. - Google Patents
Sistema con componentes semiconductores de potencia para el control de potencia de elevadas intesidades y aplicacion del sistema.Info
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Abstract
Sistema con uno o varios componentes semiconductores de potencia (1) para el control de la potencia con elevadas intensidades, sucediendo que - cada componente semiconductor de potencia (1) está fijado sobre una superficie (20) eléctricamente conductora de un cuerpo de soporte (2) común, fijado eléctricamente aislado de la superficie (20) y presentando cada uno al menos dos superficies de conexión (11, 11) eléctricas dispuestas separadas entre sí, sucediendo que - sobre esta superficie (20) del cuerpo de soporte (2), además del o de los componentes semiconductores de potencia (1) y eléctricamente aislado de cada componente semiconductor de potencia (1), están fijadas dos o más barras de corriente (3) separadas entre sí y eléctricamente aisladas entre sí, y - una superficie de conexión eléctrica (11) de cada componente semiconductor de potencia (1) está unida eléctricamente mediante uno o varios puentes eléctricamente (4) conductores con una (3) de las barras de corriente (3) y otra superficie de conexión eléctrica (11) de este componente semiconductor de potencia (1) está unida mediante uno o varios puentes eléctricamente conductores (4) eléctricamente con otra de las barras de corriente (3).
Description
Sistema con componentes semiconductores de
potencia para el control de potencia de elevadas intensidades y
aplicación del sistema.
La invención se refiere a un sistema con uno o
varios componentes semiconductores de potencia para el control de la
potencia con elevadas intensidades.
En la técnica del automóvil se regulan cada vez
más funciones mediante un control electrónico. Así pueden por
ejemplo reunirse en un grupo el motor de arranque y la dinamo. La
alimentación eléctrica de tales sistemas exige unidades de
alimentación de mayores potencias que, debido a sus grandes
potencias de pérdidas térmicas, necesitan una refrigeración activa,
que por ejemplo ofrece el circuito de agua de refrigeración.
La temperatura del agua de refrigeración puede
alcanzar en un caso extremo 125ºC, con lo que para todos los
componentes eléctricos sólo es posible una elevación de temperatura
muy pequeña. Debido a la reducida tensión de la red de a bordo de
sólo 14 -42
V son necesarias intensidades muy grandes y con ello trayectorias cortas hasta los consumidores. Por ello deben alojarse las unidades de control próximas al motor, lo cual significa un entorno caliente y fuertemente sometido a vibraciones.
V son necesarias intensidades muy grandes y con ello trayectorias cortas hasta los consumidores. Por ello deben alojarse las unidades de control próximas al motor, lo cual significa un entorno caliente y fuertemente sometido a vibraciones.
Los sistemas con uno varios componentes
semiconductores de potencia para el control de la potencia con
elevadas intensidades están constituidos usualmente de forma
modular. Los componentes semiconductores de potencia o bien
interruptores semiconductores están montados sobre sustratos, la
mayoría de las veces plaquitas de cerámica metalizadas,
eléctricamente aislados. Estas subunidades están fijadas sobre un
cuerpo de soporte en forma de una placa de base que puede
refrigerarse. Las conducciones de la corriente se llevan mediante
lengüetas metálicas soldadas, contactos elásticos o hilos
entrelazados desde los substratos hacia los pins de conexión en un
bastidor de la carcasa, en definitiva hacia la parte superior de la
carcasa. La alimentación de corriente tiene lugar entonces por
encima de la carcasa mediante barras o una platina. De esta manera,
no se utiliza sobre la placa de base espacio alguno para las barras
de corriente y el tamaño constructivo puede mantenerse pequeño.
Puesto que ahora las piezas de conexión eléctrica
se encuentran en parte bastante por encima de la placa de base,
pueden oscilar fuertemente cuando hay vibraciones y fatigar muy
rápidamente el enlace con el sustrato.
Se conocen también estructuras en las cuales las
conducciones de la corriente para el polo eléctrico positivo
"+" y el polo eléctrico "-" se conducen antiparalelamente
y de forma aislada una sobre otra (ver por ejemplo EP 585578 A1 de
Mitsubishi) o bien adicionalmente directamente sobre sustratos (ver
por ejemplo la patente US nº 5 574 312 de ABB Management AG) para
minimizar la inductividad de la estructura. También se disponen
condensadores de apoyo de baja inductividad sobre la cara libre del
sistema de barras (ver por ejemplo WO 9 504 448 de KAMAN
ELECTROMAGNETICS CORP.) o bien se utiliza un cuerpo de refrigeración
ya como pieza conductora de la corriente (ver por ejemplo EP 443378
A de REHM SCHWEISSTECHNIK GmbH & Co.).
La EP-A-0 427 143
da a conocer sistemas con varios componentes semiconductores de
potencia 20, que están dispuestos sobre una superficie
eléctricamente conductora de un cuerpo de soporte común y que en
cada caso presentan al menos dos superficies de conexión eléctricas
dispuestas separadas entre sí. Los componentes están soldados sobre
la superficie eléctricamente conductora y con ello están en contacto
eléctrico con ella.
Sobre la superficie del cuerpo de soporte del
sistema conocido, además de los componentes semiconductores de
potencia y eléctricamente aisladas de los componentes, están fijadas
varias barras de potencia dispuestas separadamente una de otra. Los
puentes conductores constituyen respectivos enlaces eléctricos entre
las superficies de contacto de los componentes y distintas barras de
corriente.
La invención parte del problema básico de poner a
disposición en general un sistema con uno o varios componentes
semiconductores de potencia para el control de la potencia con
elevadas intensidades que pueda utilizarse de forma duradera en un
entorno fuertemente cargado por vibraciones.
Este problema se resuelve mediante un sistema con
uno o varios componentes semiconductores de potencia para el control
de la potencia con elevadas intensidades, que presenta las
particularidades indicadas en la reivindicación 1.
Según esta solución, en el sistema
correspondiente a la invención con uno o varios componentes
semiconductores de potencia para el control de la potencia con
elevadas intensidades
- -
- cada componente semiconductor de potencia está fijado sobre una superficie eléctricamente conductora de un cuerpo soporte común aislado eléctricamente de la superficie y presenta en cada caso al menos dos superficies de conexión eléctrica dispuestas separadamente entre sí, sucediendo que
- -
- sobre esta superficie del cuerpo de soporte, además del o de los componentes semiconductores de potencia y de forma eléctricamente aislada de cada componente semiconductor de potencia, están fijadas dos o más barras de corriente dispuestas separadamente entre sí y aisladas eléctricamente entre sí, y sucediendo que
- -
- una superficie de conexión eléctrica de cada componente semiconductor de potencia está unida mediante uno o varios puentes eléctricamente conductores eléctricamente con una de las barras de corriente y otra superficie de conexión eléctrica de este componente semiconductor de potencia está unida mediante uno o varios puentes eléctricamente conductores con otra de las barras de corriente.
En el sistema correspondiente a la invención
pueden disponerse, ventajosamente, las barras de corriente, al igual
que los componentes semiconductores eléctricos, inmediatamente sobre
la superficie del cuerpo de soporte y muy juntas entre sí. De esta
manera, ventajosamente, permanecen las vibraciones de las barras de
corriente y componentes semiconductores de potencia uno respecto a
otro tan pequeñas que pueden despreciarse. Además, y debido a la
disposición muy juntas una a otra de las barras de corriente y de
los componentes semiconductores de potencia, pueden utilizarse
ventajosamente puentes eléctricamente conductores cortos, que
presentan unas frecuencias propias que apenas pueden activarse para
la resonancia durante un funcionamiento usual del sistema
correspondiente a la invención en un entorno de fuertes vibraciones.
Por estas razones el sistema correspondiente a la invención es
destacadamente adecuado para su utilización duradera en un entorno
de fuertes vibraciones, en particular en la proximidad de un motor
de accionamiento, por ejemplo de una máquina de combustión de un
vehículo automóvil, que además implica un entorno caliente.
En el sistema correspondiente a la invención, los
semiconductores de potencia no necesitan, ventajosamente, estar
encapsulados, sino que se fijan preferentemente desnudos sobre el
cuerpo de soporte. Sólo el sistema completo debe estar alojado
herméticamente estanco en una carcasa herméticamente estanca.
Perfeccionamientos preferentes y ventajosos del
sistema correspondiente a la invención se deducen de las
reivindicaciones 2 a 23.
Los perfeccionamientos de las reivindicaciones 4
ó 5 con las barras de corriente dispuestas una sobre otra, son
ventajosos para una estructura especialmente compacta
constructivamente del sistema correspondiente a la invención.
Tal como ya se ha indicado, una aplicación
preferente y ventajosa del sistema correspondiente a la invención es
aquélla que se encuentra en el espacio del motor de un vehículo
automóvil, y en particular, pero no exclusivamente allí, la
aplicación para la alimentación eléctrica de un consumidor eléctrico
del vehículo automóvil.
Como consumidor eléctrico del vehículo automóvil
ha de entenderse a modo de ejemplo y entre otros: un generador de
arranque, en particular compuesto por motor de arranque y dinamo, un
amortiguamiento eléctricamente activo, un sistema de conducción
eléctrico, una bomba de agua eléctrica, una bomba de aceite
eléctrica, una instalación de climatización del vehículo, etc.
La invención se explicará más en detalle en la
siguiente descripción en base a los dibujos, a modo de ejemplo. Se
muestra en:
figura 1 una representación en perspectiva de una
forma constructiva a modo de ejemplo del dispositivo correspondiente
a la invención con barras de corriente dispuestas una junto a
otra,
figura 2 una representación en perspectiva de
otra forma constructiva a modo de ejemplo del dispositivo
correspondiente a la invención con varias barras de corriente
dispuestas una sobre otra,
figura 3 una sección vertical a través de una
parte de la forma constructiva correspondiente a la figura 2 a lo
largo de la línea de corte II-II en la figura 2.
En las formas constructivas representadas a modo
de ejemplo en las figuras del sistema correspondiente a la
invención, cada componente semiconductor de potencia 1 está
eléctricamente aislado fijado sobre una superficie 20 de un cuerpo
de soporte 2 común que forma por ejemplo una placa de base.
En la forma constructiva de la figura 1, están
dispuestas por ejemplo seis filas 10 en paralelo entre sí compuestas
en cada caso por cuatro componentes semiconductores de potencia 1
sobre la superficie 20.
En la otra forma constructiva según la figura 2
se han representado, para una mejor visibilidad, por ejemplo sólo
dos componentes semiconductores de potencia 1. La cantidad de
componentes semiconductores de potencia 1 podría ser también en esta
otra forma constructiva superior a dos, por ejemplo de la misma
magnitud que en la forma constructiva de la figura 1 y por ejemplo
presentar la misma disposición que allí.
En general, la cantidad de componentes
semiconductores de potencia 1 puede ser de cualquier número natural,
por lo tanto también de uno, y la cantidad está limitada por arriba
en todo caso por razones técnicas.
Cada componente semiconductor de potencia 1
presenta al menos dos superficies de conexión eléctrica 11, 11
dispuestas separadamente una de otra, de las cuales por ejemplo una
está dispuesta en un lado del correspondiente componente
semiconductor de potencia 1 opuesto a la superficie 20 del cuerpo de
soporte 2 y la otra sobre un lado orientado a la superficie 20 de
este componente semiconductor de potencia 1 y no puede verse
directamente en las figuras 1 y 2.
Sobre la superficie 20 del cuerpo de soporte 2,
en cada una de ambas formas constructivas representadas, están
fijados, además de los componentes semiconductores de potencia 1 y
eléctricamente aisladas de cada componente semiconductor de potencia
1, varias barras de corriente 3 dispuestas separadamente una de
otra.
Igualmente, en cada forma constructiva
representada está una superficie eléctrica de conexión 11 de cada
componente semiconductor de potencia 1 unida eléctricamente mediante
uno o varios puentes eléctricamente conductores 4 con una de las
barras de corriente 3 y la otra superficie de conexión eléctrica 11
de este componente semiconductor de potencia 1 está unida mediante
uno o varios puentes eléctricamente conductores 4 eléctricamente con
otra de las barras de corriente 3.
En particular, en cada una de las formas
constructivas representadas está unida una superficie de conexión
eléctrica 11 de un componente eléctricamente conductor 1
eléctricamente mediante uno o varios puentes eléctricamente
conductores 4 con una barra de corriente 3 asociada a un polo
eléctrico "-", una superficie de conexión eléctrica 11 de otro
componente semiconductor de potencia 1 mediante uno o varios puentes
eléctricamente conductores 4 eléctricamente con otra barra de
corriente 3 asociada a un polo eléctrico "+" opuesto al polo
eléctrico "-", y está unida la otra superficie de conexión
eléctrica 11 de uno de los componentes semiconductores de potencia 1
y la otra superficie de conexión eléctrica 11 del otro componente
semiconductor de potencia 1 eléctricamente mediante uno o varios
puentes eléctricamente conductores 4 con otra barra conductora
3.
Por ejemplo, en las formas constructivas según
laa figuras 1 y 2 el sistema está organizado preferentemente de tal
manera que cada componente semiconductor de potencia 1 está
configurado como un elemento de conexión o control, en el que entre
una de sus superficies de conexión 11 y su otra superficie de
conexión 11 fluye o también no fluye una corriente eléctrica que
depende del estado en cuanto a conexión o control del componente 1,
y porque el componente semiconductor de potencia 1 conectado por una
de las superficies de conexión eléctrica 11 a la barra de corriente
3 asociada al polo "-" y el otro componente semiconductor de
potencia 1 conectado por una de las superficies de conexión
eléctrica 11 a la otra barra de corriente 3 asociada al polo
"+", están conectados o controlados en contraposición entre sí,
es decir, un componente 1 es desconectado o conectado mientras el
otro es conectado o desconectado y viceversa. La otra barra de
corriente 3 conectada con la otra superficie de conexión 11 de cada
uno de estos dos componentes semiconductores de potencia 1, forma en
este caso especialmente una barra de fase de corriente que está
designada en las figuras 1 y 2 adicionalmente con
"\approx".
La forma constructiva de la figura 1 está
configurada por ejemplo de tal manera que todas las barras de
corriente 3 están dispuestas una junto a otra y en paralelo entre sí
sobre la superficie 20 del cuerpo de soporte 2.
Especialmente esta forma constructiva está
organizada de tal manera que
- -
- entre una primera barra de corriente 3 que está situada en la figura 1 más a la derecha, que está asignada al polo "+", y una primera barra de fase de corriente 3 contigua a la misma a la izquierda y designada con "\approx", está dispuesta una primera fila de cuatro componentes semiconductores de potencia 1,
- -
- entre la primera barra de corriente 3 y una primera barra de corriente 3 contigua a la misma y situada a su izquierda, que está asignada al polo "-", está dispuesta una segunda fila 10 de cuatro componentes semiconductores de potencia 1,
- -
- entre la primera barra de corriente 3, que está asignada al polo "-" y una segunda barra de fase de corriente 3 contigua a la misma y situada a su izquierda designada con "\approx", está dispuesta una tercera fila 10 de cuatro componentes semiconductores de potencia 1,
- -
- entre la segunda barra de fase de corriente 3 y una segunda barra de corriente 3 contigua a la misma y situada a su izquierda, que está asignada de nuevo al polo "+", está dispuesta una cuarta fila 10 de cuatro componentes semiconductores de potencia 1,
- -
- entre la segunda barra de corriente 3, que está asignada al polo "+", y una tercera barra de fase de corriente 3 dispuesta contigua a la anterior a su izquierda y designada con el signo "\approx", está dispuesta una quinta fila 10 de cuatro componentes semiconductores de potencia 1, y
- -
- entre la tercera barra de fase de corriente 3 y una segunda barra de corriente 3 contigua a la misma y situada a su izquierda, que está asignada de nuevo al polo "-", está dispuesta una sexta fila 10 de cuatro componentes semiconductores de potencia 1.
En cada caso dos componentes semiconductores de
potencia 1 dispuestos de forma contrapuesta uno a otro de dos filas
contiguas 10, entre las cuales está dispuesta una barra de fase de
corriente 3 caracterizada con "\approx", están asignados uno
a otro y forman un par de componentes semiconductores de potencia 1
conectados entre sí en contraposición en el sentido indicado
anteriormente.
En la figura 1 resaltan dos de tales pares de
componentes semiconductores de potencia 1 asignados uno a otro
porque sus componentes semiconductores de potencia 1 están
representados unidos mediante puentes eléctricamente conductores 4
individuales con las correspondientes barras de corriente 3. Por
ejemplo, un puente conductor 4 une una superficie de conexión
eléctrica 11 orientada hacia la superficie 20 del cuerpo de soporte
2 de cada componente 1 del correspondiente par con una barra de
corriente 3 y otro puente conductor 4 la superficie de conexión
eléctrica 11 opuesta a la superficie 20 con la otra barra de
corriente 3. En una forma constructiva práctica, cada puente
conductor individual 4 está realizado preferentemente mediante en
cada caso varios de tales puentes 4, aproximadamente como está
indicado en la figura 2.
Cada barra de corriente 3 está realizada
ventajosamente mediante una barra de material buen conductor
eléctrico, por ejemplo cobre, que presenta una sección
suficientemente grande para conducir sin problemas la elevada
intensidad de corriente prescrita.
Mientras las barras de fase de corriente 3
caracterizadas con "\approx" están formadas por barras
individuales, es conveniente unir entre sí mediante una barra de
corriente 3 común las barras de corriente 3 asociadas al polo
"+". Ventajosamente, la barra de corriente común 33 es una
placa dispuesta sobre la superficie 20 del cuerpo de soporte 2 de
material buen conductor eléctrico, del que las barras de corriente 3
asociadas al polo "+" resaltan como barras a modo de púas de
peine, formando ventajosamente placa y barras una pieza.
También las barras de corriente 3 asociadas al
polo "-" han de unirse ventajosamente entre sí mediante una
barra de corriente común que, como la barra de corriente 3 asociada
al polo "-", ha de estar eléctricamente aislada de las barras
de corriente asociadas al polo "+" y de la barra de corriente
33 común.
Contrariamente a la forma constructiva de la
figura 1, en la forma constructiva de la figura 2 están dispuestas
las barras 3 una sobre otra y aisladas eléctricamente entre sí sobre
la superficie 20 del cuerpo de soporte 2, y cada una de estas barras
de corriente 3 presenta una superficie de conexión libre 30, que
está unida mediante en particular varios puentes eléctricamente
conductores 4 con una superficie de conexión eléctrica 11 al menos
de un componente semiconductor de potencia 1. Esto permite
ventajosamente una configuración constructivamente compacta del
sistema correspondiente a la invención.
En particular, en esta forma constructiva es
posible disponer cada par de componentes semiconductores de potencia
1 asociados entre sí, los cuales están controlados o conectados en
el sentido anterior en contraposición entre sí, sobre la misma cara
de todas las barras de corriente 3, contrariamente a la forma
constructiva de la figura 1, en la que los componentes
semiconductores de potencia 1 de un par como el indicado están
dispuestas sobre ambas caras de una barra de fase de corriente 3 y
además están flanqueadas por barras de corriente 3 asociadas a polos
distintos entre sí.
En la forma constructiva de la figura 2 y 3 está
dispuesto por ejemplo un par individual de tales pares de
componentes semiconductores de potencia 1 en la cara derecha de las
barras de corriente 3 apiladas. No obstante, están dispuestas, aún
cuando no está representado, ventajosamente en esta cara derecha dos
o más de tales pares de componentes semiconductores de potencia 1
asociados uno a otro a lo largo de las barras de corriente 3
apiladas, dispuestos uno tras otro, y en cada caso conectados de la
misma manera que el par representado en la figura 2 de componentes
semiconductores de potencia 1 a las barras de corriente 3
apiladas.
Además, pueden estar dispuestos tales pares de
componentes semiconductores de potencia 1 asociados uno a otro
también en la cara izquierda opuesta a la cara derecha de las barras
de corriente 3 apiladas, dispuestos uno tras otro y de la misma
manera que el par de componentes semiconductores de potencia 1
representado en la figura 2 conectados a las barras de corriente 3
apiladas.
Por ejemplo, los componentes semiconductores de
potencia 1 del par representado en la figura 2 están conectados de
tal manera a las barras de corriente 3 apiladas,
- -
- que una superficie de conexión eléctrica 11 opuesta a la superficie 20 del cuerpo de soporte 2 de un componente semiconductor de potencia 1 del par está unida eléctricamente mediante varios puentes conductores 4 con la barra de corriente 3 dispuesta por ejemplo inmediatamente sobre la superficie 20 del cuerpo de soporte 2 y asociada al polo "-",
- -
- que una superficie de conexión eléctrica 11 orientada hacia la superficie 20 del cuerpo de soporte 2, del otro componente semiconductor de potencia 1 del par, está unida mediante varios puentes eléctricos 4 con la barra de corriente 3 dispuesta asociada por ejemplo al polo "-" y aislada de esta barra de corriente 3 separada de esta barra de corriente 3 mediante una capa 32 de material eléctrico aislante, asignada al polo "+",
- -
- que la otra superficie de conexión eléctrica 11 orientada hacia la superficie 20 del cuerpo de soporte 2 de uno de los componentes semiconductores de potencia 1 del par, está unida eléctricamente mediante varios puentes eléctricamente conductores 4 con la barra de fase de corriente 3, que está designada con "\approx", dispuesta sobre la barra 3 asociada al polo "+" y separada de esta barra de corriente 3 mediante una capa 32 de material eléctricamente aislante, y
- -
- que la otra superficie de conexión eléctrica 11 opuesta a la superficie 20 del cuerpo de soporte 2 del otro componente semiconductor de potencia 1 del par, está unida mediante varios puentes eléctricamente conductores 4 eléctricamente con esta barra de fase de corriente 3.
Una superficie de conexión libre 30 de una barra
de corriente 3 de las barras de corriente 3 apiladas o bien
dispuestas una sobre otra, está formada por ejemplo mediante una
superficie 300 de una de las barras de corriente 3 que sobresale de
otra barra de corriente 3 dispuesta sobre esta barra de corriente 3,
presentando esta superficie 300 un borde 31 sobre el que se lleva
hacia fuera cada uno de los puentes eléctricamente conductores 4 que
une eléctricamente la superficie de conexión libre 30 de esta
primera barra de corriente 3 con una superficie de conexión
eléctrica 11 de un componente semiconductor de potencia 1.
Lateralmente, junto a las barras de corriente 3
dispuestas una sobre otra, se encuentran eléctricamente aislada
sobre la superficie 20 del cuerpo de soporte 2 y separadamente de
todas las barras de corriente 3, superficies eléctricas de conexión
intermedia 5, cada una de las cuales está unida eléctricamente con
una superficie de conexión 11 de uno o varios componentes
semiconductores de potencia 1 y mediante en cada caso varios puentes
eléctricamente conductores 4 en cada caso eléctricamente con una
barra de corriente 3.
En la forma constructiva según las figuras 2 y 3,
está prevista por ejemplo para cada componente semiconductor de
potencia 1 en cada caso una superficie de conexión intermedia 5, que
con la superficie 20 de la superficie de conexión 11 orientada hacia
el cuerpo de soporte 2 de este componente semiconductor de potencia
1 se encuentra directamente en contacto eléctrico y está fijada al
mismo.
También existe en la forma constructiva de las
figuras 2 y 3 por ejemplo una superficie de conexión intermedia 5,
que está aislada eléctricamente de las superficies de conexión 11 de
los componentes semiconductores de potencia 1, que no obstante y
mediante varios puentes eléctricamente conductores 40 está unida
eléctricamente con la superficie de conexión 11 opuesta a la
superficie 20 del cuerpo de soporte 2 de un componente semiconductor
de potencia 1.
Especialmente, la forma constructiva de las
figuras 2 y 3 está configurada de tal manera que
- -
- cada uno de ambos componentes semiconductores de potencia 1 asociados uno a otro, está dispuesto en cada caso sobre una superficie intermedia de conexión eléctrica 5 asociada en cada caso a uno de estos componentes semiconductores de potencia 1, con lo que la superficie de conexión 11 orientada a la superficie 20 del cuerpo de soporte 2 de este componente semiconductor de potencia 1 y esta superficie de conexión intermedia 5 asignada están en contacto eléctrico directamente entre sí.
- -
- una superficie de conexión intermedia 5 asociada a un componente semiconductor de potencia 1, está unida eléctricamente mediante preferentemente varios puentes eléctricamente conductores 4 con una barra de corriente 3 asociada a un polo eléctrico, por ejemplo el polo "+",
- -
- la superficie de conexión opuesta a la superficie 20 del cuerpo de soporte 2 de este componente semiconductor de potencia 1 está unida eléctricamente mediante preferentemente varios puentes intermedios eléctricamente conductores 40 con las superficies de conexión intermedia 5 asociadas al otro componente semiconductor de potencia 1, que a su vez mediante preferentemente varios puentes eléctricamente conductores 4 está unida eléctricamente con la barra de fase de corriente 3 caracterizada con "\approx", y
- -
- la superficie de conexión eléctrica 11 opuesta a la superficie 20 del cuerpo de soporte 2 del otro componente semiconductor de potencia 1 está unida eléctricamente mediante preferentemente varios puentes eléctricamente conductores intermedios 40 con una superficie de conexión intermedia 5 eléctricamente aislada de las superficies de conexión 11 de los componentes semiconductores de potencia 1, la cual, mediante preferentemente varios puentes eléctricamente conductores 4, está unida eléctricamente con la barra de corriente 3 asociada al otro polo eléctrico, en el ejemplo el polo "-".
Cada superficie de conexión intermedia 5
presenta, preferentemente, un borde 51 mediante el cual son llevados
hacia fuera todos los puentes eléctricamente conductores 4 ó 40
conectados a esta superficie de conexión intermedia 5.
Tales superficies de conexión intermedia
eléctrica 5 pueden, aún cuando no se ha representado, estar
previstas al igual que en la forma constructiva de la figura 1. Por
ejemplo, pueden estar dispuestos allí los componentes
semiconductores de potencia 1 de una o de cada fila 10 sobre una
superficie de conexión intermedia común 5 de tal manera que una
superficie de conexión 11 orientada hacia la superficie 20 del
cuerpo de soporte 2 de cada componente semiconductor de potencia 1
se encuentre en contacto eléctrico directo con esta superficie de
conexión intermedia común 5, y la superficie de conexión intermedia
5 puede estar unida mediante uno o varios puentes eléctricamente
conductores 4 con una de ambas barras de corriente 3 entre las que
está dispuesta esta fila 10.
También puede estar dispuesta por ejemplo entre
una barra de corriente 3 y una fila contigua 10 de componentes
semiconductores de potencia 1 una superficie de conexión eléctrica
intermedia 5 eléctricamente aislada de las superficies de conexión
eléctricas 11 de los componentes semiconductores de potencia 1, que
puede estar unida eléctricamente por un lado mediante uno o varios
puentes eléctricamente conductores 4 con esta barra de corriente 3 y
por otro lado mediante en cada caso uno o varios puentes
eléctricamente conductores intermedios con en cada caso una de las
superficies de conexión 11 de un componente semiconductor de
potencia 1 opuestas a la superficie 20 del cuerpo de soporte 2.
La superficie 20 del cuerpo de soporte 2 es,
ventajosamente, eléctricamente conductora, y cada componente
semiconductor de potencia 1 y cada superficie de conexión eléctrica
intermedia 5 está, tal como se muestra en la figura 2, aislado
eléctricamente de esta superficie 20 mediante una capa 6 de material
aislante eléctrico sobre la superficie eléctricamente conductora 20
del cuerpo de soporte 2. La capa 6 puede ser por ejemplo un sustrato
cerámico DCB.
En la forma constructiva según las figuras 2 y 3
están fijados por ejemplo todos los componentes semiconductores de
potencia 1 y todas las superficies de conexión intermedia 5 a una
capa común 6 de material eléctricamente aislante 5. También en la
forma constructiva de la figura 1 están fijados, aún cuando no se ha
representado expresamente, los componentes semiconductores de
potencia 1 de cada fila 10 y las superficies de conexión intermedia
5 que pueden existir en esta fila 10, a una capa común 6 de material
eléctricamente aislante.
La superficie eléctricamente conductora 20 del
cuerpo de soporte 2 está asociada ventajosamente a un polo
eléctrico, y una barra de corriente 3 asociada a este polo eléctrico
está unida ventajosamente directamente con esta superficie 20,
pudiendo estar definida la barra de corriente 3 unida directamente
con la superficie 20 mediante esta propia superficie 20.
En la forma constructiva según las figuras 2 y 3,
está asociada por ejemplo la superficie 20 eléctricamente conductora
del cuerpo de soporte 2 al polo "-", y la barra conductora 3
más inferior asignada a este polo "-" está fijada directamente
sobre la superficie eléctricamente conductora 20 del cuerpo de
soporte 2, pudiendo estar también formadas mediante la propia
superficie eléctricamente conductora 20 del cuerpo de soporte 2.
En la forma constructiva de la figura 1 se supone
igualmente por ejemplo que la superficie eléctricamente conductora
20 del cuerpo de soporte 2 está asociada al polo "-", y que
cada barra de corriente 3 asociada a este polo "-" está fijada
directamente sobre la superficie eléctricamente conductora 20 del
cuerpo de soporte 2 o bien incluso está formada mediante la propia
superficie eléctricamente conductora 20 citada del cuerpo de soporte
2. Las otras barras conductoras 3 separadas eléctricamente de las
barras conductoras 3 asociadas al polo "-" y separadas
eléctricamente entre sí, es decir, las barras de corriente 3
asociadas al polo "+" y las barras de fase de corriente 3
caracterizadas mediante el signo "\approx", deben estar
aisladas eléctricamente de la superficie eléctricamente conductora
20 del cuerpo de soporte 3, por ejemplo en cada caso mediante una
capa de material eléctricamente aislante, tal como queda establecido
en la forma constructiva de las figuras 2 y 3 mediante una capa como
la indicada 32.
Una barra de corriente individual 3 puede estar
compuesta ventajosamente, incluso para elevadas corrientes de
cientos de amperios en por ejemplo un entorno fuertemente vibrante y
caliente hasta 165ºC, por una chapa delgada, cuando está
establecida la refrigeración.
Sobre la superficie 20 del cuerpo de soporte 2
está fijada una platina 7 de material eléctricamente aislante, sobre
la que están fijados al menos un circuito activador 8 y una o varias
superficies de conexión eléctricas 71, estando unida cada superficie
de conexión 71 de la platina 7 mediante al menos un puente
eléctricamente conductor 41 con una superficie de conexión 12 de un
componente semiconductor de potencia 1, que ventajosamente es una
superficie de conexión de control de este componente 1.
En la figura 1 están dispuestas tres platinas 7
una junto a otra, por ejemplo sobre una barra de corriente común 33,
a las cuales está asociada en cada caso una barra de fase de
corriente 3 caracterizada con "\approx". Sólo sobre la
platina central 7 está representado para mayor clarificación el
circuito impulsor 8 de esta platina 7.
Aún cuando no se ha representado, existe en
realidad también sobre las otras dos platinas 7 un circuito impulsor
como el indicado. Tampoco se han representado en la figura 1 las
correspondientes superficies de conexión que existen sobre cada
platina 7 y que corresponden a las superficies de conexión 71 de la
platina 7 en la figura 2 y las superficies de conexión que existen
sobre cada componente semiconductor de potencia 1 y que se
corresponden con las superficies de conexión 12 de la figura 2, por
razones de simplicidad.
Una de estas superficies de conexión de cada
platina 7 de la figura 1, está unida eléctricamente mediante un
puente conductor eléctrico 41 con la superficie de conexión que
corresponde a esta superficie de conexión del primer componente
semiconductor de potencia 1 de la fila 10 por un lado de la barra de
fase de corriente 3 a la que pertenece esta platina 7, y la otra
superficie de conexión de esta platina 7 está unida eléctricamente
mediante un puente eléctricamente conductor 41 con la superficie de
conexión correspondiente a esta superficie de conexión del primer
componente semiconductor de potencia 1 de la fila 10 del otro lado
de esta barra de fase de corriente 3. En cada par de tales filas 10
están unidas eléctricamente las superficies de conexión que se
corresponden entre sí del componente semiconductor de potencia
contiguo 1 mediante respectivos puentes eléctricos 41, de los cuales
en las figuras sólo se ha representado uno. En cada par de tales
filas 10 se conectan y controlan por ejemplo todos los componentes
semiconductores de potencia 1 de una fila 10 en contraposición a
todos los componentes semiconductores de potencia 1 de la otra fila
10 y viceversa.
Un puente eléctricamente conductor 4, 40 y/o 41
puede estar compuesto por un hilo entrelazado de una bandita en
particular soldada o por un puente de soldadura. Cuando se utilizan
hilos entrelazados o banditas para los puentes conductores 4, 40, se
recomienda, debido a la pequeña sección para la conexión eléctrica
de potencia a otra superficie de conexión individual 11 de un
componente semiconductor de potencia 1 con una superficie de
conexión intermedia 5 o una barra de corriente 3, al igual que para
la conexión de potencia eléctrica de una superficie de conexión
intermedia 5 individual a una barra de corriente 3, utilizar dos o
varios de tales hilos o banditas, tal como se ha representado en la
figura 2. Un puente de soldadura puede, por el contrario, estar
realizado con una sección muy grande, con lo que puede generarse una
conexión eléctrica de potencia con un puente de soldadura individual
como el indicado.
Para la refrigeración del sistema, el cuerpo de
soporte 2 está acoplado con un sumidero de calor 9, que
ventajosamente presenta un cuerpo de refrigeración 90, que está
unido bajo la superficie 20 del cuerpo de soporte 2 térmicamente con
el cuerpo de soporte 2. El cuerpo de refrigeración 90 está integrado
ventajosamente en el cuerpo de soporte 2.
En un sistema correspondiente a la invención a
modo de ejemplo dispuesto en las proximidades de una máquina de
combustión interna caliente y que vibra fuertemente, están
aprisionadas conjuntamente una barra conductora 3 y una superficie
20' del cuerpo de soporte 2 opuesta a la superficie 20 del cuerpo de
soporte 2, mediante un equipo de apriete 100 que abarca el cuerpo de
soporte 2 que está compuesto por material eléctricamente conductor,
a través del que puede conducirse la corriente hacia o desde la
barra de corriente 3.
Además, en la superficie 20' del cuerpo de
soporte 2 opuesta a la superficie 20 del cuerpo de soporte 2, está
dispuesto un condensador 110 con dos electrodos 111 y 112 aislados
entre sí mediante n dieléctrico 113, de los cuales un electrodo 111
está asociado a uno de ambos polos eléctricos opuestos entre sí, en
las formas constructivas representadas en las figuras, por ejemplo
el polo "-" y que está en contacto superficial con la
superficie 20' del cuerpo de soporte 2 opuesta a la superficie 20 y
el otro electrodo 112 está asociado al otro polo eléctrico
"+".
Un electrodo 111 del condensador 110 que se
encuentra en contacto superficial con la superficie 20' del cuerpo
de soporte 2 opuesta a la superficie 20 y que por ejemplo está
asociado al polo eléctrico "-", está unido de forma
eléctricamente conductora con una barra de corriente 3, que está
asociada a este polo eléctrico "-", estando unido
eléctricamente el otro electrodo 112 del condensador 110 con una
barra de corriente 3, que está asociada al otro polo eléctrico
"+".
Una aplicación preferente y ventajosa del sistema
correspondiente a la invención es la que existe en el espacio del
motor de un vehículo automóvil y especialmente allí la aplicación
para la alimentación eléctrica de un consumidor eléctrico del
vehículo automóvil, entendiéndose bajo consumidores, entre otros,
los equipos ya antes citados de un vehículo automóvil.
En un perfeccionamiento preferente para tal
invención del sistema correspondiente a la invención, están
constituidos una o varias capas eléctricamente aislantes 6 con los
componentes semiconductores de potencia 1 fijados sobre las mismas,
sobre la superficie 20 del cuerpo de soporte 2 configurado en forma
de una placa de suelo. Por ejemplo, se utiliza una capa 6 de
material eléctricamente aislante, cuyas superficies planas opuestas
entre sí están recubiertas de metal, apoyándose esta capa 6 con una
de las caras planas recubiertas de metal de forma plana sobre la
superficie eléctricamente conductora 20 del cuerpo de soporte 2 y
estando soldada a esta superficie 20, mientras que por la otra cara
plana recubierta de metal opuesta a la superficie 20 de esta capa 6
están soldados fijamente, apoyándose de manera plana, uno o varios
componentes semiconductores de potencia 1 con respectivas
superficies de conexión 11, y estando estructurados en el
recubrimiento metálico de esta otra cara plana canales separadores
para la formación de superficies intermedias de conexión 5.
El cuerpo de soporte 2 puede también incluir ya
el cuerpo de refrigeración integrado 20, que contiene canales 91
para conducir un elemento de refrigeración. El cuerpo de soporte
está compuesto por ejemplo por metal y es eléctricamente conductor.
El mismo puede utilizarse adicionalmente como polo "-". Las
barras de corriente 3 en forma de chapas delgadas, están pegadas
directamente junto al o a los sustratos 6 de forma aislada sobre la
superficie 20 del cuerpo de soporte 2, o soldadas abajo con la barra
de corriente 3 para el polo "-". La toma de contacto con el o
los sustratos en forma de capas eléctricamente aislantes 6, tiene
lugar mediante múltiples puentes conductores cortos 4 en forma de
hilos entrelazados, banditas soldadas o puentes de soldadura. Los
circuitos de activación 8 para los componentes semiconductores de
potencia son ventajosamente MOSFETs y pueden integrarse igualmente,
junto a las capas eléctricamente aislantes 6, sobre el cuerpo de
soporte 2.
El condensador 110 que constituye un condensador
de apoyo desarrolla, debido a las elevadas corrientes de rizado,
pérdidas no despreciables, que han de ser evacuadas debido a la muy
elevada temperatura ambiental que ya existe. Para ello, el
condensador 110 está ventajosamente en contacto térmico con la parte
posterior del cuerpo de refrigeración 90, por ejemplo mediante
pegado o presionado con un electrodo 112 que ha de utilizarse como
polo +, en el que en la forma constructiva de las figuras 2 y 3 se
apoya en toda su superficie una capa 60 de material eléctricamente
conductor, que con un borde 61 se apoya en una capa 34 de material
eléctricamente aislante, que además del electrodo 111 asignado al
polo "-" del condensador 110, está alojado sobre la superficie
20' del cuerpo de soporte 2 opuesta a la superficie 20 y orientada
hacia el condensador 110.
El electrodo 111 para el polo "-" del
condensador 110 está en contacto superficial directo con la
superficie 20' del cuerpo de soporte 2 orientada hacia el
condensador 110. Se realiza una unión eléctricamente conductora con
una barra de corriente 3 asociada al polo "+" y a un terminal
de cable 103 de un cable de conexión mediante un equipo de apriete
100, que por ejemplo para la conexión al polo "+" puede
presentar por ejemplo un tornillo de apriete 101 eléctricamente
aislado con una manija 102 de material eléctricamente aislante para
un acceso a mano, eléctricamente conductor y eléctricamente aislado
del electrodo 111 del condensador 110 del cuerpo de soporte 2 y
asignado al polo "-", que abarca el cuerpo de soporte 2 con el
cuerpo de refrigeración 90 y que oprime el condensador 110 a través
de la tapa 60 contra el cuerpo de soporte 2.
Un equipo de apriete 100 puede estar configurado
en la forma constructiva según las figuras 2 y 3 también como en la
forma constructiva de la figura 1. En esta forma constructiva
presenta el equipo de apriete 100 varias abrazaderas 101, cada una
de las cuales abarca el cuerpo de soporte 2 y el condensador 110
desde una de las superficies 20 del cuerpo de soporte 2 hasta el
electrodo 112 del condensador 110 asociado al polo "+". Una
abrazadera 101 asociada al polo "+" es eléctricamente
conductora, contacta con el electrodo 112 del condensador 110
asociado a este polo "+" y una barra de corriente 3 asociada a
este polo "+" o bien la barra de corriente común 33 y está
eléctricamente aislada del cuerpo de soporte 2 y del electrodo 111
del condensador 110 asociado al polo "-". Por ejemplo, se
prevén dos de estas abrazaderas 101 eléctricamente conductoras.
Todas las demás abrazaderas 101 sirven
esencialmente sólo para la fijación mecánica entre sí de los cuerpos
de soporte 2 y del condensador 110 y abarcan en cada caso el cuerpo
de soporte 2 y el condensador 110 desde una de sus superficies 20
del cuerpo de soporte 2 hasta el electrodo 112 del condensador 110
asignado al polo "+". Si una abrazadera mecánica 101 como la
indicada es eléctricamente conductora, debe estar la misma aislada
eléctricamente del electrodo 112 del condensador asociado al polo
"+".
En la figura 1 existen barras adicionales de
corriente 330 en forma de bandas de chapa, cada una de las cuales
adicionalmente une eléctricamente entre sí el electrodo 112 del
condensador 110 asignado al polo "+" y la barra de corriente 3
asociada a este polo "+", en particular a través de la barra de
corriente común 33 y contribuye a otra mejora adicional de la
conductividad eléctrica entre el electrodo 112 del condensador 110 y
una barra de corriente 3 asociada al polo "+".
El condensador 110 está configurado por ejemplo
ventajosamente de manera que cada electrodo 111 y 112 está compuesto
por una placa o lámina metálica 111' y 112' respectivamente, desde
la cual salen perpendicularmente laminillas 114 de metal con forma
de dientes de peine, delgadas con forma superficial y paralelas
entre sí, de las cuales algunas pueden verse en la figura 3 en una
abertura 116 en realidad no existente en una pared exterior 115 del
condensador 110 en sección y que se encuentran perpendiculares al
plano del dibujo de la figura 3. Ambas placas 111' y 112' están
reunidas de tal manera que a excepción de una laminilla de un
extremo de cada placa, cada laminilla de una placa está dispuesta
entre dos laminillas de la otra placa y separadas de estas dos
laminillas mediante el dieléctrico 113.
La toma de corriente tiene lugar en las formas
constructivas representadas mediante las barras de fase de corriente
3 designadas con "\approx". El polo "-" se encuentra
ventajosamente a masa, el polo "+" por ejemplo a 6 V, 12 V ó 42
V.
Puede existir la reserva de que todas las partes
que contienen agua y que salen del cuerpo de soporte 2 tienden a
oscilar cuando hay vibraciones. Esto da lugar, especialmente a las
elevadas temperaturas que son de esperar, a una fatiga muy rápida en
los puntos de enlace. Debido a las corrientes que se necesitan de
muchos cientos de amperios, deberían estar realizadas las acometidas
de corriente con un diámetro muy grande, para que no se
sobrecalienten en el entorno caliente. Mediante pegado sobre el
cuerpo de soporte 2 refrigerado, pueden evacuarse las pérdidas de
potencia, con lo que también son suficientes chapas delgadas como
barras de corriente 3. Puesto que las barras 3, al igual que las
capas 6 de material aislante, están dispuestas directamente sobre el
cuerpo de soporte 2 y herméticamente una junto a otra, permanecen
las vibraciones de la una respecto a la otra especialmente pequeñas.
Los cortos puentes conductores 4, 40, 41 tienen tales frecuencias
propias que apenas puedan ser excitados hasta la resonancia.
Mediante un equipo de apriete 100 con conexiones en forma de
lengüetas eléctricamente conductoras 101 en el cuerpo de soporte con
el cuerpo de refrigeración 90, queda asegurado adicionalmente que
los gruesos cables de conexión no puedan desprenderse de las barras
de corriente 3 pegadas.
Claims (25)
1. Sistema con uno o varios componentes
semiconductores de potencia (1) para el control de la potencia con
elevadas intensidades, sucediendo que
- -
- cada componente semiconductor de potencia (1) está fijado sobre una superficie (20) eléctricamente conductora de un cuerpo de soporte (2) común, fijado eléctricamente aislado de la superficie (20) y presentando cada uno al menos dos superficies de conexión (11, 11) eléctricas dispuestas separadas entre sí, sucediendo que
- -
- sobre esta superficie (20) del cuerpo de soporte (2), además del o de los componentes semiconductores de potencia (1) y eléctricamente aislado de cada componente semiconductor de potencia (1), están fijadas dos o más barras de corriente (3) separadas entre sí y eléctricamente aisladas entre sí, y
- -
- una superficie de conexión eléctrica (11) de cada componente semiconductor de potencia (1) está unida eléctricamente mediante uno o varios puentes eléctricamente (4) conductores con una (3) de las barras de corriente (3) y otra superficie de conexión eléctrica (11) de este componente semiconductor de potencia (1) está unida mediante uno o varios puentes eléctricamente conductores (4) eléctricamente con otra de las barras de corriente (3).
2. Sistema según la reivindicación 1, en el
cual
- -
- una superficie de conexión eléctrica (11) de un componente semiconductor de potencia (1) está unida eléctricamente mediante uno o varios puentes eléctricamente conductores (4) con una barra de corriente (3) asociada a un polo eléctrico (-, +),
- -
- una superficie de conexión eléctrica (11) de otro componente semiconductor de potencia (1) está unida eléctricamente mediante uno o varios puentes eléctricamente conductores (4) con otra barra de corriente (3) asociada al otro polo eléctrico (+, -) opuesto al primer polo eléctrico (-, +), y
- -
- la otra superficie de conexión eléctrica (11) de uno de los componentes semiconductores de potencia (1) y la otra superficie de conexión eléctrica (11) del otro componente semiconductor de potencia (1) están unidos eléctricamente mediante uno o varios puentes eléctricamente conductores (4) con otra barra de corriente (3).
3. Sistema según la reivindicación 1, ó 2, en el
que
dos o más barras de corriente (3) están
dispuestas una junto a otra sobre la superficie (20) del cuerpo de
soporte (2).
4. Sistema según una de las reivindicaciones
precedentes, estando dispuestas dos o más barras de corriente (3)
una sobre otra y eléctricamente aisladas entre sí sobre la
superficie (20) del cuerpo de soporte (2) y presentando cada una de
estas barras de corriente (3) una superficie libre de conexión (30),
que está unida mediante uno o varios puentes eléctricamente
conductores (4) con una superficie de conexión eléctrica (11) de al
menos un componente semiconductor de potencia (1).
5. Sistema según la reivindicación 4, estando
formada una superficie libre de conexión (30) de una barra de
corriente (3) de las barras de corriente (3) dispuestas una sobre
otra por una superficie (300) de la primera barra de corriente (3)
que sobresale de la otra barra de corriente (3) dispuesta sobre la
primera barra de corriente (3), presentando esta superficie (300) un
borde (31) a través del cual cada puente eléctricamente conductor
(4), que une eléctricamente la superficie de conexión libre (30) de
esta primera barra de corriente (3) con una superficie de conexión
eléctrica (11) de un componente semiconductor de potencia (1), es
llevado hacia afuera.
6. Sistema según una de las reivindicaciones
precedentes, estando dispuesta lateralmente junto a una barra
colectora (3) eléctricamente aislado sobre la superficie (20) del
cuerpo de soporte (2) y separadamente de cada barra de corriente (3)
al menos una superficie de conexión eléctrica intermedia (5), que
está unida eléctricamente con una superficie de conexión (11) de uno
o varios componentes semiconductores de potencia (1) y mediante uno
o varios puentes eléctricamente conductores (4) eléctricamente con
una barra de corriente (3).
7. Sistema según la reivindicación 6, estando en
contacto eléctrico directamente entre sí una superficie de conexión
intermedia (5) y una superficie de conexión (11) de un componente
semiconductor de potencia (1) y estando fijados uno a otro.
8. Sistema según la reivindicación 6 ó 7, estando
aislados eléctricamente entre sí una superficie de conexión
intermedia (5) y una superficie de conexión (11) de un componente
semiconductor de potencia (1) y estando unidos eléctricamente entre
sí mediante uno o varios puentes eléctricamente conductores
(40).
9. Sistema según una de las reivindicaciones 6 a
8, presentando una superficie de conexión intermedia (5) un borde
(51) a través del cual se lleva hacia fuera cada uno de los puentes
eléctricamente conductores (4, 40) conectados a esta superficie de
conexión intermedia (5).
10. Sistema según una de las reivindicaciones 6 -
8,
- -
- siendo conductora eléctricamente la superficie (20) del cuerpo de soporte (2), y
- -
- estando aislado eléctricamente cada componente semiconductor de potencia (1) y cada superficie de conexión intermedia eléctrica (5) mediante una capa (6) de material eléctricamente aislante sobre la superficie (20) eléctricamente conductora del cuerpo de soporte (2) de esta superficie (20).
11. Sistema según la reivindicación 10, estando
fijados dos o varios componentes semiconductores de potencia (1) y/o
una o varias superficies de conexión intermedia (5) a una capa común
(6) de material eléctricamente aislante.
12. Sistema según la reivindicación 10 u 11,
- estando asociada la superficie eléctricamente
conductora (20) del cuerpo de soporte (2) a un polo eléctrico (-, +)
y
- estando unida una barra de corriente (3)
asignada a este polo eléctrico (-; +) directamente con esta
superficie.
13. Sistema según la reivindicación 12, estando
definida la barra de corriente (3) unida directamente con la
superficie (20) mediante esta propia superficie (20).
14. Sistema según una de las reivindicaciones
precedentes, estando fijadas sobre la superficie (20) del cuerpo de
soporte (2) una platina (7) de un material eléctricamente aislante
sobre la que están fijados al menos un circuito de activación (8) y
una o varias superficies eléctricas de conexión (71), estando unida
cada superficie de conexión (71) a la platina (7) mediante al menos
un puente eléctricamente conductor (41) con una superficie de
conexión eléctrica (12) de un componente semiconductor de potencia
(1).
15. Sistema según una de las reivindicaciones
precedentes, estando compuesto un puente eléctricamente conductor
(4, 40, 41) por un hilo entralazado.
16. Sistema según una de las reivindicaciones
precedentes, estando compuesto un puente eléctricamente conductor
(4, 40, 41) por una bandita.
17. Sistema según una de las reivindicaciones
precedentes, estando compuesto un puente eléctricamente conductor
(4, 40, 41) por un puente de soldadura.
18. Sistema según una de las reivindicaciones
precedentes, estando acoplado el cuerpo de soporte (2) a un sumidero
de calor (9).
19. Sistema según la reivindicación 18,
presentando el sumidero de calor (9) un cuerpo de refrigeración (90)
que está unido térmicamente por debajo de la superficie (20) del
cuerpo de soporte (2) con el cuerpo de soporte (2).
20. Sistema según la reivindicación 19, donde el
cuerpo de refrigeración (90) está integrado en el cuerpo de soporte
(2).
21. Sistema según una de las reivindicaciones
precedentes, estando apretada una barra de corriente (3) y una
superficie (20') del cuerpo de soporte (2) opuesta a la superficie
(20) del cuerpo de soporte (2) mediante un dispositivo de apriete
(100) que abarca el cuerpo de soporte (2) de material eléctricamente
conductor, a través del cual puede conducirse la corriente hacia o
desde la barra de corriente (3).
22. Sistema según una de las reivindicaciones
precedentes, estando dispuesto en una superficie (20') del cuerpo de
soporte (2) opuesta a la superficie (20) del cuerpo de soporte (2)
un condensador (110) con dos electrodos (111, 112) aislados entre sí
mediante un dieléctrico (113), de los cuales un electrodo (111) está
asociado a uno de ambos polos eléctricos (-, +) opuestos entre sí y
en contacto plano con la superficie (20') del cuerpo de soporte (2)
opuesta a la superficie (20), y estando asignado el otro electrodo
(112) al otro polo eléctrico (+, -).
23. Sistema según la reivindicación 22, estando
unido un electrodo (111) del condensador (110) que se encuentra en
contacto superficial con la superficie (20') del cuerpo de soporte
(2) opuesta a la primera superficie (20) y asignada a uno de los
polos eléctricos (-, +) del condensador (110) de forma
eléctricamente conductora con una barra de corriente (3), que está
asignada a este polo eléctrico (-; +) y estando asociado el otro
electrodo (112) del condensador (110) de forma eléctricamente
conductora con una barra de corriente (3) que está asociada al otro
polo eléctrico (+; -).
24. Aplicación de un sistema según una de las
reivindicaciones precedentes en el espacio del motor de un vehículo
automóvil.
25. Aplicación de un sistema según una de las
reivindicaciones 1 a 24, en particular aplicación según la
reivindicación 26, para la alimentación eléctrica de un consumidor
eléctrico de un vehículo automóvil.
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| US7573107B2 (en) * | 2004-09-23 | 2009-08-11 | International Rectifier Corporation | Power module |
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| CN104682673B (zh) * | 2013-11-29 | 2018-06-01 | 中车大连电力牵引研发中心有限公司 | 轻轨车辆牵引变流器模块及轻轨车辆牵引变流器 |
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| US9842718B1 (en) | 2016-06-10 | 2017-12-12 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Fuse array for vehicle electrical system having multiple discrete circuits |
| FR3091141B1 (fr) * | 2018-12-21 | 2021-06-25 | Valeo Siemens Eautomotive France Sas | Ensemble électrique d’une barre de connexion électrique et d’un module de refroidissement |
| US11682606B2 (en) * | 2019-02-07 | 2023-06-20 | Ford Global Technologies, Llc | Semiconductor with integrated electrically conductive cooling channels |
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| FR3105716B1 (fr) | 2019-12-18 | 2022-07-01 | Valeo Siemens Eautomotive France Sas | Équipement électrique comprenant une barre de connexion électrique refroidie par deux faces d’un dissipateur thermique |
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| DE4327895A1 (de) | 1993-08-19 | 1995-02-23 | Abb Management Ag | Stromrichtermodul |
| US5473190A (en) * | 1993-12-14 | 1995-12-05 | Intel Corporation | Tab tape |
| DE4421319A1 (de) * | 1994-06-17 | 1995-12-21 | Abb Management Ag | Niederinduktives Leistungshalbleitermodul |
| US5559363A (en) * | 1995-06-06 | 1996-09-24 | Martin Marietta Corporation | Off-chip impedance matching utilizing a dielectric element and high density interconnect technology |
| US6521982B1 (en) * | 2000-06-02 | 2003-02-18 | Amkor Technology, Inc. | Packaging high power integrated circuit devices |
| FR2802714B1 (fr) * | 1999-12-21 | 2002-03-08 | Sagem | Module electrique de puissance et procede pour sa fabrication |
| JP2001320171A (ja) * | 2000-05-08 | 2001-11-16 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 多層配線基板及び半導体装置 |
| JP4044265B2 (ja) * | 2000-05-16 | 2008-02-06 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール |
| AU2002230482A1 (en) * | 2000-11-16 | 2002-05-27 | Silicon Wireless Corporation | Discrete and packaged power devices for radio frequency (rf) applications and methods of forming same |
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