KR20220113415A - Electrical Assemblies and Voltage Converters - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 어셈블리에 관한 것이며, · 히트 싱크(704), · 제 1 "메인" 전기 전도체(106B), 제 1 메인 전기 전도체(106B)의 제 1 표면에 장착된 제 1 전기 구성요소(112), 및 제 1 메인 전기 전도체(106B) 및 전기 구성요소(112)를 기밀하게 밀봉하는 전기 절연체(302)를 포함하는 전기 회로(110) ― 상기 전기 절연체(302)는 제 1 메인 전기 전도체(106B) 반대편의 상부 면(304)을 갖고, 상기 전기 회로(110)는 전기 절연 연결 요소(900)를 통해 상기 히트 싱크(704)에 접착됨 ―, 및 · 상기 전기 절연체(302)의 상부 면(304)의 부분(604)의 적어도 85%에 대해 연장되거나 또는 전기 절연체(302)의 상부 면(340)의 부분(604)의 적어도 85%로부터 미리규정된 거리로 연장되는 방화 요소(fire protection element)(404) ― 이러한 부분(604)은 제 1 전기 구성요소(112)에 가장 가까운 전기 절연체(302)의 상부 면(304)의 하나 이상의 지점을 포함함 ―를 포함한다.The present invention relates to an electrical assembly comprising: a heat sink 704, a first "main" electrical conductor 106B, a first electrical component 112 mounted to a first surface of the first main electrical conductor 106B , and an electrical insulator 302 hermetically sealing the first main electrical conductor 106B and the electrical component 112, the electrical insulator 302 comprising a first main electrical conductor ( 106B) has an opposing top surface 304 , wherein the electrical circuit 110 is bonded to the heat sink 704 via an electrically insulating connection element 900 , and an upper surface of the electrical insulator 302 . A fire protection element that extends for at least 85% of the portion 604 of the 304 or extends a predefined distance from at least 85% of the portion 604 of the upper face 340 of the electrical insulator 302 . element 404 , wherein this portion 604 includes one or more points of the top surface 304 of the electrical insulator 302 closest to the first electrical component 112 .
Description
본 발명은 전기 어셈블리 및 그러한 전기 어셈블리를 포함하는 전압 변환기에 관한 것이다.The present invention relates to an electrical assembly and a voltage converter comprising such an electrical assembly.
공지된 전기 어셈블리는 히트 싱크에 대항하여 위치되고, 제 1 "메인" 전기 전도체를 포함하는 전기 회로와, 제 1 메인 전기 전도체의 제 1 표면에 장착된 제 1 전기 구성요소와, 제 1 메인 전기 전도체 및 전기 구성요소를 기밀하게 밀봉하는 전기 절연체를 포함하며, 전기 절연체는 제 1 메인 전기 전도체 반대편의 상부 면을 갖는다.A known electrical assembly includes an electrical circuit positioned against a heat sink and comprising a first "main" electrical conductor, a first electrical component mounted to a first surface of the first main electrical conductor, and a first main electrical conductor. an electrical insulator hermetically sealing the conductor and the electrical component, the electrical insulator having a top surface opposite the first main electrical conductor.
그러나, 제 1 전기 구성요소의 과열의 경우, 예를 들어 제어 가능한 스위치의 경우 단락의 경우, 열이 전기 절연체로 확산되어 그 상부 면에 불이 붙을 위험이 있어 주변 요소를 위험에 빠뜨릴 수 있다.However, in case of overheating of the first electrical component, for example a short circuit in the case of a controllable switch, there is a risk that the heat will diffuse into the electrical insulator and catch fire on its upper side, endangering the surrounding elements.
본 발명의 목적은 전술한 문제를 적어도 부분적으로 극복하는 것이다.It is an object of the present invention to at least partially overcome the above-mentioned problems.
이를 위해, 본 발명의 제 1 양태에 따르면, 히트 싱크, 전기 회로 및 방화 요소를 포함하는 전기 어셈블리가 제공되며, 상기 전기 회로는:To this end, according to a first aspect of the invention, there is provided an electrical assembly comprising a heat sink, an electrical circuit and a fire protection element, said electrical circuit comprising:
- 제 1 "메인" 전기 전도체,- a first "main" electrical conductor,
- 제 1 메인 전기 전도체의 제 1 표면에 장착된 제 1 전기 구성요소,- a first electrical component mounted on a first surface of the first main electrical conductor;
- 제 1 메인 전기 전도체 및 전기 구성요소를 기밀하게 밀봉하며, 제 1 메인 전기 전도체 반대편의 상부 면을 갖는 전기 절연체를 포함하며,- an electrical insulator hermetically sealing the first main electrical conductor and the electrical component, the electrical insulator having an upper side opposite the first main electrical conductor;
상기 전기 회로는 전기 절연 연결 요소를 통해 상기 히트 싱크에 접착되고, 상기 방화 요소는 전기 절연체의 상부 면의 부분의 적어도 85%에 대해 연장되거나 또는 전기 절연체의 상부 면의 부분의 적어도 85%로부터 미리규정된 거리로 연장되며, 이러한 부분은 제 1 전기 구성요소에 가장 가까운 전기 절연체의 상부 면의 하나 이상의 지점을 포함한다.the electrical circuit is bonded to the heat sink via an electrically insulating connecting element, the fire protection element extending over at least 85% of a portion of the upper face of the electrical insulator or preliminarily from at least 85% of a portion of the upper face of the electrically insulator Extending a defined distance, this portion includes one or more points on the top face of the electrical insulator closest to the first electrical component.
따라서, 방화 요소에 의해, 화재의 확산이 중단되거나 또는 적어도 제한된다.Thus, by means of the fire protection element, the spread of the fire is stopped or at least limited.
본 발명의 제 1 양태에 따른 전기 어셈블리는 개별적으로 또는 임의의 기술적으로 가능한 조합으로 고려되는, 아래의 특정 실시예의 특징 중 하나 이상을 추가로 구비할 수 있다.The electrical assembly according to the first aspect of the invention may further comprise one or more of the features of the specific embodiments below, which are considered individually or in any technically possible combination.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 회로는 전력 모듈이다.In one particular embodiment of the invention, the electrical circuit is a power module.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 1 메인 전기 전도체는 버스바(busbar)이다.In one particular embodiment of the invention, the first main electrical conductor is a busbar.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 1 메인 전기 전도체는 전기 전력 소스의 고 전위에 연결되도록 구성된 버스바이다.In one particular embodiment of the invention, the first main electrical conductor is a busbar configured to be connected to a high potential of an electrical power source.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 2 메인 전기 전도체는 회전 전기 기계의 상에 연결되도록 구성된 버스바이다.In one particular embodiment of the invention, the second main electrical conductor is a busbar configured to be connected to a phase of a rotating electrical machine.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 2 메인 전기 전도체는 제 1 및 제 2 "부분" 전기 전도체를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 부분 전기 전도체는 버스바이다.In one particular embodiment of the invention, the second main electrical conductor comprises first and second “partial” electrical conductors, said first and second partial electrical conductors being busbars.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 3 메인 전기 전도체는 버스바이다.In one particular embodiment of the invention, the third main electrical conductor is a busbar.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 3 메인 전기 전도체는 전기 전력 소스의 저 전위에 연결되도록 구성된 버스바이다.In one particular embodiment of the invention, the third main electrical conductor is a busbar configured to be connected to a low potential of an electrical power source.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 1 메인 전기 전도체 및/또는 제 3 메인 전기 전도체는 예를 들어 1㎜와 2㎜ 사이의 두께를 갖는 수평 평면 플레이트의 형상을 취한다.In one particular embodiment of the invention, the first main electrical conductor and/or the third main electrical conductor take the shape of a horizontal flat plate, for example having a thickness between 1 mm and 2 mm.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 1 메인 전기 전도체 및 제 3 메인 전기 전도체는 나란히 연장되는 2개의 동일평면 플레이트의 형상을 취한다.In one particular embodiment of the invention, the first main electrical conductor and the third main electrical conductor take the shape of two coplanar plates extending side by side.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 1 메인 전기 전도체 및/또는 제 2 부분 전기 전도체 및/또는 제 3 메인 전기 전도체는 예를 들어 1㎜와 2㎜ 사이의 두께를 갖는 수평 평면 플레이트의 형상을 취한다.In one particular embodiment of the present invention, the first main electrical conductor and/or the second partial electrical conductor and/or the third main electrical conductor are in the shape of a horizontal flat plate, for example having a thickness between 1 mm and 2 mm. take
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 1 메인 전기 전도체, 제 2 부분 전기 전도체 및 제 3 메인 전기 전도체는 나란히 연장되는 동일평면 플레이트의 형상을 취한다.In one particular embodiment of the invention, the first main electrical conductor, the second partial electrical conductor and the third main electrical conductor take the shape of coplanar plates extending side by side.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 1 전기 구성요소가 장착되는 제 1 표면 반대편의 제 1 전기 전도체의 제 2 표면은 전기 절연체에 의해 커버되지 않는 부분을 가지며, 상기 부분은 상기 전기 절연체에 의해 커버되지 않는 전기 절연 연결 요소를 통해 히트 싱크에 부착된다.In one particular embodiment of the present invention, the second surface of the first electrical conductor opposite the first surface to which the first electrical component is mounted has a portion not covered by an electrical insulator, said portion being connected to said electrical insulator. It is attached to the heat sink via an electrically insulating connecting element not covered by the
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 절연 연결 요소는 고체 재료의 입자를 포함한다.In one particular embodiment of the invention, the electrically insulating connecting element comprises particles of a solid material.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 고체 재료의 입자는 각각 미리규정된 값보다 큰 직경을 갖는다.In one particular embodiment of the invention, the particles of solid material each have a diameter greater than a predefined value.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 절연 연결 요소는 전기 절연체에 의해 커버되지 부분과 히트 싱크 사이에 삽입된 전기 절연 시트 또는 플레이트를 포함한다.In one specific embodiment of the present invention, the electrically insulating connecting element comprises an electrically insulating sheet or plate interposed between the heat sink and the portion not covered by the electrical insulator.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 절연체에 의해 커버되지 않은 부분과 히트 싱크 사이에 삽입된 전기 절연 시트 또는 플레이트는 흑연 또는 세라믹으로 제조된다.In one specific embodiment of the present invention, the electrically insulating sheet or plate inserted between the portion not covered by the electrical insulator and the heat sink is made of graphite or ceramic.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 절연체에 의해 커버되지 않은 부분이 부착되는 히트 싱크의 표면은 전기 절연 재료의 필름으로 형성된다.In one particular embodiment of the present invention, the surface of the heat sink to which the portion not covered by the electrical insulator is attached is formed of a film of electrically insulating material.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 회로가 부착되는 히트 싱크의 표면은 전기 절연 재료의 필름으로 형성된다.In one particular embodiment of the present invention, the surface of the heat sink to which the electrical circuit is attached is formed of a film of electrically insulating material.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 절연 재료의 필름은 예를 들어 전기 회로가 부착되는 히트 싱크의 표면을 양극산화하여 얻어진다.In one specific embodiment of the present invention, the film of electrically insulating material is obtained, for example, by anodizing the surface of the heat sink to which the electrical circuit is attached.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 절연체에 의해 커버되지 않은 부분의 표면은 전기 절연 재료의 필름으로 형성된다.In one specific embodiment of the present invention, the surface of the portion not covered by the electrical insulator is formed of a film of electrically insulating material.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 히트 싱크는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조되고, 전기 절연 필름은 산화된 필름에 의해 형성된다.In one specific embodiment of the present invention, the heat sink is made of aluminum or an aluminum alloy, and the electrically insulating film is formed by an oxidized film.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 절연체는 하부 면을 구비하며, 하부 면, 및/또는 전기 회로가 부착되는 히트 싱크의 표면이 전기 연결 요소의 두께를 제어하는 돌출부를 포함한다.In one particular embodiment of the invention, the electrical insulator has a lower face, and/or the lower face, and/or the surface of the heat sink to which the electrical circuit is attached, comprises a protrusion that controls the thickness of the electrical connection element.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 미리규정된 거리는 1㎜ 미만, 바람직하게 0.5㎜ 미만, 보다 더 바람직하게 0.2㎜ 미만이다.In one particular embodiment of the invention, the predefined distance is less than 1 mm, preferably less than 0.5 mm, even more preferably less than 0.2 mm.
방화 요소와 전기 절연체의 상부 면 사이의 거리는 전기 구성요소에 가능한 한 가까이에서의 화재의 확산을 정지시키기 위해 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 그러나, 특히 방화 요소와 전기 절연체 사이의 지지력의 양호한 분포를 촉진하기 위해, 방화 요소와 전기 절연체의 상부 면 사이에 접착제 또는 수지의 층을 삽입하는 것이 가능하다. 1㎜ 미만, 바람직하게 0.5㎜ 미만, 보다 더 바람직하게 0.2㎜ 미만의 방화 요소와 전기 절연체의 상부 면 사이의 거리는 방화 요소가 화재의 확산을 정지 또는 제한하는 우수한 정도의 능력을 유지하게 한다.The distance between the fire protection element and the upper surface of the electrical insulator is preferably as small as possible in order to stop the spread of the fire as close as possible to the electrical component. However, it is possible to insert a layer of adhesive or resin between the fire protection element and the upper face of the electrical insulator, in particular in order to promote a good distribution of the bearing force between the fire protection element and the electrical insulator. The distance between the fire protection element and the upper surface of the electrical insulator of less than 1 mm, preferably less than 0.5 mm and even more preferably less than 0.2 mm allows the fire protection element to maintain a good degree of ability to stop or limit the spread of fire.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 방화 요소는 금속, 예를 들어 강재로 제조된다.In one particular embodiment of the invention, the fire protection element is made of metal, for example steel.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 방화 요소는 플레이트의 형상이다.In one particular embodiment of the invention, the fire protection element is in the shape of a plate.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 절연체는 에폭시 수지이다. 따라서, 전기 절연체는 보호 케이싱을 형성하기에 충분히 단단하다.In one specific embodiment of the present invention, the electrical insulator is an epoxy resin. Thus, the electrical insulator is sufficiently rigid to form the protective casing.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 상기 전기 회로는 제 2 "메인" 전기 전도체와, 제 1 전기 구성요소를 제 2 메인 전기 전도체에 연결하도록 구성된 적어도 하나의 전기 연결부를 더 포함하며, 각각의 전기 연결부는 제 1 메인 전기 전도체의 전기 전도성 섹션보다 적어도 10배 더 작은 전기 전도성 섹션을 갖는다.In one particular embodiment of the invention, the electrical circuit further comprises a second “main” electrical conductor and at least one electrical connection configured to connect the first electrical component to the second main electrical conductor, each The electrical connection has an electrically conductive section that is at least ten times smaller than the electrically conductive section of the first main electrical conductor.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 어셈블리는 자기 토러스(torus)를 더 포함하고, 전기 회로는 제 2 메인 전기 전도체의 제 1 표면에 장착된 제 2 전기 구성요소를 더 포함하며, 제 2 메인 전기 전도체는 서로 전기적으로 연결된 제 1 및 제 2 "부분" 전기 전도체를 포함하고, 자기 토러스는 제 2 부분 전기 전도체 주위에 권취된다.In one particular embodiment of the present invention, the electrical assembly further comprises a magnetic torus and the electrical circuit further comprises a second electrical component mounted to the first surface of the second main electrical conductor, the second The main electrical conductor includes first and second “partial” electrical conductors electrically connected to each other, and the magnetic torus is wound around the second partial electrical conductor.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 절연체는 제 1 메인 전기 전도체, 제 1 전기 구성요소 및 제 2 메인 전기 전도체를 기밀하게 밀봉한다.In one particular embodiment of the present invention, the electrical insulator hermetically seals the first main electrical conductor, the first electrical component and the second main electrical conductor.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 절연체는 제 1 메인 전기 전도체, 제 2 메인 전기 전도체, 제 3 메인 전기 전도체, 제 1 전기 구성요소 및 제 2 전기 구성요소를 기밀하게 밀봉한다.In one specific embodiment of the present invention, the electrical insulator hermetically seals the first main electrical conductor, the second main electrical conductor, the third main electrical conductor, the first electrical component and the second electrical component.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 회로는 제 2 전기 구성요소를 제 3 "메인" 전기 전도체에 연결하도록 구성된 적어도 하나의 제 2 전기 연결부를 더 포함하며, 각각의 제 2 전기 연결부는 제 2 메인 전기 전도체의 전기 전도성 섹션보다 적어도 10배 더 작은 전기 전도성 섹션을 갖는다.In one particular embodiment of the invention, the electrical circuit further comprises at least one second electrical connection configured to connect the second electrical component to a third “main” electrical conductor, each second electrical connection being 2 having an electrically conductive section that is at least 10 times smaller than the electrically conductive section of the main electrical conductor.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 2 부분 전기 전도체는 솔더링(soldering), 브레이징(brazing) 또는 나사결합에 의해 제 1 부분 전기 전도체에 전기적으로 연결된다.In one particular embodiment of the invention, the second partial electrical conductor is electrically connected to the first partial electrical conductor by soldering, brazing or screwing.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 어셈블리는 자기 토러스 및 제 2 부분 전기 전도체를 둘러싸는 플라스틱 재료의 오버몰딩을 더 포함하고, 방화 요소는 플라스틱 재료의 오버몰딩에 부착된다.In one particular embodiment of the invention, the electrical assembly further comprises an overmolding of plastic material surrounding the magnetic torus and the second partial electrical conductor, wherein the fire protection element is attached to the overmolding of the plastic material.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 방화 요소는 적어도 하나의 텅(tongue)을 가지며, 각각의 텅은 플라스틱 재료의 오버몰딩에 방화 요소를 부착하기 위해 플라스틱 재료의 오버몰딩에서 오버몰딩된다.In one particular embodiment of the invention, the fire protection element has at least one tongue, each tongue being overmolded in an overmolding of plastic material for attaching the fire protection element to the overmolding of the plastic material.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전기 어셈블리는 자기 토러스 및 제 2 부분 전기 전도체를 둘러싸는 플라스틱 재료의 오버몰딩을 더 포함하고, 방화 요소는 플라스틱 재료의 오버몰딩의 하부 면과 전기 절연체의 상부 면 사이에 삽입된다.In one particular embodiment of the invention, the electrical assembly further comprises an overmolding of plastic material surrounding the magnetic torus and the second partial electrical conductor, wherein the fire protection element comprises a lower face of the overmolding of plastic material and an upper portion of the electrical insulator. inserted between the sides.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 자기 토러스를 둘러싸는 플라스틱 재료의 오버몰딩은 오버몰딩의 하부 면으로부터 돌출되는 적어도 하나의 스터드를 포함하고, 방화 요소는 적어도 하나의 구멍을 포함하고, 전기 절연체의 상부 면은 적어도 하나의 캐비티를 포함하고, 상기 스터드는, 제 2 부분 전기 전도체가 플라스틱 재료의 오버몰딩의 하부 면과 전기 절연체의 상부 면 사이에 방화 요소를 유지하기 위해 제 1 부분 전기 전도체에 전기적으로 연결될 때 상기 구멍 및 상기 캐비티 내로 삽입되도록 구성된다.In one particular embodiment of the present invention, the overmolding of plastic material surrounding the magnetic torus comprises at least one stud projecting from a lower face of the overmolding, the fire protection element comprises at least one hole, and the electrical insulator comprises: the upper surface of the shroud comprises at least one cavity, the studs being connected to the first partial electrical conductor for retaining the fire protection element between the lower surface of the overmolding of the plastic material and the upper surface of the electrical insulator, the second partial electrical conductor being connected to the first partial electrical conductor. configured to insert into the aperture and the cavity when electrically connected.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 제 1 전기 구성요소 및/또는 제 2 전기 구성요소는 제어 가능한 스위치, 예를 들어 절연-게이트 전계-효과 트랜지스터이다.In one particular embodiment of the invention, the first electrical component and/or the second electrical component are controllable switches, for example insulated-gate field-effect transistors.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 히트 싱크는 적어도 하나의 캐비티를 포함하고, 전기 회로는 캐비티의 바닥에 위치된다.In one particular embodiment of the invention, the heat sink comprises at least one cavity, and the electrical circuit is located at the bottom of the cavity.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 히트 싱크의 캐비티는 전기 회로를 적어도 부분적으로 커버하도록 전기 절연체, 겔 또는 에폭시 수지로 적어도 부분적으로 채워진다.In one particular embodiment of the present invention, the cavity of the heat sink is at least partially filled with an electrical insulator, gel or epoxy resin to at least partially cover the electrical circuit.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 히트 싱크의 캐비티는 전기 회로를 완전히 커버하도록 전기 절연체, 겔 또는 에폭시 수지로 적어도 부분적으로 채워진다.In one specific embodiment of the present invention, the cavity of the heat sink is at least partially filled with an electrical insulator, gel or epoxy resin to completely cover the electrical circuit.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 절연체 또는 겔은 불연성 또는 불연소성이거나, 또는 난연제를 포함한다.In one particular embodiment of the invention, the insulator or gel is non-flammable or non-combustible, or comprises a flame retardant.
또한, 본 발명의 제 2 양태에 따르면, 본 발명의 제 1 양태에 따른 전기 어셈블리를 포함하는 전압 변환기가 제공된다.Also according to a second aspect of the present invention there is provided a voltage converter comprising an electrical assembly according to the first aspect of the present invention.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전압 변환기는 부품을 더 포함하고, 방화 요소는 상기 전기 회로를 히트 싱크에 대해 가압하도록 상기 부품에 의해 변형되도록 구성된 적어도 하나의 가요성 블레이드를 구비한다.In one particular embodiment of the invention, the voltage converter further comprises a component, and the fire protection element has at least one flexible blade configured to be deformed by the component to press the electrical circuit against a heat sink.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 전압 변환기는 부품을 더 포함하고, 방화 요소는 상기 전기 회로를 히트 싱크의 캐비티의 바닥에 대해 가압하도록 상기 부품에 의해 변형되도록 구성된 적어도 하나의 블레이드를 구비한다.In one particular embodiment of the invention, the voltage converter further comprises a component, wherein the fire protection element has at least one blade configured to be deformed by the component to press the electrical circuit against the bottom of the cavity of the heat sink. .
본 발명은 단지 비제한적인 예로서 그리고 하기 도면을 참조하여 제공된 하기 설명에 비추어 더 잘 이해될 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood in light of the following description provided by way of example only and with reference to the following drawings.
도 1은 본 발명을 구현하는 전기 시스템의 회로도이다.
도 2는 오버몰딩 또는 방화 요소가 없는 도 1의 전기 시스템의 전압 변환기의 전력 모듈의 3차원 도면이다.
도 3은 파워 모듈의 제 1 서브-모듈의 3차원 도면이다.
도 4는 파워 모듈의 제 2 서브-모듈의 3차원 도면이다.
도 5는 오버몰딩이 없는, 도 4와 유사한 도면이다.
도 6은 방화 요소의 배치를 도시하는, 파워 모듈의 일부 단면도이다.
도 7은 파워 모듈의 위치를 나타내는 전압 변환기의 단면도이다.
도 8은 파워 모듈의 제조 방법을 나타내는 블록도이다.1 is a circuit diagram of an electrical system embodying the present invention.
FIG. 2 is a three-dimensional view of the power module of the voltage converter of the electrical system of FIG. 1 without overmolding or fire protection elements;
3 is a three-dimensional view of a first sub-module of a power module;
4 is a three-dimensional view of a second sub-module of the power module;
Fig. 5 is a view similar to Fig. 4, without overmolding;
6 is a partial cross-sectional view of the power module, showing the arrangement of the fire protection element;
7 is a cross-sectional view of the voltage converter showing the position of the power module.
8 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a power module.
이제 본 발명을 구현하는 전기 시스템(100)이 도 1을 참조하여 설명될 것이다.An
전기 시스템(100)은 예를 들어 자동차에 설치되도록 구성된다.The
전기 시스템(100)은 우선 DC 전압(U), 예를 들어 20V와 100V 사이, 예를 들어 48V를 전달하도록 설계된 전원(102)을 갖는다. 전원(102)은 예를 들어 배터리를 갖는다.
전기 시스템(100)은 각각의 상 전압을 갖도록 구성된 복수의 상(도시되지 않음)을 포함하는 전기 기계(130)를 더 포함한다.The
전기 시스템(100)은 DC 전압(U)과 상 전압 사이의 변환을 수행하기 위해 전원(102)과 전기 기계(130) 사이에 연결된 전압 변환기(104)를 더 포함한다.The
전압 변환기(104)는 우선 DC 전압(U)을 수신하기 위해 전원(102)에 연결되도록 구성된 포지티브 버스바(106) 및 네가티브 버스바(108)를 포함하며, 포지티브 버스바(106)는 고 전위를 수신하고, 네가티브 버스바(108)는 저 전위를 수신한다.The
전압 변환기(104)는 그들 각각의 상 전압을 제공하기 위해 전기 기계(130)의 하나 이상의 상에 각각 연결되도록 구성된 하나 이상의 상 버스바(122)를 포함하는 적어도 하나의 전력 모듈(110)을 더 포함한다.The
설명된 실시예에서, 전압 변환기(104)는 전기 기계(130)의 2개의 상에 연결된 2개의 상 버스바(122)를 각각 포함하는 3개의 전력 모듈(110)을 포함한다.In the described embodiment, the
보다 정확하게, 설명된 실시예에서, 전기 기계(130)는 각각 3개의 상을 포함하는 2개의 3상 시스템을 포함한다. 2개의 3상 시스템은 서로 120° 전기적으로 상-오프셋되도록 구성된다. 바람직하게, 전력 모듈(110)의 제 1 상 버스바(122)는 제 1 3상 시스템의 3상에 각각 연결되는 반면, 전력 모듈(110)의 제 2 상 버스바(122)는 제 2 3상 시스템의 3상에 각각 연결된다.More precisely, in the described embodiment, the
각각의 전력 모듈(110)은, 각각의 상 버스바(122)에 대해, 포지티브 버스바(106)와 상 버스바(122) 사이에 연결된 하이-사이드(high-side) 스위치(112), 및 상 버스바(122)와 네가티브 버스바(108) 사이에 연결된 로우-사이드(low-side) 스위치(114)를 포함한다. 따라서, 스위치(112, 114)는 상 버스바(122)가 중앙 탭을 형성하는 스위칭 아암을 형성하도록 배열된다.Each
각각의 스위치(112, 114)는 제 1 및 제 2 메인 단자(116, 118)와, 이에 인가되는 제어 신호에 따라 2개의 메인 단자(116, 118) 사이의 스위치(112, 114)를 선택적으로 개방 및 폐쇄하도록 구성된 제어 단자(120)를 포함한다. 스위치(112, 114)는 바람직하게 트랜지스터, 예를 들어 제어 단자(120)를 형성하는 게이트, 및 메인 단자(116, 118)를 각각 형성하는 드레인 및 소스를 갖는 금속 산화물 반도체 전계-효과 트랜지스터(MOSFET)이다.Each of the
설명된 실시예에서, 스위치(112, 114) 각각은 예를 들어 실질적으로 직사각형이며 그리고 상부 면과 하부 면을 갖는 플레이트의 형태를 갖는다. 제 1 메인 단자(116)는 하부 면 위로 연장되는 반면, 제 2 메인 단자(118)는 상부 면 위로 연장된다.In the described embodiment, each of the
포지티브 버스바(106), 네가티브 버스바(108) 및 상 버스바(122)는 적어도 1A의 전류를 견디도록 설계된 강성 전기 전도체임이 이해될 것이다. 이들은 바람직하게 적어도 1㎜의 두께 및/또는 적어도 1㎟의 전기 전도성 섹션을 갖는다.It will be appreciated that
또한, 설명된 실시예에서, 포지티브 버스바(106)는 우선 전력 모듈(110)을 연결하는 포지티브 공통 버스바(106A), 및 각각의 전력 모듈(110)에서, 포지티브 공통 버스바(106A)에 연결된 포지티브 로컬 버스바(106B)를 포함한다. 유사하게, 네가티브 버스바(108)는 전력 모듈(110)을 연결하는 네가티브 공통 버스바(108A), 및 각각의 전력 모듈(110)에서, 각각의 로우-사이드 스위치(114)에 대한 네가티브 로컬 버스바(108B)를 포함하며, 네가티브 로컬 버스바(108B)는 네가티브 공통 버스바(108A)에 연결된다. 연결부는 도 1에서 다이아몬드로 표시되어 있다.Also, in the described embodiment, the
또한, 설명된 실시예에서, 포지티브 공통 버스바(106A) 및 네가티브 공통 버스바(108A)는 각각 단일 전도성 부품으로 형성된다.Also, in the described embodiment, the positive
또한, 설명된 실시예에서, 전기 기계(130)는 교류발전기 기능 및 전기 모터 기능 모두를 갖는다. 보다 구체적으로, 자동차는 전기 기계(130)가 벨트(도시되지 않음)를 통해 연결되는 출력 샤프트를 갖는 연소 엔진(도시되지 않음)을 더 포함한다. 연소 엔진은 그 출력 샤프트에 의해서 자동차의 휠을 구동하도록 구성된다. 따라서, 교류발전기로서 작동하는 동안, 전기 기계는 출력 샤프트의 회전에 기초하여 전력 소스(102)에 전기 에너지를 전달한다. 다음에, 전압 변환기(104)는 정류기로서 동작한다. 전기 모터로 작동하는 동안, 전기 기계는 출력 샤프트(연소 엔진에 추가로 또는 연소 엔진 대신에)를 구동한다. 다음에, 전압 변환기(104)는 인버터로서 동작한다.Also, in the described embodiment, the
전기 기계(130)는 예를 들어 기어박스에 또는 실제로 자동차의 클러치에 또는 실제로 교류발전기 대신에 위치된다.The
설명의 나머지 부분에 걸쳐서, 전압 변환기(104)의 요소들의 구조 및 레이아웃은 수직 방향(H-B)을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이며, "H"는 상부를 나타내고, "B"는 하부를 나타낸다.Throughout the remainder of the description, the structure and layout of the elements of the
도 2 내지 도 7을 참조하여, 전력 모듈(110) 중 하나가 이제 더 상세하게 설명될 것이며, 다른 전력 모듈(110)이 유사함에 유의한다.2-7, one of the
도 2를 참조하면, 전력 모듈(110)은 제 1 및 제 2 서브-모듈을 포함한다.Referring to FIG. 2 , the
제 1 서브-모듈은 포지티브 로컬 버스바(106B) 및 네가티브 로컬 버스바(108B)를 포함한다. 이것은, 각 상 버스바(122)에 대해, 이러한 상 버스바(122)의 부분을 형성하는 부분 버스바(202)를 더 포함한다. 이것은 스위치(112, 114)를 더 포함한다.The first sub-module includes a positive
버스바(106B, 202, 108B)는 1㎜와 2㎜ 사이, 예를 들어 1.5㎜의 두께를 갖고 그리고 수평 평면 상부 면을 갖는 수평 평면 플레이트의 형태를 취한다. 또한, 버스바(106B, 202, 108B)는 동일평면에 있고, 서로 옆으로 연장되어 전력 모듈(110)의 수직 벌크를 제한할 수 있다.The
각 하이-사이드 스위치(112)의 하부 면은 포지티브 로컬 버스바(106B)의 상부 면에 대해 가압되고, 하이-사이드 스위치(112)를 기계적으로 부착하기 위해 포지티브 로컬 버스바(106B)에 납땜된다. 이러한 부착은 또한 제 1 메인 단자를 포지티브 로컬 버스바(106B)에 전기적으로 연결할 수 있게 한다. 또한, 제 1 서브-모듈은, 각각의 하이-사이드 스위치(112)에 대해, 당해 하이-사이드 스위치(112)의 상부 면으로부터 부분 버스바를 전기적으로 연결하기 위해서 부분 버스바(202) 중 각각의 하나까지 연장되는, 예를 들어 알루미늄으로 제조된 복수의 전도성 스트립(210)을 포함한다. 전도성 스트립(210)은 바람직하게 버스바(106B, 202, 108B)의 전기 전도성 섹션보다 적어도 10배 더 작은 전기 전도성 섹션을 갖는다.The lower surface of each high-
유사하게, 각각의 로우-사이드 스위치(114)의 하부 면은 로우-사이드 스위치(114)를 기계적으로 부착하기 위해 부분 버스바(202)의 상부 면에 대해 가압되고 그리고 부분 버스바(202)에 납땜된다. 이러한 부착은 또한 그 제 1 메인 단자를 상 버스바(122)에 전기적으로 연결하는 것을 가능하게 한다.Similarly, the lower surface of each low-
또한, 제 1 서브-모듈은, 각각의 로우-사이드 스위치(114)에 대해, 로우-사이드 스위치와 로컬 버스바를 전기적으로 연결하기 위해서 로우-사이드 스위치(114)의 상부 면으로부터 로우-사이드 스위치(114)의 각각의 하나까지 연장되는, 예를 들어 알루미늄으로 제조된 하나 또는 바람직하게 복수의 전도성 스트립(212)을 포함한다. 전도성 스트립(212)은 버스바(106B, 202, 108B)의 전기 전도성 섹션보다 적어도 10배 더 작은 전기 전도성 섹션을 갖는 것이 바람직하다.In addition, the first sub-module is, for each low-
제 2 서브-모듈은 예를 들어 솔더링, 브레이징 또는 나사결합에 의해 부분 버스바(202)에 부착된 다른 부분 버스바(204)를 포함하여, 둘은 서로 기계적으로 부착되고 전기적으로 연결된다. 따라서, 각 상 버스바(122)는 2개의 부분 버스바(202, 204)를 포함한다.The second sub-module comprises another
그들의 단부를 제외하고, 부분 버스바(204)는 또한 1㎜와 2㎜ 사이, 예를 들어 1.5㎜의 두께를 갖는 수평 평면 플레이트의 형태를 취한다. 부분 버스바(204)의 단부 중 하나는 부분 버스바(202)에 대한 그들 부착을 용이하게 하기 위해 만곡형 형태를 취할 수 있다.Except for their ends, the
부분 버스바(204)는 전기 기계(130)의 상에 연결되도록 구성된 연결 단자(206)를 더 포함한다. 일반적으로, 연결 단자(206)의 형태는 전기 기계(130)의 상 단자의 형태에 링크연결된다.The
제 2 서브-모듈은 에어 갭이 제공된 자기 토러스(208)를 각 부분 버스바(204) 주위에 포함하며, 여기서 홀 효과 센서(도시하지 않음)는 대응 연결 단자(206)를 통해 흐르는 상 전류를 측정하기 위해 배치되도록 구성된다.The second sub-module comprises around each partial busbar 204 a
도 3을 참조하면, 참조부호(200)로 표시된 제 1 서브-모듈은 이들을 보호하기 위해 포지티브 로컬 버스바(106B), 네가티브 로컬 버스바(108B), 부분 버스바(202), 스위치(112, 114) 및 전도성 스트립(210, 212) 둘레로 연장되는 에폭시 수지 오버몰딩(302)을 더 포함한다. 따라서, 에폭시 수지 오버몰딩(302)은 특히 버스바(106B, 202, 108B) 및 스위치(112, 114)를 커버하는 전기 절연체를 형성한다. 에폭시 수지 오버몰딩(302)은 버스바(106B, 202, 108B) 반대편의 상부 면(304)을 갖는다. 이 상부 면(304)은 평면이고 수평이다. 오버몰딩(302)에 사용되는 재료는 예를 들어 80N/㎟보다 큰 굴곡 한계, 바람직하게 100N/㎟보다 큰 굴곡 한계를 갖는다. 예를 들어, 오버몰딩(302)에 사용되는 재료는 휨 한계가 140N/㎟인 G720E type H가 표시된 에폭시 수지, 또는 굴곡 한계가 105N/㎟인 XE8495가 표시된 에폭시 수지일 수 있다.Referring to FIG. 3 , a first sub-module denoted by
도 6을 참조하면, 스위치(112)가 장착된 포지티브 로컬 버스바(106B)의 상부 면 반대편의 포지티브 로컬 버스바(106B)의 하부 면은 에폭시 수지(302)의 오버몰딩에 의해 커버되지 않은 부분(S1)을 갖는다. 유사하게, 스위치(114)가 장착된 부분 버스바(202)의 상부 면 반대편의 부분 버스바(202)의 하부 면은 에폭시 수지(302)의 오버몰딩에 의해 커버되지 않은 부분(S2)을 갖는다.Referring to FIG. 6 , the lower surface of the positive
도 4를 참조하면, 참조부호(201)로 표시된 제 2 서브-모듈은 자기 토러스(208)를 부분 버스바(204)에 기계적으로 부착된 상태로 유지하기 위해 자기 토ㄹ러스(208) 및 부분 버스바(204) 주위로 연장되는 플라스틱 재료(402)의 오버몰딩을 더 포함한다. 제 2 서브-모듈(201)은 오버몰딩(402)의 하부 면에 부착되고 그로부터 돌출하는 수평 금속 플레이트로 설명된 실시예에서 형성되는 방화 요소(404)를 더 포함한다. 금속 플레이트는 예를 들어 강판이다. 방화 요소(404)는 바람직하게 오버몰딩(402)의 하부 면으로부터 돌출된 영역 중 하나에 위치되는 적어도 하나의 가요성 블레이드(406)(설명된 실시예에서 3개)를 갖는다. 설명된 실시예에서, 각각의 가요성 블레이드(406)는 형상이 직사각형이며, 그 일 단부는 상향 접힘에 의해 방화 요소(404)의 나머지 부분에 연결된다. 각각의 가요성 블레이드(406)는 예를 들어 방화 요소(404)를 형성하는 금속 플레이트를 스탬핑함으로써 얻어진다. 방화 요소(404)는 예를 들어 0.5㎜와 1㎜ 사이의 두께를 갖는다.Referring to FIG. 4 , a second sub-module, denoted by
따라서, 완전한 전력 모듈(110)은 서로 부착된 도 3에 도시된 제 1 서브-모듈(200), 및 도 4에 도시된 제 2 서브-모듈(201)을 포함한다.Thus, the
도 5를 참조하면, 방화 요소(404)는 방화 요소(404)를 이에 부착하기 위해 오버몰딩(402)에 내장되도록 구성된 3개의 텅(502)을 더 구비한다.Referring to FIG. 5 , the
도 6을 참조하면, 각각의 스위치(112, 114)에 대해, 방화 요소(404)는 당해 스위치(112, 114)에 가장 가까운 전기 절연체(302)의 상부 면(304)의 부분(604)의 적어도 85%(설명된 실시예에서 100%)의 1㎜ 이내, 바람직하게 0.2㎜ 이내로 연장된다. 보다 정확하게, 이러한 부분(604)(도 6에서 굵은 점선으로 표시됨)은 당해 스위치(112, 114)에 가장 가까운 전기 절연체(302)의 상부 면(304)의 적어도 지점을 함께 그룹화한다. 스위치(112, 114)에 가장 가까운 이들 지점은 도 6에서 참조부호(606)로 표시된다. 설명된 실시예에서, 스위치(112, 114)에 가장 가까운 지점은 스위치(112, 114)와 수직으로 정렬된 지점이다. 따라서, 설명된 실시예에서, 방화 요소(404)는 스위치(112, 114)를 덮도록 적어도 스위치(112, 114) 위로 연장된다.Referring to FIG. 6 , for each
일반적으로, 부분(604)은 당해 스위치(112, 114)로부터 미리규정된 거리(D) 이하인 거리에 위치된 전기 절연체(302)의 상부 면(304)의 지점들을 함께 그룹화한다. 이러한 미리규정된 거리(D)는 당해 스위치(112, 114)와 오버몰딩(302)의 상부 표면(304) 사이에서 오버몰딩(302)의 두께(E)보다 크며, 상기 두께(E)는 당해 스위치(112, 114)와 오버몰딩(302)의 상부 면(304) 사이의 최소 거리에 대응한다. 미리규정된 거리(D)는 예를 들어 4㎜ 미만이다. 설명된 실시예에서는 약 2㎜이다.In general, the
전력 모듈(110)의 단락의 경우, 전도성 스트립(210, 212)은 이들이 파손될 때까지 점점 더 뜨거워진다. 그러나, 단단한 에폭시 수지에 매립되어 있기 때문에, 도전성 스트립(210, 212)의 피스들이 접촉 상태로 유지되어 전류가 흐를 수 있다. 다음에, 흐르는 전류는 스위치(110, 112)를 가열하고, 열은 오버몰딩(302)으로 확산되어 불이 붙는 상부 면(304)까지 확산된다. 각 스위치(110, 112)에 가장 가까운 지점은 스위치(110, 112)의 근접성으로 인해 가장 먼저 온도가 상승하는 지점이며, 그에 따라 우선적으로 보호해야 할 지점이다. 따라서, 방화 요소(404)의 존재는 화재의 확산을 방지하거나 또는 적어도 그것을 지연시키는 것을 가능하게 한다.In the event of a short circuit of the
도 7을 참조하면, 전압 변환기(104)는 스위치(112, 114)를 제어하기 위한 회로 기판(도시하지 않음), 예를 들어 인쇄 회로 기판을 수용하기 위한 하우징을 정의하는 케이싱(702)을 포함한다. 전압 변환기(104)는 특히 스위치(112, 114)로부터의 열을 발산시키도록 구성된 히트 싱크(704)를 더 포함한다. 히트 싱크(704)는 특히 방열 핀(706)을 포함한다. 히트 싱크(704)는 케이싱(702)을 히트 싱크(704)에 부착하기 위한 스크류(도시하지 않음)를 수용하기 위한 샤프트를 더 포함한다. 히트 싱크(704)는 또한 3개의 캐비티(708)를 포함한다.Referring to FIG. 7 ,
각각의 전력 모듈(110)은 케이싱(702)과 히트 싱크(704) 사이에 위치되도록 전기 절연 연결 요소(900)를 통해 캐비티(708) 중 하나의 바닥에 접착되도록 구성된다.Each
여기에 설명된 실시예에서, 전기 절연 연결 요소(900)는 예를 들어 열 접착제이다. 하나의 대안적인 실시예에서, 전기 절연 연결 요소는 열 페이스트이다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 전기 절연 연결 요소는 열 그리스이다.In the embodiments described herein, the electrically insulating
여기에 설명된 실시예에서, 전기 절연 연결 요소(900)는 플라스틱과 같은 고체 재료(도 7에 도시되지 않음)의 입자를 더 포함한다. 이러한 방식으로, 전기 절연 연결 요소(900)의 두께는 고체 재료의 입자의 직경에 의해 결정된다. 따라서, 전기 절연 연결 요소(900)가 전력 반도체 모듈(110)의 에폭시 수지의 오버몰딩 외부의 노출된 표면(S1, S2)과 히트 싱크(704) 사이에서 발생하는 전기 아크의 위험을 제한하기에 충분히 두꺼움을 보장하는 것이 가능하며, 이에 의해 특히 전력 모듈(110)이 가열되고 그리고 전기 절연 연결 요소(900)가 결과적으로 연화될 때 화재 발생의 위험을 제한한다.In the embodiment described herein, the electrically insulating
본 발명의 하나의 대안적인 실시예에서, 전기 절연 연결 요소(900)는 전력 모듈(110)의 표면(S1 및 S2)과 히트 싱크(704) 사이에 삽입된, 예를 들어 세라믹 또는 흑연으로 제조된 전기 절연 시트 또는 플레이트를 포함한다.In one alternative embodiment of the invention, the electrically insulating
본 발명의 다른 대안적인 실시예에서, 히트 싱크(704)의 캐비티(708)의 바닥은 예를 들어 캐비티(708) 바닥의 표면을 양극산화하여 얻은 전기 절연 재료의 필름으로 형성된다. 따라서, 히트 싱크(704)가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조되는 경우, 전기 절연 필름은 산화된 필름에 의해 형성된다.In another alternative embodiment of the present invention, the bottom of the
본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에서, 에폭시 수지(302)의 오버몰딩의 하부 면 및/또는 전력 모듈(110)이 부착되는 히트 싱크(704)의 캐비티(708) 바닥의 표면은 전기 연결 요소(900)의 두께를 제어하는 돌출부를 포함한다.In another alternative embodiment of the present invention, the bottom surface of the overmolding of the
따라서, 시트, 전기 절연 플레이트, 전기 절연 재료 필름 또는 돌출부의 사용은 전력 반도체 모듈(110)의 에폭시 수지 오버몰딩 외부의 노출된 표면(S1 및 S2)과 히트 싱크(704) 사이에서 발생하는 전기 아크의 위험 뿐만 아니라 그로 인해 발생할 수 있는 화재 발생의 위험을 제한한다.Accordingly, the use of a sheet, electrically insulating plate, electrically insulating material film, or protrusion is an electric arc generated between the
여기에 설명된 실시예에서 그리고 일단 전력 모듈(110)이 히트 싱크(704)에 접착되면, 이러한 히트 싱크(704)의 캐비티(708)는 전력 모듈(110)을 완전히 커버하도록 겔(950), 예를 들어 불연성 또는 불연소성 겔, 또는 난연제를 포함하는 겔로 적어도 부분적으로 채워진다.In the embodiment described herein and once the
변형으로서, 캐비티(708)는 전력 모듈(110)을 완전히 커버하도록 전기 절연체 또는 에폭시 수지로 적어도 부분적으로 채워진다.As a variant, the
따라서, 전력 모듈(110) 중 하나에서 화재 발생의 경우, 겔, 전기 절연체 또는 에폭시 수지가 화재가 확산되는 것을 방지하거나 적어도 지연시킨다.Thus, in the event of a fire in one of the
케이싱(702)이 히트 싱크(704)에 부착될 때, 케이싱(702)은 파워 모듈(110)을 히트 싱크(704)에 대해 압박하도록 변형하기 위해 하나 이상의 가요성 블레이드(406)를 지지하도록 구성된다. 바람직하게, 하나 이상의 가요성 블레이드(406)는, 케이싱(702)에 의해 일단 변형되면 전력 모듈(110)에 적어도 70N의 수직력을 전달하도록 설계된다. 따라서, 이러한 프레싱은 버스바가 시간이 지남에 따라 히트 싱크(704)로부터 멀어지고 전기 연결 요소(900)가 마모되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 프레싱은 또한 전력 모듈(110)을 히트 싱크(704)에 부착하기 위한 스크류의 사용을 회피할 수 있다.When the
바람직하게, 회로 기판은 케이싱(702)이 히트 싱크(704)에 부착되고 그리고 하나 이상의 가요성 블레이드(406)를 지지하기 전에 케이싱(702)에 수용되고 이에 부착된다.Preferably, the circuit board is received in and attached to the
도 8을 참조하면, 전력 모듈(110) 중 하나를 제조하기 위한 방법(800)이 이제 설명될 것이다.Referring to FIG. 8 , a
단계 802에서, 오버몰딩(302, 402)이 없는 제 1 및 제 2 서브-모듈(200, 201)이 얻어진다.In
단계 804에서, 에폭시 수지가 저압에서 주입되고, 다음에 가교되어 에폭시 수지 오버몰딩(302)을 형성한다. 저압 주입은 깨지기 쉬운 전도성 스트립(210, 212)의 손상을 방지하는 것을 가능하게 한다.In
단계 806에서, 플라스틱 재료(402)의 오버몰딩을 형성하기 위해 플라스틱 재료가 고압에서 주입된다.In
단계 808에서, 2개의 서브-모듈(200, 201)이 서로 부착된다. 이를 위해, 방화 요소(404)는 에폭시 수지 오버몰딩(302)의 상부 면(304)에 대해 접착되고, 부분 버스바(204)는 부분 버스바(202)에 부착된다.In
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않는다. 실제로, 수정이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiment. Indeed, it will be apparent to those skilled in the art that modifications may be made.
예를 들어, 오버몰딩(302)은 에폭시 수지 이외의 재료일 수 있다.For example, the
반대로, 방화 요소(404)는 오버몰딩(402)의 하부 면에 부착되지 않고 그리고 에폭시 수지(302)의 오버몰딩의 상부 면(304)에 대해 접착되지 않고, 부분 버스바(204)가 단계 808에서 부분 버스바(202)에 부착될 때 오버몰딩(402)의 하부 면과 에폭시 수지(302)의 오버몰딩의 상부 면(304) 사이에 단순히 삽입될 수 있다. 이러한 특정 실시예에서, 오버몰딩(402)의 하부 면은 오버몰딩된 스터드, 예를 들어 개수가 2개이고 원통형인 스터드를 포함하며, 상기 스터드는 오버몰딩(402)의 하부 면에서 돌출되고, 부분 버스바(204)가 단계 808에서 부분 버스바(204)에 부착될 때 에폭시 수지(302)의 오버몰딩의 상부 면(304)의 캐비티로 삽입되도록 구성된다.Conversely, the
또한, 사용된 용어는 이상에서 설명된 실시예의 구성요소에 한정되는 것으로 이해되어서는 안 되며, 오히려 당업자가 그들의 일반적인 지식으로부터 추론할 수 있는 모든 균등한 구성요소를 포괄하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terms used should not be construed as being limited to the components of the embodiments described above, but rather should be understood to encompass all equivalent components that those skilled in the art can deduce from their general knowledge.
Claims (15)
a. 히트 싱크(704),
b. 제 1 "메인" 전기 전도체(106B), 제 1 메인 전기 전도체(106B)의 제 1 표면에 장착된 제 1 전기 구성요소(112), 및 제 1 메인 전기 전도체(106B) 및 전기 구성요소(112)를 기밀하게 밀봉하는 전기 절연체(302)를 포함하는 전기 회로(110) ― 상기 전기 절연체(302)는 제 1 메인 전기 전도체(106B) 반대편의 상부 면(304)을 갖고, 상기 전기 회로(110)는 전기 절연 연결 요소(900)를 통해 상기 히트 싱크(704)에 접착됨 ―, 및
c. 상기 전기 절연체(302)의 상부 면(304)의 부분(604)의 적어도 85%에 대해 연장되거나 또는 전기 절연체(302)의 상부 면(340)의 부분(604)의 적어도 85%로부터 미리규정된 거리로 연장되는 방화 요소(fire protection element)(404) ― 이러한 부분(604)은 제 1 전기 구성요소(112)에 가장 가까운 전기 절연체(302)의 상부 면(304)의 하나 이상의 지점을 포함함 ―를 포함하는
전기 어셈블리.An electrical assembly comprising:
a. heat sink 704;
b. A first “main” electrical conductor 106B, a first electrical component 112 mounted to a first surface of the first main electrical conductor 106B, and a first main electrical conductor 106B and electrical component 112 ), an electrical circuit 110 comprising an electrical insulator 302 hermetically sealing the ) bonded to the heat sink 704 via an electrically insulating connecting element 900 , and
c. extend for at least 85% of the portion 604 of the top surface 304 of the electrical insulator 302 or predefined from at least 85% of the portion 604 of the top surface 340 of the electrical insulator 302 . a fire protection element 404 extending a distance - this portion 604 comprising one or more points of the top face 304 of the electrical insulator 302 closest to the first electrical component 112 - containing
electrical assembly.
상기 제 1 전기 구성요소(112)가 장착되는 제 1 표면 반대편의 제 1 전기 전도체(106B)의 제 2 표면은 상기 전기 절연체(302)에 의해 커버되지 않는 부분(S1)을 가지며, 상기 전기 절연체에 의해 커버되지 않은 상기 부분(S1)은 상기 전기 절연 연결 요소(900)를 통해 상기 히트 싱크(704)에 부착되는
전기 어셈블리.The method of claim 1,
A second surface of the first electrical conductor (106B) opposite the first surface to which the first electrical component (112) is mounted has a portion (S1) not covered by the electrical insulator (302), the electrical insulator The portion S1 not covered by is attached to the heat sink 704 via the electrically insulating connecting element 900 .
electrical assembly.
상기 전기 절연 연결 요소(900)는 고체 재료의 입자, 및/또는 전기 절연체(302)에 의해 커버되지 부분과 히트 싱크(704) 사이에 삽입된 전기 절연 시트 또는 플레이트를 포함하는
전기 어셈블리.3. The method according to claim 1 or 2,
The electrically insulating connection element 900 comprises particles of solid material, and/or an electrically insulating sheet or plate sandwiched between a heat sink 704 and a portion not covered by an electrical insulator 302 .
electrical assembly.
상기 전기 절연체(302)에 의해 커버되지 않은 상기 부분(S1)이 부착되는 상기 히트 싱크(704)의 표면이 전기 절연 재료의 필름으로 형성되는
전기 어셈블리.4. The method according to any one of claims 1 to 3 and
The surface of the heat sink 704 to which the portion S1 not covered by the electrical insulator 302 is attached is formed of a film of an electrical insulating material.
electrical assembly.
상기 전기 절연체(302)는 하부 면을 구비하며, 상기 하부 면 및/또는 상기 전기 회로가 부착되는 상기 히트 싱크(704)의 표면은 상기 전기 연결 요소(900)의 두께를 제어하는 돌출부를 포함하는
전기 어셈블리.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The electrical insulator (302) has a lower surface, wherein the lower surface and/or the surface of the heat sink (704) to which the electrical circuit is attached comprises a projection controlling the thickness of the electrical connection element (900)
electrical assembly.
상기 방화 요소(404)는 금속, 예를 들어 강재로 제조되며, 플레이트 형태인
전기 어셈블리.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The fire protection element 404 is made of metal, for example steel, and is in the form of a plate.
electrical assembly.
상기 전기 회로는 제 2 "메인" 전기 전도체(122)와, 제 1 전기 구성요소(112)를 제 2 메인 전기 전도체(122)에 연결하도록 구성된 적어도 하나의 전기 연결부(210)를 더 포함하며, 각각의 전기 연결부(210)는 제 1 메인 전기 전도체(106B)의 전기 전도성 섹션보다 적어도 10배 더 작은 전기 전도성 섹션을 갖는
전기 어셈블리.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The electrical circuit further comprises a second "main" electrical conductor (122) and at least one electrical connection (210) configured to connect the first electrical component (112) to the second main electrical conductor (122); Each electrical connection 210 has an electrically conductive section that is at least 10 times smaller than the electrically conductive section of the first main electrical conductor 106B.
electrical assembly.
자기 토러스(torus)(208)를 더 포함하고, 상기 전기 회로는 제 2 메인 전기 전도체(122)의 제 1 표면에 장착된 제 2 전기 구성요소(114)를 더 포함하며, 상기 제 2 메인 전기 전도체(122)는 서로 전기적으로 연결된 제 1 및 제 2 "부분" 전기 전도체(202; 204)를 포함하고, 상기 자기 토러스(208)는 제 2 부분 전기 전도체(204) 주위에 권취되는
전기 어셈블리.8. The method of claim 7,
further comprising a magnetic torus (208), the electrical circuit further comprising a second electrical component (114) mounted to a first surface of a second main electrical conductor (122), the second main electrical conductor (122) Conductor 122 includes first and second "part" electrical conductors 202; 204 electrically connected to each other, said magnetic torus 208 being wound around second partial electrical conductor 204.
electrical assembly.
상기 자기 토러스(208) 및 상기 제 2 부분 전기 전도체(204)를 둘러싸는 플라스틱 재료(402)의 오버몰딩을 더 포함하고, 상기 방화 요소(404)는 플라스틱 재료(402)의 오버몰딩의 하부 면과 전기 절연체(302)의 상부 면 사이에 삽입되는
전기 어셈블리.9. The method of claim 8,
an overmolding of a plastic material (402) surrounding the magnetic torus (208) and the second partial electrical conductor (204), wherein the fire protection element (404) is a lower surface of the overmolding of the plastic material (402) and the upper surface of the electrical insulator 302
electrical assembly.
상기 자기 토러스(208)를 둘러싸는 플라스틱 재료(402)의 오버몰딩은 오버몰딩의 하부 면으로부터 돌출되는 적어도 하나의 스터드를 포함하고, 상기 방화 요소(404)는 적어도 하나의 구멍을 포함하고, 상기 전기 절연체(304)의 상부 면은 적어도 하나의 캐비티를 포함하고, 상기 스터드는, 제 2 부분 전기 전도체(204)가 플라스틱 재료의 오버몰딩의 하부 면과 전기 절연체의 상부 면 사이에 방화 요소(404)를 유지하기 위해 제 1 부분 전기 전도체(202)에 전기적으로 연결될 때 상기 구멍 및 상기 캐비티 내로 삽입되도록 구성되는
전기 어셈블리.10. The method according to claim 8 or 9,
the overmolding of plastic material (402) surrounding the magnetic torus (208) comprises at least one stud protruding from a lower surface of the overmolding, the fire protection element (404) comprising at least one aperture; The upper surface of the electrical insulator 304 includes at least one cavity, the stud being configured such that the second partial electrical conductor 204 is positioned between the lower surface of the overmolding of plastic material and the upper surface of the electrical insulator. ) configured to be inserted into the aperture and the cavity when electrically connected to a first partial electrical conductor 202 to retain
electrical assembly.
제 2 전기 구성요소(114)를 제 3 "메인" 전기 전도체(108B)에 연결하도록 구성된 적어도 하나의 제 2 전기 연결부(212)를 더 포함하며, 각각의 제 2 전기 연결부(212)는 제 2 메인 전기 전도체(122)의 전기 전도성 섹션보다 적어도 10배 더 작은 전기 전도성 섹션을 갖는
전기 어셈블리.11. The method according to any one of claims 8 to 10,
It further comprises at least one second electrical connection 212 configured to connect the second electrical component 114 to the third “main” electrical conductor 108B, each second electrical connection 212 being a second electrical conductor 108B. having an electrically conductive section that is at least 10 times smaller than the electrically conductive section of the main electrical conductor 122 .
electrical assembly.
상기 제 2 부분 전기 전도체(204)는 솔더링(soldering), 브레이징(brazing) 또는 나사결합에 의해 상기 제 1 부분 전기 전도체(202)에 전기적으로 연결되는
전기 어셈블리.12. The method according to any one of claims 8 to 11,
The second partial electrical conductor 204 is electrically connected to the first partial electrical conductor 202 by soldering, brazing or screwing.
electrical assembly.
상기 히트 싱크(704)는 적어도 하나의 캐비티(708)를 포함하고, 상기 전기 회로는 상기 캐비티(708)의 바닥에 위치되는
전기 어셈블리.13. The method according to any one of claims 1 to 12,
The heat sink 704 includes at least one cavity 708 , wherein the electrical circuit is located at the bottom of the cavity 708 .
electrical assembly.
상기 캐비티(708)는 상기 전기 회로를 적어도 부분적으로 커버하기 위해 전기 절연체, 겔(950) 또는 에폭시 수지로 적어도 부분적으로 채워지는
전기 어셈블리.14. The method of claim 13,
The cavity 708 is at least partially filled with an electrical insulator, gel 950 or an epoxy resin to at least partially cover the electrical circuit.
electrical assembly.
상기 전압 변환기는 부품(702)을 더 포함하고, 상기 방화 요소(404)는 상기 전기 회로를 상기 히트 싱크(704)에 대해 가압하도록 상기 부품(702)에 의해 변형되도록 구성된 적어도 하나의 가요성 블레이드(406)를 구비하는
전압 변환기.15. A voltage converter comprising the electrical assembly of any one of claims 1 to 14, comprising:
The voltage converter further includes a component 702 , wherein the fire protection element 404 is at least one flexible blade configured to be deformed by the component 702 to press the electrical circuit against the heat sink 704 . having (406)
voltage converter.
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