ES2299127T3 - Dispositivo con un modulo semiconductor de potencia y un conector. - Google Patents

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    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R31/00Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
    • H01R31/06Intermediate parts for linking two coupling parts, e.g. adapter
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Abstract

Dispositivo con un módulo semiconductor de potencia (1) que presenta elementos de contacto de muelle y un conector (6), presentando el módulo semiconductor de potencia (1) una carcasa (3) y elementos de conexión para conexiones de carga (4) y auxiliares (5), estando configuradas las conexiones auxiliares como muelles bombeados (50), cada una extendiéndose a través de una cúpula asignada y sobresaliendo parcialmente de la carcasa (3), y presentando la carcasa (3) primeros dispositivos de unión (32, 34) para unirse al conector (6), presentando éste segundos dispositivos de unión (62, 64) para unirse a la carcasa (3) del módulo semiconductor de potencia (1), y por lo menos un cuerpo moldeado de metal (7) con por lo menos una superficie de contacto (72) para contactar con un elemento de contacto de muelle (5) de una conexión auxiliar del módulo semiconductor de potencia (1) y con por lo menos un elemento de contacto (70) para el contacto externo, y siendo el dispositivo de unión (32,62) entre el módulo semiconductor de potencia (1) y el conector (6) por lo menos una conexión roscada, presentando la carcasa (3) del módulo semiconductor de potencia (1) una cavidad (32, 62) configurada como cúpula y extendiéndose un tornillo a través de la cavidad (62) del conector (6) y fijándose este tornillo a la cavidad (32) de la carcasa (3).

Description

Dispositivo con un módulo semiconductor de potencia y un conector.
El invento describe un dispositivo con un módulo semiconductor de potencia con elementos de contacto en forma de muelles y por lo menos un conector para estos elementos de contacto. Las modernas configuraciones de módulos semiconductores de potencia con alta potencia con respecto a su tamaño constructivo, tal como se conocen, por ejemplo, gracias a la patente DE-102.004.025.609-A1, son el punto de partida de este invento.
La patente DE-102.004.025.609-A1 da a conocer un módulo semiconductor de potencia, para ser montado en un dispositivo de refrigeración, con una carcasa y elementos de unión para conexiones de carga y auxiliares. En este caso, los elementos de conexión de carga están configurados como cuerpos moldeados de metal con una cavidad para una unión roscada. Las conexiones auxiliares están configuradas como elementos de contacto de muelle para tener contacto de presión con una placa de circuitos impresos dispuesta encima del módulo semiconductor de potencia. Esta placa de circuitos impresos forma preferiblemente toda la conducción externa, tanto de las conexiones de carga como de las conexiones auxiliares.
Dicha configuración es especialmente adecuada para varios contactos auxiliares, por ejemplo, para las conexiones de control de los componentes del semiconductor de potencia dispuestos en el módulo semiconductor de potencia, sus contactos de emisor auxiliar y las conexiones de sensor adicionales. Con un bajo número de contactos auxiliares, por ejemplo, en un módulo rectificador de corriente semicontrolado compuesto por una conexión en serie, un diodo y un tiristor, la unión por medio de la placa de circuitos impresos resulta ser demasiado costosa, especialmente cuando las conducciones de carga externas no están formadas por medio de la misma placa de circuitos impresos.
Además, gracias a la DE-101.004.60, por ejemplo, se conocen módulos semiconductores de potencia que presentan un número reducido de elementos de contacto auxiliares y en los que éstos están formados como conectores enchufables. Un aspecto desventajoso de este diseño de un módulo semiconductor de potencia conocido desde hace tiempo es que no permite una configuración flexible de las conducciones externas. La flexibilidad de la configuración arriba mencionada de un módulo semiconductor de potencia no existe en este caso.
La patente FR-A-276.318.2 da a conocer un bloque de alimentación enchufable con una asignación de terminales flexible configurado como un dispositivo con un circuito electrónico de potencia y con un conector intercambiable, estando dispuesto el circuito electrónico de potencia en una carcasa con elementos de conexión para conexiones de carga. Las conexiones de carga están configuradas como elementos de contacto de muelle dispuestos en el interior de la carcasa. El conector forma otra pieza integral de la carcasa y presenta dispositivos de unión para unirse a las conexiones de carga. De este modo, el conector une las conexiones de carga con distintos contactos externos.
El presente invento tiene como objetivo presentar un dispositivo con un módulo semiconductor de potencia en el que las conducciones externas pueden unirse de un modo sencillo a elementos de conexión configurados como elementos de contacto de muelle, preferiblemente elementos de conexión auxiliar.
Este objetivo se resuelve por medio de un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, y en las reivindicaciones subordinadas se encuentran configuraciones especiales. La idea fundamental del invento parte de un módulo semiconductor de potencia con una carcasa aislante y una tapa ventajosamente de una pieza unida a dicha carcasa. El módulo semiconductor de potencia presenta, para su conexión externa, conexiones de potencia y conexiones auxiliares. De acuerdo con el invento, estas conexiones están configuradas, por lo menos parcialmente, como elementos de contacto de muelle que sobresalen de la carcasa. El dispositivo presenta, además, un conector unido a la carcasa del módulo semiconductor de potencia. Para ello, la carcasa presenta primeros dispositivos de unión y el conector segundos dispositivos de unión.
El conector está configurado preferiblemente como un cuerpo moldeado de material aislante con por lo menos un cuerpo moldeado de metal empotrado en éste, al menos parcialmente. Este cuerpo moldeado de metal presenta por lo menos una superficie de contacto para contactar con el elemento de contacto de muelle del módulo semiconductor de potencia y por lo menos un elemento de contacto para el contacto externo.
El invento se explica con más detalle por medio de ejemplos de realización junto con las figuras de la 1 a la 3.
La figura 1 muestra un conector para el dispositivo con un módulo semiconductor de potencia;
La figura 2 muestra una configuración de un módulo semiconductor de potencia;
La figura 3 muestra el dispositivo de acuerdo con el invento con un módulo semiconductor de potencia y un conector.
La figura 1 muestra un conector 6 para el dispositivo con un módulo semiconductor de potencia 1, mostrando la figura 1a el conector 6 en una representación tridimensional desde arriba oblicuamente y mostrando la figura 1b el conector 6 desde abajo. En ambos casos se representa respectivamente un cuerpo moldeado de material aislante 60, preferiblemente de plástico, con una cavidad 62 para guiar un tornillo de fijación. Además, el cuerpo moldeado de material aislante 60 presenta tres prolongaciones configuradas como tacos de detención 64. Estos tacos de detención 64 están dispuestos en el lado del conector 6 vuelto hacia el módulo semiconductor de potencia 1.
Inyectados en el cuerpo moldeado de material aislante 60 hay dos cuerpos moldeados de metal 7, que sobresalen del cuerpo moldeado de material aislante 60 en la parte superior del conector 6 y forman un enchufe 70 respectivamente. De forma alternativa, también son formas de realización preferidas de estos elementos de contacto hembrillas, pestañas para soldar o espigas de soldadura. También se prefiere cuando, al disponer varios elementos de contacto 70 de un conector 6, estos elementos de contacto están configurados de forma distinta. Esto, por ejemplo, puede llevarse a cabo por medio de enchufes de distinta anchura. De este modo, los elementos de contacto están configurados de forma que no pueden confundirse.
En la parte inferior del conector 6, los cuerpos moldeados de metal 7 forman respectivamente una superficie de contacto 72 para contactar con un elemento de contacto de muelle 50. En la parte inferior del conector 6, el cuerpo moldeado de material aislante 60 está configurado de tal modo que estas superficies de contacto 72 no sobresalen por encima del límite inferior del conector 6, sino que preferiblemente están retrasadas con respecto a este límite. Los cuerpos moldeados de metal 7, para aislarse entre sí, están lo suficientemente separados en el cuerpo moldeado de material aislante 6 y por encima de éste.
La figura 2 muestra una configuración de un módulo semiconductor de potencia 1 perfeccionado de acuerdo con el invento con una placa base 2 y una carcasa de plástico 3 que cerca los componentes del semiconductor de potencia dispuestos en la misma. Para la conexión eléctrica externa, el módulo semiconductor de potencia presenta conexiones de carga 4 y conexiones auxiliares 5. Los elementos de conexión de carga 4 están formados como cuerpos moldeados de metal con una cavidad para conexiones roscadas, mientras que las conexiones auxiliares 5 dispuestas en la parte superior del módulo semiconductor de potencia 1 están configuradas como muelles de contacto 50, en este caso como muelles bombeados. Para permitir un contacto externo, estos muelles bombeados 50 sobresalen de la carcasa 3 a través de cavidades 30 dotadas de cúpulas para posicionar los muelles bombeados 50. De acuerdo con el estado de la técnica, la carcasa presenta otras cuatro cavidades 36 que sirven para fijar una placa de circuitos impresos dispuesta encima del módulo semiconductor de potencia 1.
De acuerdo con el invento, la carcasa 3 presenta dispositivos de unión para disponer por lo menos un conector 6. Estos dispositivos de unión están dispuestos adyacentes a las conexiones de contacto auxiliar 30 y en este caso están configurados como cavidades adicionales 32, 34. Se representan dos variantes de las cavidades. La primera configuración presenta una cavidad 32 con una prolongación elaborada como cúpula en la que se dispone y se fija un tornillo. La segunda configuración son varias cavidades 34 que sirven como guías para tacos de detención 64 y en la que la zona de la carcasa 3 que rodea las cavidades en su parte interior actúa como contrasoporte para estos tacos de detención 64.
La figura 3 muestra el dispositivo de acuerdo con el invento con un módulo semiconductor de potencia 1 de acuerdo con la figura 2 y un conector 6 de acuerdo con la figura 1. En este caso, los tacos de detención 64 del conector 6 están dispuestos en las cavidades 32 asignadas de la carcasa 3 del módulo semiconductor de potencia 1. Así es como se crea la conexión eléctrica segura entre los muelles bombeados 50 y las superficies de contacto 72 del conector 6. Ahora, gracias al dispositivo de acuerdo con el invento, para la conducción externa hay disponible un enchufe 70 en el módulo semiconductor de potencia 1.
Además, el conector 6 puede conectarsarse al módulo semiconductor de potencia 1 por medio de un tornillo no representado. Esto representa una alternativa a la conexión rápida de enclavamiento 34, 64, pero también puede combinarse con ésta. En caso de que una unión roscada sea la única transmisión de fuerzas al elemento de contacto de muelle 50 por medio del conector 6, el conector 6 presenta preferiblemente por lo menos una prolongación en forma de clavija, similar a los tacos de detención, para disponer el conector 6 en la carcasa 3 del módulo semiconductor de potencia 1 de forma segura frente a la torsión. También resulta adecuada una prolongación en forma de clavija de la carcasa con una cavidad del conector asignada.

Claims (6)

1. Dispositivo con un módulo semiconductor de potencia (1) que presenta elementos de contacto de muelle y un conector (6), presentando el módulo semiconductor de potencia (1) una carcasa (3) y elementos de conexión para conexiones de carga (4) y auxiliares (5), estando configuradas las conexiones auxiliares como muelles bombeados (50), cada una extendiéndose a través de una cúpula asignada y sobresaliendo parcialmente de la carcasa (3), y presentando la carcasa (3) primeros dispositivos de unión (32, 34) para unirse al conector (6), presentando éste segundos dispositivos de unión (62, 64) para unirse a la carcasa (3) del módulo semiconductor de potencia (1), y por lo menos un cuerpo moldeado de metal (7) con por lo menos una superficie de contacto (72) para contactar con un elemento de contacto de muelle (5) de una conexión auxiliar del módulo semiconductor de potencia (1) y con por lo menos un elemento de contacto (70) para el contacto externo, y siendo el dispositivo de unión (32, 62) entre el módulo semiconductor de potencia (1) y el conector (6) por lo menos una conexión roscada, presentando la carcasa (3) del módulo semiconductor de potencia (1) una cavidad (32, 62) configurada como cúpula y extendiéndose un tornillo a través de la cavidad (62) del conector (6) y fijándose este tornillo a la cavidad (32) de la carcasa (3).
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, formando conjuntamente los dispositivos de unión (34, 64) del módulo semiconductor de potencia (1) y del conector (6) por lo menos una conexión rápida de enclavamiento, formando las cavidades (34) en la carcasa (3) del módulo semiconductor de potencia (1) los contrasoportes de los tacos de detención (64) del conector (6).
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, estando configurado el conector (6) como un cuerpo moldeado de material aislante (60) con por lo menos un cuerpo moldeado de metal (7) moldeado por inyección.
4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, estando configurado por lo menos un elemento de contacto (70) para el contacto externo como enchufe o hembrilla.
5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5 en el que cuando se proporcionan varios elementos de contacto (70), éstos están configurados de tal modo que no pueden confundirse.
6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, estando configurado por lo menos un elemento de contacto (70) para el contacto externo como pestaña para soldar o espiga de soldadura.
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