KR20230156652A - 모듈형 전력 오버레이 디바이스 및 방법 - Google Patents

모듈형 전력 오버레이 디바이스 및 방법 Download PDF

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KR20230156652A
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KR
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pol
semiconductor switching
switching devices
terminal
modular
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KR1020230056938A
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English (en)
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리치앙 양
대럴 리 그라임스
리차드 앤서니 에딘스
승익 이
주드 에버렛 스완슨
Original Assignee
지이 애비에이션 시스템즈 엘엘씨
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Abstract

모듈형 POL 컴포넌트가 하프 브리지 변환기 토폴로지를 정의하기 위해 배열될 수 있고, 원하는 전력 출력에 기초하여 풀 브리지 또는 3상 AC 변환기 토폴로지를 정의하기 위해 다른 모듈형 POL 전력 컴포넌트들과 커플링될 수 있다. 어셈블링된 POL 컴포넌트들이 POL 전력 변환 디바이스를 정의하여 원하는 전력 출력을 제공하기 위해 공통 전기적 절연성 기판 상에 마운팅될 수 있다.

Description

모듈형 전력 오버레이 디바이스 및 방법{MODULAR POWER OVERLAY DEVICE AND METHOD}
관련 출원에 대한 상호참조
본 출원은 그 전체가 참조로서 본원에 포함되는, 2022년 5월 6일에 출원된, 미국 특허 출원 번호 17/738,498의 이익을 주장한다.
기술분야
본 개시는 일반적으로 전자 전력 변환기 디바이스(electronic power converter device) 및 방법, 더 구체적으로 모듈형 전력 오버레이 디바이스 및 그러한 디바이스를 구성하는 방법에 관한 것이다.
높은 전력 밀도들을 관리하기 위한 전력 전자 디바이스들에 대한 커지는 요구가 전력 전자 모듈 또는 전력 모듈의 개발로 이어져 왔다. 전력 모듈은, 전력 변환 기능을 수행하도록 상호연결된 전력 반도체 디바이스들과 같은 몇몇 전력 컴포넌트들을 일반적으로 포함하는 어셈블리이다. 전력 모듈들은 산업용 모터 드라이브들, 무정전 전력 공급기(uninterruptible power supply)들, 및 인버터들과 같은 전력 변환 장비에 사용된다. 전력 모듈들은 한 세트의 전력 반도체 컴포넌트들에 대한 패키징 또는 물리적 격납(physical containment)을 제공한다. 전력 반도체들(또는 "다이들")은 일반적으로, 전력 반도체들을 지지하고, 필요되는 곳에 전기적 및 열적 접촉과 전기적 절연을 제공하는 전력 전자 기판 상에 납땜되거나 소결된다.
보다 최근에, 전력 모듈들이 POL(power overlay) 모듈 유형 패키징 및 상호연결 시스템을 점점 더 이용한다. 그러한 POL 모듈들은, 전력 반도체 디바이스들을 지지하고, 반도체 디바이스들과 외부 회로들 사이의 전기적 상호연결들을 제공하며, 정상 동작 동안 생성되는 열을 관리하기 위해 전도성 및 절연성 재료들의 다수의 층들을 사용한다.
첨부된 도면들을 참조하는, 당업자에게 지향되는 본 설명의, 이의 최적 모드를 포함한, 완전하고(full) 권리를 부여하는(enabling) 개시가 본 명세서에 제시된다.
도 1은 종래의 하프 브리지 변환기 회로(half-bridge converter circuit)의 개략도를 예시한다.
도 2는 본원에서 설명되는 다양한 양태들에 따른, 제1 POL 컴포넌트의 한 세트의 등각도(isometric view)들을 예시한다.
도 3a는 본원에서 설명되는 다양한 양태들에 따른, 모듈형 POL 디바이스의 등각도를 예시한다.
도 3b는 본원에서 설명되는 다양한 양태들에 따른 다른 모듈형 POL 디바이스의 등각도를 예시한다.
도 4는 종래의 하프 브리지 변환기 회로의 개략도를 예시한다.
도 5는 본원에서 설명되는 다양한 양태들에 따른, 다른 모듈형 POL 디바이스의 사시도를 예시한다.
도 6은 종래의 3상 브리지 변환기 회로(three-phase bridge converter circuit)의 개략도를 예시한다.
도 7은 본원에서 설명되는 다양한 양태들에 따른, 또 다른 모듈형 POL 디바이스의 개략도를 예시한다.
도 8은 본원에서 설명되는 다양한 양태들에 따른 모듈형 POL 디바이스를 구성하는 방법 흐름도를 예시한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "세트" 또는 한 "세트"의 요소들은 하나만을 포함한, 임의의 수의 요소들일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들 "일", "한", 및 "그"는 문맥이 달리 명백하게 지시하지 않는 한 복수 지시대상들을 포함한다.
모든 방향성 참조들(예를 들어, 방사방향, 축방향, 상, 저, 상향, 하향, 좌, 우, 측방향, 전, 후, 최상, 바닥, 위, 아래, 수직, 수평, 내, 외)은 본 개시의 독자들의 이해를 돕기 위한 식별 목적들을 위해서만 사용되며, 특히 위치, 배향, 또는 이들의 사용에 관한 제한들을 생성하지 않는다. 연결 참조들(예를 들어, 부착된, 커플링된, 연결된, 및 결합된)은 넓게 해석되어야 하며, 달리 표시되지 않는 한, 한 무리(collection)의 요소들 간의 중간 부재들 및 요소들 간의 상대적 이동을 포함할 수 있다. 이와 같이, 연결 참조들은 2개의 요소들이 직접적으로 연결되고 서로에 대해 고정된 관계에 있음을 반드시 의미하지 않는다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "반도체 디바이스"는, 비제한적인 예시들로서, 전력 트랜지스터, 전력 다이오드, 또는 아날로그 증폭기와 같은 특정 기능들을 수행하는 반도체 컴포넌트, 디바이스, 다이 또는 칩을 지칭한다. 일반적인 반도체 디바이스들은, 반도체 디바이스를 외부 회로부(external circuitry)에 연결하기 위해 사용되고 반도체 디바이스 내의 내부 요소들에 전기적으로 커플링되는 접촉부들 또는 접촉 패드들로서 본원에서 지칭되는 I/O(input/output) 상호연결부들을 포함한다. 본원에서 설명되는 반도체 디바이스들은, 예를 들어 스위치 모드 전력 공급기(switched mode power supply)들과 같은, 전력 전자 회로들에서 전기적으로 제어 가능한 스위치들 또는 변환기들로서 사용되는 전력 반도체 디바이스들일 수 있다. 반도체 디바이스들의 비제한적인 예시들은, IGBT(insulated gate bipolar transistor)들, MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)들, BJT(bipolar junction transistor)들, IGCT(integrated gate-commutated thyristor)들, GTO(gate turn-off) 사이리스터(thyristor)들, SCR(Silicon Controlled Rectifier)들, Si(Silicon), SiC(Silicon Carbide), GaN(Gallium Nitride), 및 GaAs(Gallium Arsenide)와 같은 재료들을 포함하는 다이오드들 또는 다른 디바이스들 또는 디바이스들의 조합들을 포함한다. 반도체 디바이스들은 또한, 비제한적인 예시들로서, 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 메모리 디바이스, 비디오 프로세서, 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 디지털 논리 디바이스들일 수 있다.
설명 및 이해의 용이성을 위해, 첨부한 도면들이 반드시 축척대로 도시되지 않았으며, 개략적으로 묘사될 수 있는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면들 내의 특정 요소들이 도면들에 묘사된 다른 요소들에 비해, 예시된 것보다 크거나 작을 수 있다. 아래에서 개시되는 POL 모듈의 다양한 양태들이 도면들에 도시되고 반도체 디바이스, 상호연결 배선(interconnection wiring) 및 전자 패키지 단자들의 특정 배열을 포함하는 것으로서 설명되는 반면, 대안적인 배열들 및 구성들이 또한 구현될 수 있고 따라서 구체적으로 예시된 디바이스들 및 이들의 배열들에만 양태들이 제한되지 않는다는 점이 이해된다. 즉, 본원에서 개시되는 양태들은 또한, 추가적인 전자 컴포넌트들을 포함할 수 있고 하나 이상의 대안적인 디바이스 유형의 음향 디바이스들, 마이크로파 디바이스들, 밀리미터 디바이스들, RF 통신 디바이스들, 및 MEMS(micro-mechanical) 디바이스들을 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있는 전자 패키지들을 망라하는 것으로 이해되어야 한다.
본원에서 개시되는 POL 컴포넌트들 및 모듈형 디바이스들의 양태들이 토폴로지를 정의하는 하나 이상의 반도체 디바이스에 대한 상호연결 및 물리적 지지 또는 격납을 제공하는 반도체 디바이스 모듈 또는 전력 모듈을 포함할 수 있다는 점이 고려된다. 본원에서 설명되는 양태들은 또한, 하나 이상의 저항기, 캐패시터, 인덕터, 필터, 스위치 및 유사한 디바이스 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이 용어들 "전기 컴포넌트" 및 "전자 컴포넌트"는, 위에서 설명된 다양한 유형들의 반도체 디바이스들 뿐만 아니라 저항기들, 캐패시터들, 인덕터들, 필터들 및 유사한 수동 디바이스들, 및 에너지 스토리지 컴포넌트들 중 임의의 것을 망라하는 것으로 이해될 수 있다.
POL 패키징 및 상호연결 디바이스 또는 모듈은 전력 반도체 디바이스들을 포함한 전력 컴포넌트들에 대한 물리적 격납을 제공한다. 이 전력 반도체들, 또는 다이들은 일반적으로, 전력 반도체들을 지지하고, 전기적 및 열적 접촉과 전기적 절연을 제공하는 전력 전자 기판 상에 납땜되거나 소결되고, 이에 의해 개별 전력 컴포넌트들보다 높은 전력 밀도를 가능하게 한다.
종래의 POL 컴포넌트 아키텍처의 하나의 주목할만한 특징은 평면형 구리 상호연결 구조(planar copper interconnection structure)이다. 종래의 와이어 본드(wire bond)들 대신에, 일반적인 POL 상호연결 배열에 있는 디바이스들은, 필요에 따라 수동 요소들(예를 들어, 저항기들, 캐패시터들, 및 인덕터들)이 설치되거나 빌드업되면서, 절연성 폴리이미드 접착층을 관통하여 형성된 비아들에 의해 디바이스 연결 패드들에 직접적으로 연결된다.
종래의 POL 디바이스 제조 프로세스는 일반적으로, 접착제에 의한 유전체층 상의 하나 이상의 전력 반도체 디바이스의 배치로 시작한다. 유전체층을 관통하여 정의된 비아들에 의해 전력 반도체 디바이스(들)에 직접적인 금속성 연결부를 형성하기 위해 금속 상호연결부들(예를 들어, 구리 상호연결부들)이 이어서 유전체층 상에 전기도금된다. 금속 상호연결부들은 전력 반도체 디바이스(들)에의 그리고 전력 반도체 디바이스(들)로부터의 I/O(input/output) 시스템의 형성을 제공한다. POL 컴포넌트가 이어서 전기적 및 열적 연결을 위한 납땜되는 상호연결부들을 사용하여, 절연된 금속 기판[예를 들어, DBC(direct bond copper) 기판]에 납땜된다. 유전체층과 세라믹 기판 사이의 반도체 디바이스들 주위의 갭들이 이어서 POL 컴포넌트를 형성하기 위해 유전체 유기 재료를 사용하여 충전된다.
종래의 절연된 금속 기판들은 종종 3개의 층들, 즉 세라믹 절연층이 사이에 끼워진(sandwiched) 금속 최상층과 금속 바닥층으로 구성된다. 절연된 금속 기판의 절연층은 금속 최상층을 금속 바닥층과 전기적으로 절연한다. 금속층들은 세라믹층에 직접적으로 본딩되거나 납땜된다. 금속 절연 기판은 일반적으로 베이스플레이트(baseplate)에 대해 반대 측(예를 들어, 바닥 측)에 납땜될 수 있다. 많은 경우들에서, 베이스플레이트는 구리로 형성되고, 납땜을 사용하여 금속 절연 기판의 바닥 금속층에 부착된다. 베이스플레이트는 일반적으로 종래의 히트 싱크(heat sink)에 또한 마운팅된다. 종래의 금속 절연 기판은 보통, 이들의 열적 전도성 및 강성으로 인해, 전기적 상호연결 구조를 동시에 제공하면서 반도체 디바이스들을 지지하도록, POL 컴포넌트들에 사용된다. 베이스플레이트의 강성은 POL 컴포넌트에 대한 추가적인 구조적 지지를 제공한다. 금속 절연 기판의 절연층 부분은 또한 디바이스들과 히트싱크 또는 섀시 사이의 전기적 격리를 제공할 수 있다.
종래의 POL 컴포넌트들은 종종 전기 전력 변환기들에, 가령 AC 드라이브 및 플렉서블 AC 송신 시스템들에 사용된다. 전력 변환기는, 입력 전압 파형을 특정된 출력 전압 파형으로 변환하는 전력 공급기 또는 전력 프로세싱 회로이다. 전력 변환기들과 연관된 제어기들이 내부에서 이용되는 스위치들의 전도 기간(conduction period)들을 선택적으로 제어함으로써 이들의 동작을 관리한다. 전력 변환기에 의해 이용되는 스위치들은 일반적으로 반도체 스위칭 디바이스들(예를 들어, MOSFET들, IGBT들 등)이다.
제어기와의 조합으로, 드라이브 회로(예를 들어, 게이트 드라이브 회로)가 제어기로부터의 명령 신호[예를 들어, PWM(pulse-width modulated) 신호]에 응답하여 이들의 동작을 제어하기 위해 각각의 반도체 스위치의 제어 단자(예를 들어, 게이트 단자)에 드라이브 신호를 선택적으로 제공하기 위해 종래에 이용된다.
이제 하나 이상의 예시가 도면들에 예시되는, 양태들에 대해 상세하게 참조가 이루어질 것이다. 각각의 예시는 양태들의 제한이 아닌, 양태들의 설명에 의해 제공된다. 실제로, 본 개시의 범위 또는 사상으로부터 벗어나지 않고 본 개시에서 다양한 수정들 및 변형들이 이루어질 수 있다는 점이 당업자에게 명백해질 것이다. 예를 들어, 일 양태의 일부로서 예시되거나 설명되는 특징들이 또 다른 양태를 산출하기 위해 다른 양태와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 본 개시가 첨부된 청구범위 및 이들의 등가물들의 범위 내로부터 오는 그러한 수정들 및 변형들을 커버한다는 점이 의도된다.
다양한 비제한적인 양태들이 MOSFET들 또는 IGBT들과 같은 다양한 스위칭 디바이스들 또는 이들의 조합을 사용하여 본원에서 묘사되고 설명되지만, 다른 양태들이 그와 같이 제한되지 않는다. 다른 비제한적 양태들은, 전기 신호에 응답하여 낮은 저항 상태와 높은 저항 상태 사이에서 상태를 스위칭할 수 있는 임의의 원하는 스위칭 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다양한 양태들에서의 스위칭 디바이스들은 제한 없이, 예를 들어 트랜지스터들, 게이트 정류 사이리스터(gate commutated thyristor)들, FET(field effect transistor)들, IGBT들, MOSFET들, 게이트 턴 오프 사이리스터들, 정전 유도 트랜지스터들, 정전 유도 사이리스터들, 및 이들의 조합들을 포함한 임의의 원하는 유형의 스위칭 요소를 포함할 수 있다.
본원에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 비제한적인 양태들이 하프 브리지 전력 변환기 토폴로지를 정의하기 위해 배열될 수 있다. 도 1은 참조를 위한 종래의 하프 브리지 전력 변환기 토폴로지의 전기적 개략도를 묘사한다. 이해될 바와 같이, 도 1의 개략도는 종래의 하프 브리지 변환기 회로(25)를 형성하기 위해 배열된 한 쌍의 상보형 n 채널 MOSFET 스위칭 디바이스들로서 묘사된 한 세트의 반도체 스위칭 디바이스들(24)을 예시한다. 한 쌍의 반도체 스위칭 디바이스들(24)은 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a) 및 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)를 포함할 수 있다. 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)는 제1 소스 단자(S1), 제1 게이트 단자(G1), 및 제1 드레인 단자(D1)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)는 제2 소스 단자(S2), 제2 게이트 단자(G2), 및 제2 드레인 단자(D2)를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 제1 소스 단자(S1)는, 출력 N상(neutral phase) 또는 단상(single-phase) AC 출력 노드 또는 단자(S1/D2)를 정의하기 위해 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 드레인 단자(D2)에 전기적으로 커플링된다. 동작시, 양의 DC 전압(+V)이 제2 소스 단자(S2)에 제공될 수 있고, 음의 DC 전압이 제1 드레인 단자(D1)에 제공될 수 있다. 각자의 제1 및 제2 반도체 스위칭 디바이스들(24a, 24b)의 게이트 단자들(G1, G2)은, 미리 결정된 주파수로 전도 상태와 비전도 상태 사이에서 제1 및 제2 반도체 스위칭 디바이스들(24a, 24b)을 동작시키고 이에 의해 출력 N상 또는 단상 AC 출력 단자(S1/D2)에 관하여 정현 파형 출력(sinusoidal waveform output) 또는 AC 전압을 제공하도록 구성된 게이트 드라이버 디바이스 또는 회로(미도시)에 통신 가능하게(communicatively) 커플링될 수 있다.
도 2는 비제한적인 양태에 따른 제1 POL 컴포넌트(10)의 비제한적인 양태를 예시한다. 예를 들어, 제1 POL 컴포넌트(10)는 등각도(17)에 도시된 최상부(13) 및 바닥이 위를 향하는 등각도(bottom-up isometric view)(19)에 도시된 바닥부(22)를 갖는 POL 서브어셈블리(9)를 포함할 수 있다. 다른 방식으로 말하자면, 등각도들(17 및 19)은 동일한 POL 서브 어셈블리(9)를 상이한 관점들에서 예시하고 있다. 제1 POL 컴포넌트(10)는 등각도(12)에 도시된 전기적 전도성 기판(8)을 더 포함할 수 있다. 본원에서 더 상세히 설명될 바와 같이, POL 서브어셈블리(9)의 바닥부(22)가 제1 POL 컴포넌트(10)를 형성하기 위해, 전기적 전도성 기판(8)에 커플링될 수 있다. 이 방식으로, 바닥부(22)가 최상부(13)와 전기적 전도성 기판(8) 사이에 끼워진다.
최상부(13)는 전기적 절연성 또는 비전도성 유전체층(21)의 제1 측(예를 들어, 최상 측)(21a) 상에 배치된 최상 전기적 전도성층(14)(예를 들어, 금속화된 층)을 포함할 수 있다. 최상 전도성층(14)은 그 위에 배치된 한 세트의 전도성 트레이스들(16)을 포함할 수 있다. 유전체층(21)은 제1 측(21a) 반대측에 있는 제2 측(예를 들어, 바닥 측)(21b)을 포함할 수 있다. 유전체층(21)은 제1 측(21a)으로부터 제2 측(21b)까지 연장되는, 관통하는 한 세트의 애퍼처(aperture)들(20)을 정의할 수 있다. 양태들에서, 최상 전도성층(14)은 유전체층(21)을 관통하는 한 세트의 비아들(20a)을 정의하기 위해 애퍼처들(20)을 관통하여 연장될 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 전도성 심(conductive shim)들(44)(예를 들어, 구리 심들)과 같은 하나 이상의 전기적 전도성 요소가 최상 전도성층(14) 상에 배치될 수 있다. 바닥부(22)는 제2 측(21b) 상에 배치된 한 세트의 전기 디바이스들(23)을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 제1 POL 컴포넌트(10)는, 유전체층(21) 상에 배열되고 제1 평면형 풋프린트(planar footprint)를 정의하는 한 세트의 전기 디바이스들(23)의 실질적으로 평면형인 배열을 정의할 수 있다. 최상 전도성층(14)이 한 세트의 전기 디바이스들(23)과 전기적으로 커플링될 수 있다. 예를 들어, 일부 양태들에서, 최상 전도성층(14)은, 유전체층(21)을 관통하여 정의된 한 세트의 비아들(20a)에 의해 한 세트의 전기 디바이스들(23)과 전기적으로 연결될 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 일부 양태들에서 최상 전도성층(14)은 한 세트의 비아들(20a), 또는 한 세트의 전도성 심들(44), 또는 둘 다에 의해 전기적 전도성 기판(8)에 전기적으로 커플링될 수 있다.
한 세트의 전기 디바이스들(23)은 한 세트의 반도체 스위칭 디바이스들(24)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 비제한적인 양태들에서, 반도체 스위칭 디바이스들(24)은 실리콘 탄화물 스위칭 디바이스들을 포함할 수 있다. 하나의 비제한적인 예시로서, 한 세트의 반도체 스위칭 디바이스들(24)은 MOSFET 유형 스위치들을 포함할 수 있다. 그러한 양태들에서, 반도체 스위칭 디바이스들(24) 각각이 각자의 게이트("G"), 소스("S"), 및 드레인("D") 단자들(미도시, 도 1을 보라)을 포함할 수 있다는 점이 이해될 것이다. 비제한적인 양태들에서, 반도체 스위칭 디바이스들(24)이 제1 측(27)(예를 들어, 최상 측), 및 반대측에 있는 제2 측, 예를 들어 바닥 측(도 2에서 볼 수 없음)을 포함할 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 반도체 스위칭 디바이스들(24)의 게이트 단자(G) 및 드레인 단자(D)가 각자의 반도체 스위칭 디바이스(24)의 양 측 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 비제한적인 양태들에서, 소스 단자(S) 및 게이트 단자(G)가 반도체 스위칭 디바이스들(24) 제1 측(27) 상에 배치될 수 있고, 드레인 단자(D)가 각자의 반도체 스위칭 디바이스들(24)의 반대측에 있는 제2 측 상에 배치될 수 있다.
일부 양태들에서, 한 세트의 전기 디바이스들(23)이 한 세트의 정류 컴포넌트(rectifying component)들(26)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 비제한적인 양태들에서, 정류 컴포넌트들(26)은 다이오드들을 포함할 수 있다. 다른 비제한적인 양태들에서, 정류 컴포넌트들은 추가적인 반도체 스위칭 디바이스들(24), 다이오드들, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 한 세트의 전기 디바이스들(23)은, 반도체 스위칭 디바이스들(24)의 각자의 게이트들을, 예를 들어 알려진 방식으로 여기에 게이트 드라이브 신호(미도시)를 제공함으로써 선택적으로 동작시키도록 구성된, 반도체 스위칭 디바이스들(24)에 전기적으로 커플링된 한 세트의 게이트 드라이버 디바이스들(28)(예를 들어, MOSFET 게이트 드라이버 디바이스들)을 더 포함할 수 있다.
일부 양태들에서, 제1 POL 컴포넌트(10)의 최상 전도성층(14)이 한 세트의 반도체 스위칭 디바이스들(24)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 일부 양태들에서, 제1 POL 컴포넌트(10)의 최상 전도성층(14)이 유전체층(21)을 관통하는 전도성 비아들(20a)에 의해 한 세트의 반도체 스위칭 디바이스들(24)과[예를 들어, 소스 단자(S) 및 게이트 단자(G)에] 전기적으로 커플링될 수 있다.
비제한적인 양태들에서, 전기적 전도성 기판(8)은 DBC 기판과 같은 절연된 금속 기판을 포함할 수 있다. 전기적 전도성 기판(8)은 제1 표면(8a)(예를 들어, 최상 표면) 및 반대측에 있는 제2 표면(8b)(예를 들어, 바닥 표면)을 정의할 수 있다. 전기적 전도성 기판의 제1 및 제2 표면들(8a, 8b)은 전기적 전도성 재료(예를 들어, 구리)로 형성될 수 있다. 제1 표면(8a)을 제2 표면(8b)과 전기적으로 절연하기 위해 전기적 전도성 기판(8)의 제1 표면(8a)과 제2 표면(8b) 사이에 전기적 절연성층(미도시)이 배치될 수 있다. 제1 표면(8a)이 한 세트의 반도체 스위칭 디바이스들(24)에 전기적으로 커플링(예를 들어, 납땜)될 수 있다. 예를 들어, 비제한적인 양태들에서, 제1 표면(8a)이 반도체 스위칭 디바이스들(24) 중 하나 이상의 각자의 드레인 단자(D)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 전기적 전도성 기판(8)의 제1 표면(8a)이 전도성 심들(44) 또는 비아들(20a), 또는 둘 다를 통해 최상 전도성층(14)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 전기적 전도성 기판(8)은, 전기적 상호연결 구조를 동시에 제공하면서 반도체 스위칭 디바이스들(24)을 지지하도록 배열될 수 있다.
예를 들어, 도 3a는, 한 세트의 반도체 스위칭 디바이스들(24) 및 다른 부분들이 명확화를 위해 생략된 제1 POL 컴포넌트(10)의 다른 비제한적인 양태의 사시도를 묘사한다. 비제한적인 양태들에서, POL 서브어셈블리(9)가 전기적 전도성 기판(8)에 커플링되고 제1 하프 브리지 전력 변환기 토폴로지를 정의하기 위해 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 제1 소스 단자(S1)는, 전도성 기판(8)의 외측 부분에 출력 N상 또는 단상 AC 출력 노드 또는 단자(S1/D2)를 정의하기 위해 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 드레인 단자(D2)에 전기적으로 커플링될 수 있다. AC 출력 단자(명확화를 위해 생략됨)가 전도성 기판(8)의 외측 부분에서 단상 AC 출력 노드 또는 단자(S1/D2)에 커플링될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 하프 브리지 모듈형 POL 디바이스(300)의 비제한적인 양태의 사시도가 도시된다. 비제한적인 양태들에서, 하프 브리지 모듈형 POL 디바이스(300)는 하프 브리지 전력 변환기를 정의할 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 제1 POL 컴포넌트(10)가 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)를 정의하기 위해 배열될 수 있다. 하프 브리지 모듈형 POL 디바이스(300)는, 전기적 절연성 또는 비전도성 베이스플레이트(325) 또는 타일 상에 지지 가능하게(supportably) 마운팅되거나 어셈블링된 [제1 POL 컴포넌트(10)를 포함하는] 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)를 포함할 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 전기적 절연성 베이스플레이트(325)는 전기적 및 열적 둘 다 절연성일 수 있다. 다른 비제한적인 양태들에서, 전기적 절연성 베이스플레이트(325)는 전기적 절연성 및 열적 전도성일 수 있다. 추가적으로, 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)의 비제한적인 양태들이 제1 DC 입력 노드(309) 및 제2 DC 입력 노드(310)를 더 포함할 수 있다. 제1 DC 입력 노드(309)는 제1 DC 입력 단자(311)를 포함할 수 있다. 제2 DC 입력 노드(310)는 제2 DC 입력 단자(312)를 포함할 수 있다. 제1 DC 입력 단자(311)는 제1 극성을 갖는 제1 DC 전압(V+)을 수신하도록 배열될 수 있고, 제2 DC 입력 단자(312)는 제2 극성을 갖는 제2 DC 전압(V-)을 수신하도록 배열될 수 있다. 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)는 그로부터 연장되는 AC 출력 단자(315)(예를 들어, 단상 AC 출력 단자)를 더 포함할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 제1 소스 단자(S1), 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 드레인 단자(D2)의 위치들은 대안적으로 도 3a에 묘사된 위치들과는 상이한, 최상 전도성층(14) 상의 위치들에 정의될 수 있다.
본원에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 비제한적인 양태들에서, 하프 브리지 모듈형 POL 디바이스(300)는, 원하는 회로를 모듈형으로(modularly) 구축하기 위해 다양한 배열들로 다른 하프 브리지 모듈형 POL 디바이스들(300)과 선택적으로 그리고 바람직하게(advantageously) 조합될 수 있는 "하프 브리지 구축 블록" 또는 모듈형 하프 브리지 회로 요소를 정의할 수 있는 모듈형 컴포넌트를 정의하기 위해 선택되고 배열될 수 있다. 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)의 선택은, 미리 결정된 AC 전력 출력 변환 요구에 기초할 수 있다.
제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)의 비제한적인 양태들에서, 도 2에 묘사된 제1 POL 컴포넌트(10)의 한 세트의 전기 디바이스들(23)이 하프 브리지 전력 변환기 전기 토폴리지를 정의하기 위해 전기적으로 커플링되고 배열될 수 있다. 예를 들어, 비제한적인 양태들에서, 제1 POL 컴포넌트(10)의 한 세트의 전기 디바이스들(23)이 도 1에 예시된 하프 브리지 전력 변환기 회로(25)를 정의하기 위해 배열될 수 있다. 제1 POL 컴포넌트(10)의 한 세트의 반도체 스위칭 디바이스들(24)은, 한 세트의 게이트 드라이버 디바이스들(28)(도 2)로부터 한 세트의 전도성 트레이스들(16)에 의해 전달되는 게이트 신호들에 응답하여 선택적으로 동작 가능할 수 있다. 도 2의 하프 브리지 전력 변환기 회로(25)가 한 쌍의 반도체 스위칭 디바이스들(24)을 포함하는 것으로서 설명된 반면, 양태들이 그와 같이 제한되지 않으며, 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)의 비제한적인 양태들이 하프 브리지 전력 변환기 전기 토폴로지를 정의하기 위해 배열된 임의의 원하는 수의 반도체 스위칭 디바이스들(24)을 포함할 수 있다는 점이 이해될 것이다.
도 3b를 다시 참조하면, 비제한적인 양태들에서, 전기적 전도성 기판(8)의 전도성 제1 표면(8a)(도 2를 보라), 또는 최상 전도성층(14), 또는 둘 다가 (도 2에 도시된) 적어도 하나의 반도체 스위칭 디바이스(24)의 각자의 드레인 단자와 전기적으로 커플링될 수 있다. 이 의미에서, 전기적 전도성 기판(8)의 제1 표면(8a), 또는 최상 전도성층(14), 또는 둘 다가 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)의 제1 드레인 단자(D1)를 정의하기 위해 배열될 수 있다. 추가적으로, 제1 POL 컴포넌트(10)의, 최상 전도성층(14), 또는 전기적 전도성 기판(8)의 제1 표면(8a), 또는 둘 다가 제1 POL 컴포넌트(10)에 대한 제1 소스 단자(S1)를 정의하기 위해 적어도 하나의 반도체 스위칭 디바이스(24)의 각자의 소스 단자와 전기적으로 커플링될 수 있다. 따라서, 최상 전도성층(14) 또는 전기 전도성 기판(8)의 제1 표면(8a), 또는 둘 다가 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)에 대한 제1 소스 단자(S1)를 정의할 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 제1 DC 입력 단자(311)가 제1 드레인 단자(D1)에 전기적으로 커플링될 수 있고, 제2 DC 입력 단자(312)가 제2 소스 단자(S2)에 전기적으로 커플링될 수 있다.
제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)의 비제한적인 양태들에서, 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 소스 단자(S1)가 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 드레인 단자(D2)와 전기적으로 단락(short)될 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 전도성 심들(44) 중 하나 이상이, 최상 전도성층(14) 및 전기적 전도성 기판(8) 상에 이들과 전기 통신하게 배치될 수 있고 이에 의해 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 제1 소스 단자(S1)로부터 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 드레인 단자(D2)까지(도 1을 보라) 직접적인 저임피던스 전도성 경로(즉, 단락 회로)를 제공한다. 따라서, 그러한 양태들에서, 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 제1 소스 단자(S1)가 제2 반도체 스위칭 디바이스(24)의 제2 드레인 단자(D2)와 단락될 수 있고 이에 의해 최상 전도성층(14) 상에 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)의 제1 AC 출력 단자(315)를 형성하거나 정의한다. 도시된 바와 같이, 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 제1 소스 단자(S1)는, 최상 전도성층(14) 상에 출력 N상 또는 단상 AC 출력 노드 또는 단자(S1/D2)를 정의하기 위해 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 드레인 단자(D2)에 전기적으로 커플링된다. 다른 양태들이 그와 같이 제한되지 않으며, 단상 AC 출력 노드 또는 단자(S1/D2)가 대안적으로 전기적 전도성 기판(8) 상에 정의될 수 있다.
제1 DC 입력 단자(311), 제2 DC 입력 단자(312), 및 제1 AC 출력 단자(315)는 전도성 재료(예를 들어, 구리)로 형성되고, 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)(또는 이의 평면형 최상 표면)로부터 법선으로(normally) 외측으로 그리고 멀리 연장될 수 있다. 제1 DC 입력 단자(311), 제2 DC 입력 단자(312), 및 제1 AC 출력 단자(315) 각각은, 예를 들어 각자의 입력 또는 출력 컨덕터(미도시)와 전도성으로 연결하기 위한 기계적 나사형 인터페이스를 수용하도록 구성되거나 적응될 수 있다.
도 3b를 계속보면, 비제한적인 양태들에서, 제1 DC 입력 단자(311) 및 제2 DC 입력 단자(312)가 예를 들어 추가되는 강도 또는 강성에 대해 서로 비전도성으로 인접하는 것을 가능하게 하면서, 제1 DC 입력 단자(311)와 제2 DC 입력 단자(312) 사이의 전도성 접촉을 방지하기 위해, 전기적 절연성 재료(예를 들어, 절연성 시트)를 포함하는 비전도성 또는 제1 전기적 절연성층(313)이 제1 DC 입력 단자(311)와 제2 DC 입력 단자(312) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 비제한적인 양태들에서 제1 전기적 절연성층(313)은 제1 DC 입력 단자(311), 제2 DC 입력 단자(312), 또는 둘 다 상에 배치된 비전도성 파우더 코팅(non-conductive powder coating)을 포함할 수 있다. 전도성 표면 부분(317)이 제1 AC 출력 단자(315)의 커넥터 부분 위에, 그리고 비전도성 표면 부분(319)이 제1 AC 출력 단자(315)의 다른 부분 위에 배열될 수 있다. 비전도성 표면 부분(319)은 제1 AC 출력 단자(315)를 근위 전도성 부분들과 절연할 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 하프 브리지 모듈형 POL 디바이스(300)를 적어도 부분적으로 둘러싸기 위해 전기적 절연성 베이스플레이트(325)에 커버(미도시)가 선택적으로 부착될 수 있다.
제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)는 또한, 대응하는 제1 및 제2 게이트 단자들(G1, G2)과 전기적으로 커플링되고, 한 세트의 게이트 드라이버 디바이스들(28)(도 2를 보라)에 또한 전기적으로 커플링된 핀아웃 어셈블리(pinout assembly)(346)를 갖는 것으로 도시된다. 이 비제한적인 예시에서, 핀아웃 어셈블리(346)는 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)(또는 이의 평면형 최상 표면)로부터 법선으로 상향으로 그리고 멀리 연장된다. 그러나, 다른 양태들이 그와 같이 제한되지 않으며, 핀아웃 어셈블리(346)가 본원의 개시의 범위로부터 벗어나지 않고 임의의 원하는 방향으로 선택적으로 연장될 수 있다.
제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)는 하프 브리지 모듈형 POL 디바이스(300)를 형성하기 위해 전기적 절연성 베이스플레이트(325) 상에 마운팅되거나 지지 가능하게 수용된다. 각각의 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)는 따라서, 공통 전기적 절연성 베이스플레이트(325) 상에 마운팅되는 원하는 회로 토폴로지를 정의하기 위해 하나 이상의 추가적인 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)와 선택적으로 조합될 수 있는 구축 블록 요소로서 선택적으로 사용될 수 있는 모듈형 어셈블리를 정의할 수 있다. 이 방식으로, 본원에서 설명되는 양태들은, 하프 브리지 POL 컴포넌트(301)의 선택적 조합들을 통해, 풀 브리지 변환기 회로(full-bridge converter circuit)와 같은 완전 구성 가능한 전력 변환기 모듈들을 가능하게 할 수 있다.
도 4는 참조를 위한 종래의 풀 브리지 변환기 회로(43)의 전기적 개략도를 묘사한다. 이해될 바와 같이, 풀 브리지 변환기 회로는 n 채널 MOSFET 디바이스들로서 묘사된 두 쌍의 상보형 반도체 스위칭 디바이스들(24)을 포함한다. 두 쌍의 반도체 스위칭 디바이스들(24)은 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a), 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b), 제3 반도체 스위칭 디바이스(24c), 및 제4 반도체 스위칭 디바이스(24d)를 포함할 수 있다. 4개의 반도체 스위칭 디바이스들(24a, 24b, 24c, 24d) 각각은 각자의 소스 단자(S), 게이트 단자(G), 및 드레인 단자(D)를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 제1 소스 단자(S1)는, 제1 AC 출력 단자(45)(S1/D2)를 정의하기 위해 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 드레인 단자(D2)에 전기적으로 커플링된다. 추가적으로, 제3 반도체 스위칭 디바이스(24c)의 제1 소스 단자(S1)는, 제2 AC 출력 단자(46)(S1/D2)를 정의하기 위해 제4 반도체 스위칭 디바이스(24d)의 제2 드레인 단자(D2)에 전기적으로 커플링된다. 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 제1 드레인 단자(D1)와 제3 반도체 스위칭 디바이스(24c)의 제1 드레인 단자(D1)를 전기적으로 커플링하도록 제1 전도성 라인(47)이 배열될 수 있다. 제2 전도성 라인(48)이 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 소스 단자(S2)와 제4 반도체 스위칭 디바이스(24d)의 제2 소스 단자(S2)를 전기적으로 커플링할 수 있다.
동작시, 양의 DC 전압(+V)이 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 소스 단자(S2)와 제4 반도체 스위칭 디바이스(24d)의 제2 소스 단자(S2)에 제공될 수 있다. 음의 DC 전압(-V)이 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 제1 드레인 단자(D1)와 제3 반도체 스위칭 디바이스(24c)의 제1 드레인 단자(D1)에 제공될 수 있다. 4개의 반도체 스위칭 디바이스들(24a, 24b, 24c, 24d)의 각자의 게이트 단자들(G1, G2)이, 미리 결정된 주파수로 전도 상태와 비전도 상태 사이에서 각자의 반도체 스위칭 디바이스들(24a, 24b, 24c, 24d)을 동작시키고 이에 의해 제1 AC 출력 단자(45) 및 제2 AC 출력 단자(46)에 걸쳐 정현 또는 AC 파형 출력을 제공하도록 구성된 하나 이상의 게이트 드라이버 디바이스 또는 회로(미도시)에 전기적으로 커플링될 수 있다.
도 5는 풀 브리지 모듈형 POL 디바이스(400)의 비제한적인 양태를 묘사한다. 비제한적인 양태들에서, 풀 브리지 모듈형 POL 디바이스(400)는 풀 브리지 전력 변환기 회로를 정의할 수 있다. 풀 브리지 모듈형 POL 디바이스(400)는 공동 동작으로(cooperatively) 공통 전기적 절연성 베이스플레이트(425) 상에 마운팅되는 풀 브리지 POL 모듈(401)을 정의하기 위해 선택되고 배열된 2개의 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비제한적인 양태들에서, 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301a) 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트(301b)를 포함하는 한 쌍의 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301)이 어셈블링될 수 있고, 한 쌍의 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301)이 이어서 공동 동작으로 풀 브리지 POL 모듈(401)을 정의하기 위해 서로 전기적으로 커플링될 수 있다. 풀 브리지 POL 모듈(401)은, 풀 브리지 모듈형 POL 디바이스(400)를 정의하기 위해, 공통 전기적 절연성 베이스플레이트(425) 상에 어셈블링될 수 있다. 한 쌍의 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301)의 선택은, 미리 결정된 AC 전력 출력 변환 요구에 기초할 수 있다.
도 5가 단일 또는 통합 공통 전기적 절연성 베이스플레이트(425) 상에 배치되는 풀 브리지 POL 모듈(401)을 정의하는 제1 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b)을 묘사하는 반면, 다른 양태들이 그와 같이 제한되지 않는다는 점이 이해될 것이다. 다른 비제한적인 양태들에서, 전기적 절연성 공통 베이스플레이트(425)가 공통 전기적 절연성 베이스플레이트(425)를 형성하거나 정의하기 위해 선택적으로 함께 커플링되도록 배열된 한 세트의 전기적 절연성 베이스플레이트 세그먼트들(미도시)을 포함할 수 있다는 점이 고려된다.
하프 브리지 POL 모듈(401)의 비제한적인 양태들이 제1 DC 입력 노드(409) 및 제2 DC 입력 노드(410)를 포함할 수 있다. 제1 DC 입력 노드(409)는 제1 극성을 갖는 제1 DC 전압(V+)을 수신하도록 배열될 수 있고, 제2 DC 입력 노드(410)는 제2 극성을 갖는 제2 DC 전압(V-)을 수신하도록 배열될 수 있다. 제1 DC 입력 노드(409)는 제1 DC 입력 단자(411)를 포함할 수 있다. 제2 DC 입력 노드(410)는 제2 DC 입력 단자(412)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 풀 브리지 POL 모듈(401)의 제1 DC 입력 단자(411)는, 서로 전기적으로 커플링된, 제1 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b)의 각자의 제1 DC 입력 단자들(311)(도 3b에 묘사됨)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 비제한적인 양태들에서, 풀 브리지 POL 모듈(401)의 제2 DC 입력 단자(412)는, 서로 전기적으로 커플링된, 제1 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b)의 각자의 제2 DC 입력 단자들(312)(도 3b에 묘사됨)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 풀 브리지 POL 모듈(401)의 비제한적인 양태들은 그로부터 연장되는 제1 AC 출력 단자(415) 및 제2 AC 출력 단자(416)를 더 포함할 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 제1 AC 출력 단자(415)는 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301a)의 제1 AC 출력 단자(315)(도 3b에 묘사됨)에 대응할 수 있고, 제2 AC 출력 단자(416)는 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트(301b)의 제1 AC 출력 단자(315)(도 3b에 묘사됨)에 대응할 수 있다.
비제한적인 양태들에서, 그리고 도 1 및 도 4에 대한 추가 참조로, 풀 브리지 POL 모듈(401)을 형성하는 제1 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b)의 제2 DC 입력 단자(412)가 각자의 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301a)의 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 소스 단자(S2)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 각자의 제2 DC 입력 단자(412)는 또한, 풀 브리지 POL 모듈(401)의 제2 DC 입력 단자(412)를 정의하기 위해 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트(301b)의 제4 반도체 스위칭 디바이스(24d)의 제2 소스 단자(S2)에 전기적으로 커플링될 수 있다.
비제한적인 양태들에서, 풀 브리지 POL 모듈(401)의 제1 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b)은 제1 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b)의 각자의 드레인 단자(D1)에 전기적으로 커플링된 각자의 제1 DC 입력 단자(411)를 포함할 수 있다. 공동 동작으로 풀 브리지 POL 모듈(401)의 제1 DC 입력 단자(411)를 정의하기 위해 각자의 제1 DC 입력 단자들(411) 각각 사이에 제1 전도성 부재(477)가 배치되고 각자의 제1 DC 입력 단자들(411) 각각에 전기적으로 커플링될 수 있다. 예를 들어, 제1 전도성 부재(477)는, 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301a)의 제1 DC 입력 단자(411)에 제1 단부(477a)에서 전기적으로 커플링되고, 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트(301b)의 각자의 제1 DC 입력 단자(311)에 제2 단부(477b)에서 전기적으로 커플링될 수 있다. 이 방식으로, 제1 전도성 부재(477)와 제1 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b)의 각자의 제1 DC 입력 단자들(411)이 제1 DC 입력 단자(411)를 정의하기 위해 노드로서 함께 전기적으로 커플링된다.
비제한적인 양태들에서, 풀 브리지 POL 모듈(401)의 제1 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b)은 제1 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b)의 각자의 제2 소스 단자(S2)에 전기적으로 커플링된 각자의 제2 DC 입력 단자(312)를 포함할 수 있다. 공동 동작으로 풀 브리지 POL 모듈(401)의 제2 DC 입력 단자(412)를 정의하기 위해 각자의 제2 DC 입력 단자들(312) 각각 사이에 제2 전도성 부재(478)가 배치되고 각자의 제2 DC 입력 단자들(312) 각각에 전기적으로 커플링될 수 있다. 예를 들어, 제2 전도성 부재(478)는, 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301a)의 제2 DC 입력 단자(312)에 제1 단부(478a)에서 전기적으로 커플링되고, 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301a)의 제4 반도체 스위칭 디바이스(24d)의 제2 소스 단자(S2)에 제2 단부(478b)에서 전기적으로 커플링될 수 있다. 이 방식으로, 제2 전도성 부재(478)와 제1 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b)의 각자의 제2 DC 입력 단자들(312)이 제2 DC 입력 단자(412)를 정의하기 위해 노드로서 함께 전기적으로 커플링된다.
DC 입력 단자들(410) 각각은, 예를 들어 각자의 입력 컨덕터(미도시)와 전도성으로 연결하기 위한 기계적 나사형 인터페이스를 수용하도록 구성되거나 적응될 수 있다. 제1 및 제2 DC 입력 단자들(411, 412)이 예를 들어 추가되는 강도 또는 강성에 대해 서로 비전도성으로 인접하는 것을 가능하게 하면서 제1 DC 입력 단자(411)와 제2 DC 입력 단자(412) 사이의 전도성 접촉을 방지하기 위해 제1 DC 입력 단자(411)와 제2 DC 입력 단자(412) 사이에 전기적 절연성 재료(예를 들어, 절연성 시트)를 포함하는 비전도성 또는 제2 전기적 절연성층(413)이 배치될 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 제2 전기적 절연성층(413)은 제1 DC 입력 단자(411), 제2 DC 입력 단자(412), 또는 둘 다 상에 배치된 비전도성 파우더 코팅을 포함할 수 있다. 또 다른 비제한적인 양태들에서, 제2 전기적 절연성층(413)은 제1 DC 입력 단자(411)와 제2 DC 입력 단자(412) 사이에 에어 갭 또는 공간을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 AC 출력 단자들(415, 416) 각각은, 예를 들어 각자의 입력 컨덕터(미도시)와 전도성으로 연결하기 위한 기계적 나사형 인터페이스를 수용하도록 구성되거나 적응될 수 있다. 전도성 표면(446)이 제1 및 제2 AC 출력 단자들(415, 416)의 커넥터 부분 위에, 그리고 비전도성 표면(448)이 제1 및 제2 AC 출력 단자들(415, 416)의 다른 부분 위에 배열될 수 있다. 비전도성 표면(448)은 예를 들어, 제1 및 제2 AC 출력 단자들(415, 416)을 근위 전도성 부분들과 절연할 수 있다. 풀 브리지 모듈형 POL 디바이스(400)를 적어도 부분적으로 둘러싸기 위해 베이스플레이트(425)에 커버(미도시)가 부착될 수 있다.
유사한 방식으로, 비제한적인 양태들에서, 3개의 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301)이 공동 동작으로 3상 브리지 전력 변환기 디바이스를 정의하기 위해 모듈형으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 6은 참조를 위한 종래의 3상 브리지 전력 변환기 회로(63)의 전기적 개략도를 묘사한다. 이해될 바와 같이, 3상 브리지 전력 변환기 회로(63)는 n 채널 MOSFET 디바이스들로서 묘사된, 세 쌍의 상보형 반도체 스위칭 디바이스들(24)을 포함한다. 세 쌍의 반도체 스위칭 디바이스들(24)은, 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a), 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b), 제3 반도체 스위칭 디바이스(24c), 제4 반도체 스위칭 디바이스(24d), 제5 반도체 스위칭 디바이스(24e), 및 제6 반도체 스위칭 디바이스(24f)를 각각 포함할 수 있다. 6개의 반도체 스위칭 디바이스들(24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f) 각각은 각자의 소스 단자(S), 게이트 단자(G), 및 드레인 단자(D)를 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 제1 소스 단자(S1)는, 제1 AC 출력 단자(45)(S1/D2)를 정의하기 위해 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 드레인 단자(D2)에 전기적으로 커플링된다. 제3 반도체 스위칭 디바이스(24c)의 제1 소스 단자(S1)는, 제2 AC 출력 단자(46)(S1/D2)를 정의하기 위해 제4 반도체 스위칭 디바이스(24d)의 제2 드레인 단자(D2)에 전기적으로 커플링된다. 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 제1 드레인 단자(D1)와 제3 반도체 스위칭 디바이스(24c)의 제1 드레인 단자(D1)를 전기적으로 커플링하도록 제1 전도성 라인(47)이 배열될 수 있다. 제2 전도성 라인(48)이 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 소스 단자(S2)와 제4 반도체 스위칭 디바이스(24d)의 제2 소스 단자(S2)를 전기적으로 커플링할 수 있다. 추가적으로, 3상 브리지 변환기 회로(63)에 대해, 제5 반도체 스위칭 디바이스(24e)의 제1 소스 단자(S1)는, 제3 AC 출력 단자(49)(S1/D2)를 정의하기 위해 제6 반도체 스위칭 디바이스(24f)의 제2 드레인 단자(D2)에 전기적으로 커플링된다. 제3 반도체 스위칭 디바이스(24c)의 제1 드레인 단자(D1)와 제5 반도체 스위칭 디바이스(24e)의 제1 드레인 단자(D1)를 전기적으로 커플링하도록 제3 전도성 라인(67)이 배열될 수 있다. 제4 전도성 라인(68)이 제4 반도체 스위칭 디바이스(24d)의 제2 소스 단자(S2)와 제6 반도체 스위칭 디바이스(24f)의 제2 소스 단자(S2)를 전기적으로 커플링할 수 있다.
동작시, 양의 DC 전압(+V)이 제2 반도체 스위칭 디바이스(24b)의 제2 소스 단자(S2), 제4 반도체 스위칭 디바이스(24d)의 제2 소스 단자(S2) 및 제6 반도체 스위칭 디바이스(24f)의 제2 소스 단자(S2)에 제공될 수 있다. 음의 DC 전압(+V)이 제1 반도체 스위칭 디바이스(24a)의 제1 드레인 단자(D1), 제3 반도체 스위칭 디바이스(24c)의 제1 드레인 단자(D1) 및 제5 반도체 스위칭 디바이스(24e)의 제2 소스 단자(S2)에 제공될 수 있다. 6개의 반도체 스위칭 디바이스들(24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f)의 각자의 게이트 단자들(G1, G2)이, 미리 결정된 주파수로 전도 상태와 비전도 상태 사이에서 반도체 스위칭 디바이스들(24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f)을 동작시키고 이에 의해 제1 AC 출력 단자(45), 제2 AC 출력 단자(46), 및 제3 AC 출력 단자(49)에 걸쳐 정현 파형 또는 3상 AC 출력을 제공하도록 구성된 하나 이상의 게이트 드라이버 디바이스 또는 회로(미도시)에 통신 가능하게 커플링될 수 있다.
도 7은 3상 브리지 모듈형 POL 디바이스(700)의 비제한적인 양태를 묘사한다. 비제한적인 양태들에서, 3상 브리지 모듈형 POL 디바이스(700)는 풀 브리지 전력 변환기 회로를 포함할 수 있다. 3상 브리지 모듈형 POL 디바이스(700)는 공동 동작으로 3상 브리지 POL 모듈(701)을 정의하기 위해 선택되고 배열된 3개의 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301)(도 3b를 보라)을 포함할 수 있다. 3상 브리지 POL 모듈(701)은, 3상 브리지 모듈형 POL 디바이스(700)를 형성하기 위해, 공통 전기적 절연성 베이스플레이트(725) 상에 마운팅될 수 있다. 예를 들어, 비제한적인 양태들에서, 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301a), 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트(301b), 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트(301c)를 포함하는 3개의 제1 하프 브리지 POL 어셈블리들이 공동 동작으로 3상 브리지 POL 모듈(701)을 정의하기 위해 어셈블링되고 서로 전기적으로 커플링될 수 있다. 3상 브리지 POL 모듈(701)은, 3상 브리지 모듈형 POL 디바이스(700)를 정의하기 위해, 공통 전기적 절연성 베이스플레이트(725) 상에 어셈블링될 수 있다. 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301a), 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트(301b), 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트(301c)의 선택은 미리 결정된 AC 전력 출력 변환 요구에 기초할 수 있다.
도 7이 단일 또는 통합 공통 전기적 절연성 베이스플레이트(725) 상에 배치되는 것으로서 3상 브리지 POL 모듈(701)을 정의하는 제1, 제2, 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b, 301c)을 묘사하는 반면, 다른 양태들이 그와 같이 제한되지 않는다는 점이 이해될 것이다. 다른 비제한적인 양태들에서, 공통 전기적 절연성 베이스플레이트(725)가 공통 전기적 절연성 베이스플레이트(725)를 형성하거나 정의하기 위해 선택적으로 함께 커플링되도록 배열된 한 세트의 절연성 베이스플레이트 세그먼트들(미도시)을 포함할 수 있다.
3상 브리지 POL 모듈(701)의 비제한적인 양태들이 그로부터 연장되는 한 세트의 DC 입력 단자들(710)을 포함할 수 있다. 한 세트의 DC 입력 단자들(710)은 제1 DC 입력 단자(711) 및 제2 DC 입력 단자(712)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 3상 브리지 POL 모듈(701)의 제1 DC 입력 단자(711)는, 서로 전기적으로 커플링된, 제1, 제2, 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트(301a, 301b, 301c)의 각자의 제1 DC 입력 단자들(311)(도 3b에 묘사됨)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 비제한적인 양태들에서, 3상 브리지 POL 모듈(701)의 제2 DC 입력 단자(712)는, 서로 전기적으로 커플링된, 제1, 제2 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b, 301c)의 각자의 제2 DC 입력 단자들(312)(도 3b에 묘사됨)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 3상 브리지 POL 모듈(701)의 비제한적인 양태들은 그로부터 연장되는 제1 AC 출력 단자(715), 제2 AC 출력 단자(716), 및 제3 AC 출력 단자(717)를 더 포함할 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 제2 AC 출력 단자(716)는 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트(301b)의 제1 AC 출력 단자(315)에 대응할 수 있고, 제3 AC 출력 단자(717)는 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트(301c)의 제1 AC 출력 단자(315)에 대응할 수 있는 반면, 제1 AC 출력 단자(715)는 제1 하프 브리지 POL 컴포넌트(301a)의 제1 AC 출력 단자(315)에 대응할 수 있다.
비제한적인 양태들에서, 3상 브리지 POL 모듈(701)의 제1, 제2, 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b, 301c)은 제1, 제2, 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b, 301c)의 각자의 드레인 단자(D1)에 전기적으로 커플링된 각자의 제1 DC 입력 단자(711)를 포함할 수 있다. 공동 동작으로 3상 브리지 POL 모듈(701)의 제1 DC 입력 단자(711)를 정의하기 위해 제1 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b)의 각자의 제1 DC 입력 단자들(711) 사이에 제1 전도성 부재(477)가 배치되고 각자의 제1 DC 입력 단자들(711)에 전기적으로 커플링될 수 있고, 제2 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301b, 301c)의 각자의 제1 DC 입력 단자들(711) 사이에 제3 전도성 부재(479)가 배치되고 각자의 제1 DC 입력 단자들(711)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 이 방식으로, 제1 및 제3 전도성 부재들(477, 479)과 제1, 제2, 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b, 301c)의 각자의 제1 DC 입력 단자들(311)이 제1 DC 입력 단자(711)를 정의하기 위해 노드로서 함께 전기적으로 커플링된다.
비제한적인 양태들에서, 3상 브리지 POL 모듈(701)의 제1, 제2, 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b, 301c)은 제1, 제2 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b, 301c)의 각자의 제2 소스 단자(S1)에 전기적으로 커플링된 각자의 제2 DC 입력 단자(312)를 포함할 수 있다. 공동 동작으로 3상 브리지 POL 모듈(701)의 제2 DC 입력 단자(712)를 정의하기 위해 제1 및 제2 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301a, 301b)의 각자의 제2 DC 입력 단자들(312) 사이에 제2 전도성 부재(478)가 배치되고 각자의 제2 DC 입력 단자들(312)에 전기적으로 커플링될 수 있고, 제2 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301b, 301c)의 각자의 제2 DC 입력 단자들(312) 사이에 제4 전도성 부재(480)가 배치되고 각자의 제2 DC 입력 단자들(312)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 이 방식으로, 제2 및 제4 전도성 부재들(478, 480)과 제2 및 제3 하프 브리지 POL 컴포넌트들(301b, 301c)의 각자의 제2 DC 입력 단자들(312)이 제2 DC 입력 단자(712)를 정의하기 위해 노드로서 함께 전기적으로 커플링된다.
DC 입력 단자들(710) 각각은, 예를 들어 각자의 입력 컨덕터(미도시)와 전도성으로 연결하기 위한 기계적 나사형 인터페이스를 수용하도록 구성되거나 적응될 수 있다. 제1 및 제2 DC 입력 단자들(711, 712)이 서로 비전도성으로 인접하는 것을 가능하게 하면서 제1 DC 입력 단자(711)와 제2 DC 입력 단자(712) 사이의 전도성 접촉을 방지하기 위해 제1 DC 입력 단자(711)와 제2 DC 입력 단자(712) 사이에 전기적 절연성 재료(예를 들어, 절연성 시트)를 포함하는 비전도성 또는 제3 전기적 절연성층(713)이 배치될 수 있다. 비제한적인 양태들에서, 비전도성층은 제1 DC 입력 단자(711), 제2 DC 입력 단자(712), 또는 둘 다 상에 배치된 비전도성 파우더 코팅을 포함할 수 있다. 또 다른 비제한적인 양태들에서, 제3 전기적 절연성층(713)은 제1 DC 입력 단자(711)와 제2 DC 입력 단자(712) 사이에 에어 갭 또는 공간을 포함할 수 있다.
제1, 제2, 및 제3 AC 출력 단자들(715, 716, 717) 각각은, 예를 들어 각자의 입력 컨덕터(미도시)와 전도성으로 연결하기 위한 기계적 나사형 인터페이스를 수용하도록 구성되거나 적응될 수 있다. 각자의 전도성 표면(746)이 제1, 제2, 및 제3 AC 출력 단자들(715, 716, 717)의 커넥터 부분 위에, 그리고 각자의 비전도성 표면(748)이 제1, 제2, 및 제3 AC 출력 단자들(715, 716, 717)의 다른 부분 위에 배열될 수 있다. 각자의 비전도성 표면(748)은 예를 들어, 제1, 제2, 및 제3 AC 출력 단자들(715, 716, 717)을 근위 전도성 부분들과 절연할 수 있다. 풀 브리지 모듈형 POL 디바이스(400)를 적어도 부분적으로 둘러싸기 위해 공통 전기적 절연성 베이스플레이트(725)에 커버(미도시)가 부착될 수 있다.
도 8은 모듈형 POL 디바이스, 예를 들어 도 3b의 하프 브리지 모듈형 POL 디바이스(300)를 구성하는 방법(800)의 비제한적인 예시를 예시한다. 방법(800)은, AC 전력 출력 변환 요구를 결정하는 것에 의해 단계(810)에서 시작할 수 있다. 예를 들어, AC 전력 출력 요구는 부하에 공급될 원하는 또는 미리 결정된 전기 전력 신호일 수 있다. 다양한 비제한적인 양태들에 대한 특정 AC 전력 출력 요구가 미리 정의된 전기 부하일 수 있다는 점이 이해될 것이다. AC 전력 출력 요구는 AC 전기 신호로의 DC 전기 신호의 변환에 기초할 수 있다. 방법(800)은, AC 전력 출력 변환 요구에 기초하여, 제1 구성을 갖는 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들(301)을 선택하는 것에 의해 단계(820)에서 계속될 수 있고, 제1 구성은, 제1 측(21a) 및 반대측에 있는 제2 측(21b)을 갖는 유전체층(21), 유전체층의 제1 측(21a) 상에 배치된 최상 전도성층(14), 각자의 소스 단자를 포함하는 제1 측(27), 각자의 드레인 단자를 포함하는 반대측에 있는 제2 측을 각각 갖는 한 세트의 반도체 스위칭 디바이스들(24) - 한 세트의 반도체 스위칭 디바이스들(24)은 유전체층의 제2 측(21b) 상에 배치되고 제1 하프 브리지 변환기 회로를 정의하기 위해 배열되고, 최상 전도성층(14)은 유전체층(21)을 관통하여 각각의 각자의 소스 단자에 전기적으로 연결됨 - , 한 세트의 반도체 스위칭 디바이스들(24)의 각각의 각자의 드레인 단자에 전기적으로 커플링된, 유전체층(21)의 제2 측(21b)과 마주보는 제1 표면(8a)을 갖는 전기적 전도성 기판(8), 반도체 스위칭 디바이스들(24) 중 제1의 반도체 스위치 디바이스(24)의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링된 제1 DC 입력 단자(311), 반도체 스위칭 디바이스들(24) 중 제2의 반도체 스위치 디바이스(24)의 각자의 드레인 단자에 전기적으로 커플링된 제2 DC 입력 단자(312), 반도체 스위칭 디바이스들(24) 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스(24)의 각자의 드레인 단자, 및 반도체 스위칭 디바이스들(24) 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스(24)의 소스 단자에 전기적으로 커플링된 제1 AC 출력 단자(315), 전도성 기판(8)의 제2 표면(8b)과 마주보고 전도성 기판(8)의 제2 표면(8b)에 커플링된 전기적 절연성 베이스플레이트(325)를 포함한다.
방법(800)은, 풀 브리지 변환기 회로 및 3상 브리지 변환기 회로 중 하나를 정의하기 위해 각각의 선택된 제1 모듈형 POL 컴포넌트(301)의 각자의 제1 DC 입력 단자들(311, 312)을 함께, 그리고 각각의 선택된 제1 모듈형 POL 컴포넌트(301)의 각자의 제2 DC 입력 단자들을 함께 전기적으로 커플링하는 것에 의해 단계(830)에서 계속될 수 있다.
방법(800)은 단계(840)에서, 선택된 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들을 공통 전기적 절연성 베이스플레이트(325) 상에 마운팅하는 단계를 또한 포함할 수 있다.
묘사된 시퀀스는 예시적 목적들만을 위한 것이며, 방법의 부분들이 상이한 논리적 순서로 진행될 수 있고, 추가적이거나 중간 부분들이 포함될 수 있거나, 또는 방법의 설명된 부분들이 다수의 부분들로 분할될 수 있거나, 또는 방법의 설명된 부분들이 설명된 방법의 가치를 떨어뜨리지 않고 생략될 수 있다는 점이 이해되므로 임의의 방식으로 방법(800)을 제한하는 것을 의미하지 않는다.
아직 설명되지 않은 범위 내에서, 다양한 양태들의 상이한 특징들 및 구조들이 원하는 대로 서로 조합하여 사용될 수 있다. 하나의 특징이 모든 양태들에 예시되지 않은 것은 이것이 포함되지 않은 것으로 해석되도록 의미되는 것이 아닌, 설명의 간결함을 위해 행해진 것이다. 따라서, 새로운 양태들이 명시적으로 설명되는지 불문하고 본 개시의 새로운 양태들을 형성하기 위해 원하는 대로 상이한 양태들의 다양한 특징들이 혼합되고 매칭될 수 있다. 본원에서 설명된 특징들의 모든 조합들 또는 순열(permutation)들이 본 개시에 의해 커버된다.
본원에서 개시된 양태들은 하프 브리지 구성으로 구축 블록을 형성하기 위해 직접 본드 구리 기판 상에 어셈블링되는 하프 브리지 POL 모듈을 제공한다. 이 배열은 바람직하게 빠른 스위칭 및 고 전력 밀도를 위한 작은 폼팩터(formfactor) 및 저 인덕턴스를 갖는 POL 구조를 제공한다. 또한, 본원에서 개시된 양태들은 POL 타일들의 수를 변경함으로써 쉽고 용이하게 구성 가능할 수 있는 저 인덕턴스 POL 모듈들을 가능하게 하기 위해 모듈형 "구축 블록" 배열을 가능하게 한다. 본 개시에서, 동일한 하프 브리지 구축 블록, 즉 하프 브리지 모듈, 풀 브리지 모듈, 및 3상 모듈을 사용하여 적어도 3개의 유형들의 POL 모듈들이 가능해진다. 위의 양태들에서 실현될 수 있는 하나의 이점은, 위에서 설명된 양태들이 이전의 그러한 POL 모듈들보다 감소된 비용 및 제조 시간을 갖는다는 점이다.
아직 설명되지 않은 범위 내에서, 다양한 양태들의 상이한 특징들 및 구조들이 원하는 대로 서로 조합하여 사용될 수 있다. 하나의 특징이 모든 양태들에 예시되지 않을 수 있는 것은 이것이 포함되지 않을 수 있는 것으로 해석되도록 의미되는 것이 아닌, 설명의 간결함을 위해 행해진 것이다. 따라서, 새로운 양태들이 명시적으로 설명되는지 불문하고 새로운 양태들을 형성하기 위해 원하는 대로 상이한 양태들의 다양한 특징들이 혼합되고 매칭될 수 있다. 본원에서 설명된 특징들의 조합들 또는 순열들이 본 개시에 의해 커버된다.
이 기재된 설명은 최적 모드를 포함하여, 본 개시의 양태들을 개시하기 위해, 그리고 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 구성하고 사용하며 임의의 포함된 방법들을 수행하는 것을 포함하여, 당업자가 본 개시의 양태들을 실시하는 것을 가능하게 하기 위해 예시들을 사용한다. 이전의 설명에서, 또는 첨부한 도면들에서 설명된 특징들은, 개별적으로 그리고 이들의 임의의 조합으로, 본 개시를 이들의 다양한 형태들로 실현하기 위한 재료일 수 있다.
본 개시의 다양한 특성들, 양태들 및 이점들은 또한 열거된 양태들에서 정의되는 바와 같이 다음의 기술적 솔루션들에 제한되지 않는 것을 포함하여, 본 개시의 양태들의 임의의 순열로 구현될 수 있다:
1. 모듈형 POL(power overlay) 디바이스에 있어서, 제1 POL 컴포넌트를 포함하고, 제1 POL 컴포넌트는, 제1 측 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제1 유전체층; 제1 유전체층의 제1 측 상에 배치된 제1 전도성층; 각자의 소스 단자, 드레인 단자, 및 게이트 단자를 각각 포함하는 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들 - 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들은 제1 유전체층의 제2 측 상에 배치되고 공동 동작으로 제1 하프 브리지 변환기 회로를 정의하기 위해 배열되며, 제1 전도성층은 제1 유전체층을 관통하여 각각의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링됨 - ; 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들의 각각의 각자의 게이트 단자에 전기적으로 커플링된, 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들과 마주보는 제1 측, 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제1 전기적 전도성 기판; 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자에 전기적으로 커플링된 제1 DC 입력 단자를 포함하는 제1 DC 입력 노드; 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링된 제2 DC 입력 단자를 포함하는 제2 DC 입력 노드; 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 소스 단자, 및 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 드레인 단자에 전기적으로 커플링된 제1 AC 출력 단자; 및 제1 전기적 전도성 기판의 제2 측과 마주보고 제1 전기적 전도성 기판의 제2 측에 커플링된 전기적 절연성 베이스플레이트를 포함하는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
2. 1에 있어서, 제1 AC 출력 단자는 제1 전도성층 상에 배치되고 제1 전도성층에 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
3. 1 또는 2에 있어서, 제1 DC 입력 단자 및 제2 DC 입력 단자는 제1 전도성층 상에 배치되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
4. 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 제1 DC 입력 단자와 제2 DC 입력 단자 사이에 배치된 제1 전기적 절연성층을 더 포함하는, 모듈형 POL 디바이스.
5. 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 전기적 절연성 베이스플레이트에 커플링된 제2 POL 컴포넌트를 더 포함하고, 제2 POL 컴포넌트는, 제1 측 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제2 유전체층; 제2 유전체층의 제1 측 상에 배치된 제2 전도성층; 각자의 소스 단자, 드레인 단자, 및 게이트 단자를 각각 갖는 한 세트의 제2 반도체 스위칭 디바이스들 - 한 세트의 제2 반도체 스위칭 디바이스들은 제2 유전체층의 제2 측 상에 배치되고 공동 동작으로 제2 하프 브리지 변환기 회로를 정의하기 위해 배열되며, 제2 전도성층은 제2 유전체층을 관통하여 각각의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링됨 - ; 한 세트의 제2 반도체 스위칭 디바이스들의 각각의 각자의 게이트 단자에 전기적으로 커플링된, 한 세트의 제2 반도체 스위칭 디바이스들과 마주보는 제1 측, 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제2 전기적 전도성 기판; 제2 반도체 스위칭 디바이스들 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자에 커플링된 제3 DC 입력 단자; 제2 반도체 스위칭 디바이스들 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 소스 단자에 커플링된 제4 DC 입력 단자; 및 제2 반도체 스위칭 디바이스들 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자, 및 제2 반도체 스위칭 디바이스들 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 소스 단자에 전기적으로 커플링된 제2 AC 출력 단자를 포함하고; 제2 POL 컴포넌트는 공동 동작으로 풀 브리지 변환기 회로를 정의하기 위해 제1 POL 컴포넌트에 전기적으로 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
6. 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 제1 POL 컴포넌트의 제1 DC 입력 단자는, 제1 DC 입력 노드를 정의하기 위해 제1 전도성 부재에 의해 제2 POL 컴포넌트의 제3 DC 입력 단자에 전기적으로 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
7. 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 제1 POL 컴포넌트의 제2 DC 입력 단자는, 제2 DC 입력 노드를 정의하기 위해 제2 전도성 부재에 의해 제2 POL 컴포넌트의 제4 DC 입력 단자에 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
8. 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 제2 AC 출력 단자는 제2 전도성층 상에 배치되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
9. 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 제2 POL 컴포넌트의 제3 DC 입력 단자 및 제2 POL 컴포넌트의 제4 DC 입력 단자는 제2 전도성층 상에 배치되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
10. 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 제2 POL 컴포넌트의 제3 DC 입력 단자와 제2 POL 컴포넌트의 제4 DC 입력 단자 사이에 배치된 제2 전기적 절연성층을 더 포함하는, 모듈형 POL 디바이스.
11. 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 전기적 절연성 베이스플레이트에 커플링된 제3 POL 컴포넌트를 더 포함하고, 제3 POL 컴포넌트는, 제1 측 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제3 유전체층; 제3 유전체층의 제1 측 상에 배치된 제3 전도성층; 각자의 소스 단자, 드레인 단자, 및 게이트 단자를 각각 갖는 한 세트의 제3 반도체 스위칭 디바이스들 - 한 세트의 제3 반도체 스위칭 디바이스들은 제3 유전체층의 제2 측 상에 배치되고 공동 동작으로 제3 하프 브리지 변환기 회로를 정의하기 위해 배열되며, 제3 전도성층은 제3 유전체층을 관통하여 각각의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링됨 - ; 한 세트의 제3 반도체 스위칭 디바이스들의 각각의 각자의 게이트 단자에 전기적으로 커플링된, 한 세트의 제3 반도체 스위칭 디바이스들과 마주보는 제1 측, 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제3 전기적 전도성 기판; 제3 반도체 스위칭 디바이스들 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자에 커플링된 제5 DC 입력 단자; 제3 반도체 스위칭 디바이스들 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 소스 단자에 커플링된 제6 DC 입력 단자; 제3 반도체 스위칭 디바이스들 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자, 및 제3 반도체 스위칭 디바이스들 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 소스 단자에 전기적으로 커플링된 제3 AC 출력 단자를 포함하고; 제3 POL 컴포넌트는 공동 동작으로 3상 브리지 변환기 회로를 정의하기 위해 제2 POL 컴포넌트에 전기적으로 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
12. 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 제3 POL 컴포넌트의 제5 DC 입력 단자는 제2 POL 컴포넌트의 제3 DC 입력 단자에 전기적으로 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
13. 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 제3 POL 컴포넌트의 제6 DC 입력 단자는 제2 POL 컴포넌트의 제4 DC 입력 단자에 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
14. 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 제3 AC 출력 단자는 제3 전도성층 상에 배치되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
15. 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 제3 POL 컴포넌트의 제5 DC 입력 단자 및 제3 POL 컴포넌트의 제6 DC 입력 단자는 제3 전도성층 상에 배치되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
16. 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 제3 POL 컴포넌트의 제5 DC 입력 단자와 제3 POL 컴포넌트의 제6 DC 입력 단자 사이에 배치된 제3 전기적 절연성층을 더 포함하는, 모듈형 POL 디바이스.
17. 모듈형 POL 디바이스를 구성하는 방법에 있어서, 제1 구성을 갖는 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들을 선택하는 단계로서, 제1 구성은, 제1 측 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제1 유전체층; 제1 유전체층의 제1 측 상에 배치된 제1 전도성층; 각자의 소스 단자, 드레인 단자, 및 게이트 단자를 각각 갖는 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들 - 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들은 제1 유전체층의 제2 측 상에 배치되고 공동 동작으로 제1 하프 브리지 변환기 회로를 정의하기 위해 배열되며, 제1 전도성층은 제1 유전체층을 관통하여 각각의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링됨 - ; 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들의 각각의 각자의 게이트 단자에 전기적으로 커플링된, 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스과 마주보는 제1 측, 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제1 전기적 전도성 기판; 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링된 제1 DC 입력 단자; 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자에 전기적으로 커플링된 제2 DC 입력 단자; 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자, 및 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 소스 단자에 전기적으로 커플링된 제1 AC 출력 단자를 포함하는 것인, 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들을 선택하는 단계; 제1 DC 입력 노드를 정의하기 위해 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들의 각자의 제1 DC 입력 단자들을 함께 전기적으로 커플링하는 단계, 및 제2 DC 입력 노드를 정의하기 위해 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들의 각자의 제2 DC 입력 단자들을 함께 전기적으로 커플링하는 단계; 및 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들을 전기적 절연성 공통 베이스플레이트 상에 마운팅하는 단계를 포함하는, 모듈형 POL 디바이스를 구성하는 방법.
18. 17에 있어서, 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들의 각자의 제1 DC 입력 단자들을 함께 전기적으로 커플링하는 단계는 적어도 하나의 제1 전기적 전도성 부재를 통하는 것인, 방법.
19. 17 또는 18에 있어서, 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들의 각자의 제2 DC 입력 단자들을 함께 전기적으로 커플링하는 단계는 적어도 하나의 제2 전기적 전도성 부재를 통하는 것인, 방법.
20. 17 내지 19 중 어느 하나에 있어서, AC 전력 출력 변환 요구를 결정하는 단계를 더 포함하고, 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들을 선택하는 단계는 AC 전력 출력 변환 요구에 기초하는 것인, 방법.

Claims (20)

  1. 모듈형(modular) POL(power overlay) 디바이스에 있어서,
    제1 POL 컴포넌트를 포함하고, 상기 제1 POL 컴포넌트는,
    제1 측 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제1 유전체층;
    상기 제1 유전체층의 제1 측 상에 배치된 제1 전도성층;
    각자의 소스 단자, 드레인 단자, 및 게이트 단자를 각각 포함하는 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들 - 상기 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들은 상기 제1 유전체층의 제2 측 상에 배치되고 공동 동작으로(cooperatively) 제1 하프 브리지 변환기 회로(half-bridge converter circuit)를 정의하기 위해 배열되며, 상기 제1 전도성층은 상기 제1 유전체층을 관통하여 각각의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링됨 - ;
    상기 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들의 각각의 각자의 게이트 단자에 전기적으로 커플링된, 상기 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들과 마주보는 제1 측, 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제1 전기적 전도성 기판;
    상기 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자에 전기적으로 커플링된 제1 DC 입력 단자를 포함하는 제1 DC 입력 노드;
    상기 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링된 제2 DC 입력 단자를 포함하는 제2 DC 입력 노드;
    상기 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 상기 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 소스 단자, 및 상기 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 상기 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 드레인 단자에 전기적으로 커플링된 제1 AC 출력 단자; 및
    상기 제1 전기적 전도성 기판의 제2 측과 마주보고 상기 제1 전기적 전도성 기판의 제2 측에 커플링된 전기적 절연성 베이스플레이트(electrically insulative baseplate)
    를 포함하는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 AC 출력 단자는 상기 제1 전도성층 상에 배치되고 상기 제1 전도성층에 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 DC 입력 단자 및 상기 제2 DC 입력 단자는 상기 제1 전도성층 상에 배치되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 DC 입력 단자와 상기 제2 DC 입력 단자 사이에 배치된 제1 전기적 절연성층을 더 포함하는, 모듈형 POL 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 절연성 베이스플레이트에 커플링된 제2 POL 컴포넌트를 더 포함하고, 상기 제2 POL 컴포넌트는,
    제1 측 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제2 유전체층;
    상기 제2 유전체층의 제1 측 상에 배치된 제2 전도성층;
    각자의 소스 단자, 드레인 단자, 및 게이트 단자를 각각 갖는 한 세트의 제2 반도체 스위칭 디바이스들 - 상기 한 세트의 제2 반도체 스위칭 디바이스들은 상기 제2 유전체층의 제2 측 상에 배치되고 공동 동작으로 제2 하프 브리지 변환기 회로를 정의하기 위해 배열되며, 상기 제2 전도성층은 상기 제2 유전체층을 관통하여 각각의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링됨 - ;
    상기 한 세트의 제2 반도체 스위칭 디바이스들의 각각의 각자의 게이트 단자에 전기적으로 커플링된, 상기 한 세트의 제2 반도체 스위칭 디바이스들과 마주보는 제1 측, 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제2 전기적 전도성 기판;
    상기 제2 반도체 스위칭 디바이스들 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자에 커플링된 제3 DC 입력 단자;
    상기 제2 반도체 스위칭 디바이스들 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 소스 단자에 커플링된 제4 DC 입력 단자; 및
    상기 제2 반도체 스위칭 디바이스들 중 상기 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자, 및 상기 제2 반도체 스위칭 디바이스들 중 상기 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 소스 단자에 전기적으로 커플링된 제2 AC 출력 단자
    를 포함하고;
    상기 제2 POL 컴포넌트는 공동 동작으로 풀 브리지 변환기 회로(full bridge converter circuit)를 정의하기 위해 상기 제1 POL 컴포넌트에 전기적으로 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 POL 컴포넌트의 제1 DC 입력 단자는, 상기 제1 DC 입력 노드를 정의하기 위해 제1 전도성 부재에 의해 상기 제2 POL 컴포넌트의 제3 DC 입력 단자에 전기적으로 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 POL 컴포넌트의 제2 DC 입력 단자는, 상기 제2 DC 입력 노드를 정의하기 위해 제2 전도성 부재에 의해 상기 제2 POL 컴포넌트의 제4 DC 입력 단자에 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제2 AC 출력 단자는 상기 제2 전도성층 상에 배치되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제2 POL 컴포넌트의 제3 DC 입력 단자 및 상기 제2 POL 컴포넌트의 제4 DC 입력 단자는 상기 제2 전도성층 상에 배치되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 POL 컴포넌트의 제3 DC 입력 단자와 상기 제2 POL 컴포넌트의 제4 DC 입력 단자 사이에 배치된 제2 전기적 절연성층을 더 포함하는, 모듈형 POL 디바이스.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 전기적 절연성 베이스플레이트에 커플링된 제3 POL 컴포넌트를 더 포함하고, 상기 제3 POL 컴포넌트는,
    제1 측 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제3 유전체층;
    상기 제3 유전체층의 제1 측 상에 배치된 제3 전도성층;
    각자의 소스 단자, 드레인 단자, 및 게이트 단자를 각각 갖는 한 세트의 제3 반도체 스위칭 디바이스들 - 상기 한 세트의 제3 반도체 스위칭 디바이스들은 상기 제3 유전체층의 제2 측 상에 배치되고 공동 동작으로 제3 하프 브리지 변환기 회로를 정의하기 위해 배열되며, 상기 제3 전도성층은 상기 제3 유전체층을 관통하여 각각의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링됨 - ;
    상기 한 세트의 제3 반도체 스위칭 디바이스들의 각각의 각자의 게이트 단자에 전기적으로 커플링된, 상기 한 세트의 제3 반도체 스위칭 디바이스들과 마주보는 제1 측, 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제3 전기적 전도성 기판;
    상기 제3 반도체 스위칭 디바이스들 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자에 커플링된 제5 DC 입력 단자;
    상기 제3 반도체 스위칭 디바이스들 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 소스 단자에 커플링된 제6 DC 입력 단자;
    상기 제3 반도체 스위칭 디바이스들 중 상기 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자, 및 상기 제3 반도체 스위칭 디바이스들 중 상기 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 소스 단자에 전기적으로 커플링된 제3 AC 출력 단자
    를 포함하고;
    상기 제3 POL 컴포넌트는 공동 동작으로 3상 브리지 변환기 회로(three-phase bridge converter circuit)를 정의하기 위해 상기 제2 POL 컴포넌트에 전기적으로 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제3 POL 컴포넌트의 제5 DC 입력 단자는 상기 제2 POL 컴포넌트의 제3 DC 입력 단자에 전기적으로 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제3 POL 컴포넌트의 제6 DC 입력 단자는 상기 제2 POL 컴포넌트의 제4 DC 입력 단자에 커플링되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제3 AC 출력 단자는 상기 제3 전도성층 상에 배치되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제3 POL 컴포넌트의 제5 DC 입력 단자 및 상기 제3 POL 컴포넌트의 제6 DC 입력 단자는 상기 제3 전도성층 상에 배치되는 것인, 모듈형 POL 디바이스.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제3 POL 컴포넌트의 제5 DC 입력 단자와 상기 제3 POL 컴포넌트의 제6 DC 입력 단자 사이에 배치된 제3 전기적 절연성층을 더 포함하는, 모듈형 POL 디바이스.
  17. 모듈형 POL 디바이스를 구성하는 방법에 있어서,
    제1 구성을 갖는 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들을 선택하는 단계로서, 상기 제1 구성은,
    제1 측 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제1 유전체층;
    상기 제1 유전체층의 제1 측 상에 배치된 제1 전도성층;
    각자의 소스 단자, 드레인 단자, 및 게이트 단자를 각각 갖는 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들 - 상기 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들은 상기 제1 유전체층의 제2 측 상에 배치되고 공동 동작으로 제1 하프 브리지 변환기 회로를 정의하기 위해 배열되며, 상기 제1 전도성층은 상기 제1 유전체층을 관통하여 각각의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링됨 - ;
    상기 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들의 각각의 각자의 게이트 단자에 전기적으로 커플링된, 상기 한 세트의 제1 반도체 스위칭 디바이스들과 마주보는 제1 측, 및 반대측에 있는 제2 측을 갖는 제1 전기적 전도성 기판;
    상기 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 소스 단자에 전기적으로 커플링된 제1 DC 입력 단자;
    상기 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자에 전기적으로 커플링된 제2 DC 입력 단자;
    상기 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 상기 제1의 반도체 스위칭 디바이스의 각자의 드레인 단자, 및 상기 제1 반도체 스위칭 디바이스들 중 상기 제2의 반도체 스위칭 디바이스의 소스 단자에 전기적으로 커플링된 제1 AC 출력 단자를 포함하는 것인, 상기 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들을 선택하는 단계;
    제1 DC 입력 노드를 정의하기 위해 상기 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들의 각자의 제1 DC 입력 단자들을 함께 전기적으로 커플링하는 단계, 및 제2 DC 입력 노드를 정의하기 위해 상기 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들의 각자의 제2 DC 입력 단자들을 함께 전기적으로 커플링하는 단계; 및
    상기 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들을 전기적 절연성 공통 베이스플레이트 상에 마운팅하는 단계
    를 포함하는, 모듈형 POL 디바이스를 구성하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들의 각자의 제1 DC 입력 단자들을 함께 전기적으로 커플링하는 단계는 적어도 하나의 제1 전기적 전도성 부재를 통하는 것인, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들의 각자의 제2 DC 입력 단자들을 함께 전기적으로 커플링하는 단계는 적어도 하나의 제2 전기적 전도성 부재를 통하는 것인, 방법.
  20. 제17항에 있어서, AC 전력 출력 변환 요구(AC power output conversion demand)를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 한 세트의 제1 모듈형 POL 컴포넌트들을 선택하는 단계는 상기 AC 전력 출력 변환 요구에 기초하는 것인, 방법.
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