RU2514734C2 - Модуль выпрямителя тока с охлаждаемой системой шин - Google Patents

Модуль выпрямителя тока с охлаждаемой системой шин Download PDF

Info

Publication number
RU2514734C2
RU2514734C2 RU2011128362/07A RU2011128362A RU2514734C2 RU 2514734 C2 RU2514734 C2 RU 2514734C2 RU 2011128362/07 A RU2011128362/07 A RU 2011128362/07A RU 2011128362 A RU2011128362 A RU 2011128362A RU 2514734 C2 RU2514734 C2 RU 2514734C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rectifier module
cooler
bus system
current
supply line
Prior art date
Application number
RU2011128362/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011128362A (ru
Inventor
Штефан ХЕНЧЕЛЬ
Харальд ПОНАТ
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2011128362A publication Critical patent/RU2011128362A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2514734C2 publication Critical patent/RU2514734C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14329—Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for the configuration of power bus bars
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927—Liquid coolant without phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

Изобретение относится к модулю выпрямителя тока. Технический результат - создание модуля выпрямителя тока, система шин которого может охлаждаться простыми средствами без дополнительной трассировки и увеличения веса устройства в целом. Достигается тем, что модуль выпрямителя тока содержит, по меньшей мере, два силовых полупроводниковых модуля (2, 4), теплопроводно механически соединенных с жидкостным теплоотводом (6) и посредством системы (8) шин, которая имеет, по меньшей мере, две изолированные друг от друга токоведущие шины, электропроводно связанных с выводами модуля выпрямителя тока. Система (8) шин соединена с, по меньшей мере, одной линией (24) подачи охладителя, причем система (8) шин и линия (24) подачи охладителя образуют единый конструктивный узел. Посредством этой линии (24) подачи охладителя в соответствии с изобретением отводится дополнительная мощность потерь в ламинированной системе (8) шин. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к модулю выпрямителя тока согласно родовому понятию п.1 формулы изобретения.
Типовые модули выпрямителей тока, особенно для высоких мощностей, являются коммерчески доступными. В подобных модулях выпрямителей тока их силовые полупроводниковые модули, в особенности отключаемые силовые полупроводниковые модули, соединены низкоиндуктивными системами шин с выводами модуля выпрямителя тока. Это достигается тем, что применяемые токоведущие шины выполнены плоскими и уложены в стопку токоведущих шин. Соответственно между двумя плоскими токоведущими шинами размещен выполненный плоским изолирующий слой. Эти изолирующие слои выступают над плоскими токоведущими шинами, чтобы можно было поддерживать предельные значения для воздушных и поверхностных промежутков. Тем самым подобная низкоиндуктивная система шин содержит по меньшей мере две токоведущие шины и по меньшей мере один изолирующий слой. Для того чтобы систему шин применяемого силового полупроводникового модуля выполнить по возможности компактной, этот пакет шин ламинируется. За счет применяемых материалов, в частности материала ламинирования, эта система шин имеет температурный предел примерно 105°С.
Так как в коммерчески доступных силовых полупроводниковых модулях, в частности отключаемых силовых полупроводниковых модулях, например биполярных транзисторах с изолированным затвором (IGBT), токонесущая способность постоянно возрастает, в соответствии с этим возрастает плотность тока в токоведущих шинах системы шин, в частности ламинированной системы шин модуля выпрямителя тока. Это имеет следствием квадратичное возрастание потерь в системе шин, так что температура этой системы шин также возрастает. Предельная температура системы шин определяется используемыми материалами изолирующих слоев и материала ламинирования. Предпочтительным образом в настоящее время в модулях выпрямителей тока с изолирующей пленкой используются ламинированные системы шин. Здесь материал ламинирования ламинированной системы шин устанавливает температурный предел. Для применений выпрямителей тока это означает ограничение мощности, которая теперь обусловлена не используемыми силовыми полупроводниковыми модулями, а максимальной предельной температурой соответствующего материала ламинирования.
Очевидным решением этой проблемы является, с одной стороны, увеличение поперечного сечения каждой токоведущей шины системы шин, а с другой стороны, охлаждение этой системы шин, например, за счет естественной конвекции. За счет увеличения поперечного сечения токоведущих шин системы шин подобная система шин становится не только более дорогостоящей, но и имеет более высокий вес. Для того чтобы охладить систему шин посредством естественной конвекции, она должна таким образом быть размещена в устройстве выпрямителя тока, чтобы поток охлаждающего воздуха мог протекать через эту систему шин.
Из WO 2005/109505 А1 известна силовая полупроводниковая схема, система шин которой охлаждается. В этой силовой полупроводниковой схеме по меньшей мере один модуль припаян с внешней стороны на служащей как плюс- или минус-плата пластиноподобной токоведущей шине. Плюс- или минус-шины обычно размещены как самая верхняя или самая нижняя пластина пластинчатого пакета системы шин. Эта накрывающая шина, на которой размещен модуль, непосредственно охлаждается устройством охлаждения, причем это устройство охлаждения выполнено как воздушным или жидкостным. Это устройство охлаждения в виде слоя размещено между накрывающей шиной и, с использованием промежуточного слоя изоляции, другой, лежащей в параллельной плоскости пластиноподобной токоведущей шиной. Кроме того, под промежуточным слоем другого изолирующего слоя предусмотрена токоведущая шина нижней стороны. Эти токоведущие шины образуют вместе с устройством охлаждения очень компактное устройство. Элементы этого пакета системы шин связаны друг с другом посредством ламинирования. Так как в случае этой силовой полупроводниковой схемы речь идет об инверторе (преобразователе постоянного тока в переменный), под этим пакетом системы шин размещены два конденсатора промежуточного контура, которые через резьбовое соединение соединены с верхней или нижней токоведущей шиной.
Из DE 10 2007 003 875 А1 известен модуль выпрямителя тока с по меньшей мере двумя силовыми полупроводниковыми модулями, которые теплопроводно механически связаны с теплоотводом и посредством ламинированной системы шин электрически связаны друг с другом. По меньшей мере одна токоведущая шина этой ламинированной системы шин посредством по меньшей мере одного электрически изолирующего и теплопроводящего защитного элемента термически связана с теплоотводом. Посредством этих защитных элементов по меньшей мере одна токоведущая шина ламинированной системы шин термически связана с теплоотводом. Величина отводимого тепла определяет число теплопроводящих защитных элементов. Посредством этих защитных элементов ламинированная система шин также опирается в краевых областях. Посредством этих теплопроводящих защитных элементов ограничивается количество тепла, отводимого от ламинированной системы шин.
В основе изобретения лежит задача создать модуль выпрямителя тока, система шин которого может охлаждаться простыми средствами, причем этот модуль выпрямителя тока не должен трассироваться или заново конструироваться.
Эта задача решается в соответствии с изобретением отличительными признаками пункта 1 формулы изобретения.
За счет того, что линия охлаждающего средства с системой шин модуля выпрямителя тока связана теплопроводно, возникающая в системе шин мощность потерь может отводиться. Тем самым температура системы шин снижается, благодаря чему применяемые силовые полупроводниковые модули могут использоваться в соответствии с мощностью. Это означает, что соответствующий изобретению модуль выпрямителя тока по сравнению с коммерчески доступным модулем выпрямителя тока имеет более высокую мощность. Таким образом, мощность модуля выпрямителя тока более не определяется максимальной предельной температурой применяемого изолирующего материала системы шин, а вновь определяется мощностью применяемых силовых полупроводниковых модулей.
В предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению модуля выпрямителя тока система шин и линия подачи охладителя ламинированы друг с другом. За счет этого система шин и линия подачи охладителя образуют конструктивную форму, отдельные части которой пространственно зафиксированы друг с другом. Тем самым этой охлаждаемой системой шин можно манипулировать как любой коммерчески доступной ламинированной системой шин.
В другой предпочтительной форме выполнения модуля выпрямителя тока согласно изобретению линия подачи охладителя жидкостным образом связана с жидкостным теплоотводом модуля выпрямителя тока. Таким образом, линия подачи охладителя снабжается от жидкостного теплоотвода модуля выпрямителя тока, который также обозначается как первичный контур циркуляции. Это имеет преимущество, состоящее в том, что модуль выпрямителя тока остается неизменным от своих выводов.
В другой предпочтительной форме выполнения модуля выпрямителя тока согласно изобретению линия подачи охладителя размещена в форме меандра вдоль поверхности системы шин. Тем самым достигается то, что примерно вся поверхность системы шин модуля выпрямителя тока может охлаждаться.
В другой предпочтительной форме выполнения модуля выпрямителя тока согласно изобретению две линии охладителя размещены на поверхности системы шин таким образом, что соответствующая линия подачи охладителя размещена в плоскости соответствующего силового полупроводникового модуля. Для того чтобы каждая линия подачи охладителя независимо от других линий охладителя могла охлаждать участок системы шин в плоскости соответствующего силового полупроводникового модуля, эти обе линии подачи охладителя включены, в отношении подачи жидкости, параллельно друг к другу и к жидкостному теплоотводу модуля выпрямителя тока.
Для дальнейшего объяснения изобретения ссылки даются на чертежи, на которых схематично представлена форма выполнения:
Фиг.1 показывает коммерчески доступный модуль выпрямителя тока; и
Фиг.2 представляет систему шин модуля выпрямителя тока, соответствующего изобретению.
На фиг.1, где показано пространственное представление коммерчески доступного модуля выпрямителя тока, ссылочными позициями 2 и 4 обозначен соответствующий силовой полупроводниковый модуль, в частности отключаемый силовой полупроводниковый модуль, например биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT), ссылочной позицией 6 обозначен жидкостный теплоотвод (радиатор), ссылочной позицией 8 обозначена система шин, ссылочной позицией 10 - нагрузочный вывод, ссылочными позициями 12 и 14 - соответствующие выводы постоянного напряжения, ссылочной позицией 16 - ручка и ссылочной позицией 18 - опорные элементы. Кроме того, на этом представлении обозначены подвод 20 и отвод 22 охладителя.
Оба силовых полупроводниковых модуля 2 и 4 механически разъемно закреплены на жидкостном теплоотводе 6. Система 8 шин может иметь две токовые шины, например плюс-токовую шину и нагрузочную токовую шину, или нагрузочную токовую шину и минус-токовую шину, или три токовые шины, например, плюс-нагрузочную и минус-токовую шину. Число токовых шин системы 8 шин зависит от электрического монтажа обоих силовых полупроводниковых модулей 2 и 4. Если оба силовых полупроводниковых модуля 2 и 4 включены параллельно, то система 8 шин имеет только две токовые шины. Если, напротив, эти оба силовых полупроводниковых модуля 2 и 4 включены последовательно и образуют фазный модуль выпрямителя тока, то система 8 шин имеет три токовые шины. Если модуль выпрямителя тока применяется как фазный модуль, то три токовые шины системы 8 шин являются плюс-, нагрузочной и минус-токовой шинами. Эти токовые шины размещены друг над другом, причем между соответствующими двумя токовыми шинами размещен изолирующий слой, и ламинированы.
Эта система 8 шин соединена с электрическими выводами каждого силового полупроводникового модуля 2 и 4. Эти электрические вводы могут представлять собой паяный штифт или резьбовой болт. Начиная с определенной мощности силового полупроводникового модуля 2 и 4, силовые полупроводниковые модули 2 и 4 содержат в качестве электрических выводов только резьбовые болты. В соответствии со схемой соединения обоих силовых полупроводниковых модулей 2 и 4 их выводы электропроводно соединены соответственно с предопределенной токоведущей шиной ламинированной системы 8 шин. Эта ламинированная система 8 шин опирается не только на выводы силовых полупроводниковых модулей 2 и 4, но и на множество опорных элементов 18. Они размещены вдоль соответствующей продольной стороны модуля выпрямителя тока.
Так как в качестве теплоотвода этого модуля выпрямителя тока предусмотрен жидкостный теплоотвод (радиатор) 6, он содержит подвод 20 охладителя и отвод 22 охладителя. С помощью этих подвода и отвода 20 и 22 охладителя модуль выпрямителя тока связан посредством жидкости с контуром циркуляции охладителя. В качестве охлаждающей жидкости может применяться любая жидкость, в особенности водопроводная вода.
Так как токонесущая способность применяемых в модуле выпрямителя тока силовых полупроводниковых модулей 2 и 4 постоянно возрастает, также возрастает ток в токоведущих шинах ламинированной системы 8 шин. Это имеет следствием квадратичное возрастание потерь в ламинированной системе 8 шин. За счет этого повышается температура в ламинированной системе 8 шин. То, насколько высокой может быть предельная температура на ламинированной системе 8 шин, зависит от применяемых материалов. То есть материал ламинирования системы 8 шин устанавливает температурный предел. Это означает для применений выпрямителя тока ограничение по мощности, которое больше не определяется используемыми силовыми полупроводниковыми модулями 2 и 4, а определяется специфической для материала предельной температурой материала ламинирования.
Для того чтобы иметь возможность отвода возникающей в ламинированной системе 8 шин мощности потерь, эта система 8 шин снабжена линией 24 подачи охладителя (фиг.2). Эта линия 24 подачи охладителя соединена посредством охладителя с контуром циркуляции охладителя жидкостного теплоотвода 6. Контур циркуляции охладителя жидкостного теплоотвода 6 обозначается как первичный контур циркуляции, а жидкостный контур циркуляции линии 24 подачи охладителя - как вторичный контур циркуляции. Первичный и вторичный контур циркуляции могут включаться, в отношении подачи жидкости, параллельно или последовательно.
Для наглядности представления на фиг.2 приведен только пространственный вид системы 8 шин с линией 24 подачи охладителя, причем элементы системы 8 шин и линии 24 подачи охладителя еще не являются ламинированными друг с другом. Как упомянуто выше, модуль выпрямителя тока в качестве фазного узла многофазного выпрямителя тока содержит два силовых полупроводниковых модуля 2 и 4, которые электрически включены последовательно. Точка соединения этой схемы последовательного соединения двух силовых полупроводниковых модулей 2 и 4 образует вывод 10 на стороне переменного напряжения, в частности нагрузочный вывод. С этим нагрузочным выводом 10 электропроводно соединена токоведущая шина 26, также называемая нагрузочной токоведущей шиной системы шин 8. Выводы 12 и 14 постоянного напряжения модуля выпрямителя тока электропроводно соединены с соответствующей токоведущей шиной 28 или 30, которые также называются плюс- и минус-токоведущей шиной. Эти токоведущие шины 26, 28 и 30 размещены пространственно друг над другом, причем между соответствующими двумя соседними токоведущими шинами 26, 28 или 28, 30 размещен изолирующий слой. Таким образом, коммерчески доступная система шин фазного модуля содержит по меньшей мере пять слоев. Для того чтобы эти слои были механически фиксированы относительно друг друга, эта стопка из трех токоведущих шин 26, 28 и 30 и по меньшей мере двух изолирующих слоев 32 ламинирована между собой. Тем самым также поддерживаются требуемые воздушные и поверхностные промежутки.
В пространственном представлении согласно фиг.2 система 8 шин имеет только три слоя, а именно нижний слой, в котором размещены минус- и нагрузочная токоведущая шина 30 и 26, изолирующий слой, в котором размещен изолирующий слой 32, и верхний слой, в котором размещена плюс-токоведущая шина 28. На поверхности 34 верхней или нижней токоведущей шины 28 или 30 системы 8 шин не размещается дополнительный изолирующий слой. Изоляцию этих поверхностей 34 обеспечивает ламинат.
Согласно изобретению эта система 8 шин теперь снабжена линией 24 подачи охладителя, которая в этом представлении по фиг.2 выполнена в форме меандра на поверхности 34 плюс-токоведущей шины 28. Эта линия 24 подачи охладителя может также быть размещена на поверхности нижней токоведущей шины 30 в форме меандра. Также возможно, что соответствующая поверхность 34 верхней и нижней токоведущей шины 28 и 30 снабжена линией 24 подачи охладителя. При этом меандры размещены соответственно в области выводов обоих силовых полупроводниковых модулей 2 и 4. Вместо одной линии 24 подачи охладителя могут также размещаться две или более линий 24 подачи охладителя в системе 8 шин, в особенности на поверхности 34 плюс- или минус-токоведущей шины 28 или 30. Если эта система 28 шин используется для того, чтобы оба силовых полупроводниковых модуля 2 и 4 электрически соединять с тремя выводами 10 и 12 модуля выпрямителя тока, предпочтительным является, если предусмотрены две линии 24 подачи охладителя. Эти обе линии 24 подачи охладителя таким образом размещены на поверхности 34 плюс-токоведущей шины 28 системы 8 шин, что соответствующая линия 24 подачи охладителя, в частности ее меандр, размещена в плоскости силового полупроводникового модуля 2 или 4 на системе 8 шин. Это означает, что меандры каждой линии 24 подачи охладителя размещены, соответственно, на участке поверхности 34 плюс-токоведущей шины 28, которая накрывает размещенный под ней силовой полупроводниковый модуль 2 или 4. Для того чтобы каждая линия 24 подачи охладителя независимо одна от другой могла отводить тепло от участка системы 8 шин, обе эти линии 24 подачи охладителя включены, в отношении подачи жидкости, параллельно. Кроме того, обе линии 24 подачи охладителя посредством жидкости соединены с жидкостным теплоотводом 6 модуля выпрямителя тока. Так как для охлаждения системы 8 шин требуется только доля охлаждающей жидкости первичного контура циркуляции, охлаждающий контур циркуляции системы 8 шин, который обозначен как вторичный контур циркуляции, включен, в отношении подачи жидкости, параллельно первичному контуру циркуляции. То есть один конец линии 24 подачи охладителя связан с подводом 20 охладителя, а другой конец линии 24 подачи охладителя - с отводом 22 первичного контура циркуляции. Преимущество такого соединения двух контуров циркуляции охладителя состоит в том, что модуль выпрямителя тока со стороны подключения остается неизменным.
Так как согласно пространственному представлению системы 8 шин с линией 24 подачи охладителя согласно фиг.2 поверхность 34 плюс-токоведущей шины 28 системы 8 шин не снабжена изолирующим слоем, линия 24 подачи охладителя должна состоять из изолирующего, но термически хорошо проводящего материала, так как охладитель, который протекает через линию 24 подачи охладителя, находится под потенциалом. Если изолирующий слой имеется на этой поверхности 34, то линии 24 подачи охладителя не требуется быть изолирующей. Для того чтобы элементы системы 8 шин при ламинировании не сдвигались пространственно относительно друг друга, они пространственно фиксированы. Это также справедливо для линии 24 подачи охладителя. Она зафиксирована по своему положению на поверхности 34 плюс-токоведущей шины 28 системы 8 шин. Для этого линия 24 подачи охладителя может быть склеена с этой поверхностью 34. За счет ламинирования стопка из токоведущих шин 26, 28 и 30, изолирующего слоя 32 и линии 24 подачи охладителя получает механическую прочность.
За счет этой нанесенной на систему 8 шин линии 24 подачи охладителя снижается температура системы шин, благодаря чему применяемые силовые полупроводниковые модули 2 и 4 могут использоваться в соответствии с их мощностью. Это означает, что модуль выпрямителя тока, по сравнению с модулем выпрямителя тока без охлаждаемой системы 8 шин, имеет более высокую мощность, так как мощность этого модуля выпрямителя тока больше не определяется максимальной предельной температурой применяемого материала ламинирования системы 8 шин, а определяется мощностью применяемых силовых полупроводниковых модулей 2 и 4.

Claims (7)

1. Модуль выпрямителя тока с, по меньшей мере, двумя силовыми полупроводниковыми модулями (2, 4), которые теплопроводно механически соединены с жидкостным теплоотводом (6) и которые посредством системы (8) шин, которая имеет, по меньшей мере, две изолированные друг от друга токоведущие шины (26, 28, 30), электропроводно связаны с выводами (10, 12, 14) модуля выпрямителя тока, отличающийся тем, что эта система (8) шин снабжена, по меньшей мере, одной линией (24) подачи охладителя таким образом, что последняя с системой (8) шин образует единый конструктивный узел, при этом система шин (8) и линия (24) подачи охладителя ламинированы друг с другом.
2. Модуль выпрямителя тока по п. 1, отличающийся тем, что линия (24) подачи охладителя посредством жидкости связана с жидкостным теплоотводом (6).
3. Модуль выпрямителя тока по п. 1, отличающийся тем, что линия (24) подачи охладителя размещена в форме меандра вдоль поверхности (34) системы (8) шин.
4. Модуль выпрямителя тока по п. 1, отличающийся тем, что две линии (24) подачи охладителя размещены на системе (8) шин таким образом, что соответствующая линия (24) подачи охладителя размещена в плоскости соответствующего силового полупроводникового модуля (2, 4) модуля выпрямителя тока.
5. Модуль выпрямителя тока по п. 4, отличающийся тем, что обе линии (24) подачи охладителя включены, в отношении подачи жидкости, параллельно друг к другу.
6. Модуль выпрямителя тока по п. 4, отличающийся тем, что обе линии (24) подачи охладителя включены, в отношении подачи жидкости, последовательно друг с другом.
7. Модуль выпрямителя тока по пп. 1 или 4, отличающийся тем, что линия (24) подачи охладителя состоит из электрически не проводящего пластика.
RU2011128362/07A 2008-12-10 2009-09-29 Модуль выпрямителя тока с охлаждаемой системой шин RU2514734C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008061488A DE102008061488A1 (de) 2008-12-10 2008-12-10 Stromrichtermodul mit gekühlter Verschienung
DE102008061488.2 2008-12-10
PCT/EP2009/062589 WO2010066484A1 (de) 2008-12-10 2009-09-29 Stromrichtermodul mit gekühlter verschienung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011128362A RU2011128362A (ru) 2013-01-20
RU2514734C2 true RU2514734C2 (ru) 2014-05-10

Family

ID=41396122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011128362/07A RU2514734C2 (ru) 2008-12-10 2009-09-29 Модуль выпрямителя тока с охлаждаемой системой шин

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8599556B2 (ru)
EP (1) EP2364581B1 (ru)
CN (1) CN102246612B (ru)
DE (1) DE102008061488A1 (ru)
ES (1) ES2657219T3 (ru)
PL (1) PL2364581T3 (ru)
RU (1) RU2514734C2 (ru)
WO (1) WO2010066484A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2679400C1 (ru) * 2015-08-14 2019-02-08 Сименс Акциенгезелльшафт Фазовый модуль для выпрямителя тока
RU2701870C1 (ru) * 2016-05-10 2019-10-02 Сименс Акциенгезелльшафт Фазный модуль для полупроводникового преобразователя электроэнергии
RU2749392C1 (ru) * 2017-06-02 2021-06-09 Бомбардир Транспортацион Гмбх Силовой фазовый модуль преобразователя переменного тока, преобразователь переменного тока и транспортное средство

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4848187B2 (ja) * 2006-01-17 2011-12-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
CN102005989B (zh) * 2010-10-14 2012-09-05 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 一种磁悬浮列车的悬浮控制器
WO2012114176A1 (es) * 2011-02-23 2012-08-30 G2M Ingeniería Ltda Barra conductora intercelda y/o de alimentación de cobre enfriada utilizada en procesos electrolíticos
US9030822B2 (en) 2011-08-15 2015-05-12 Lear Corporation Power module cooling system
US8742255B2 (en) 2011-11-30 2014-06-03 Lear Corporation Housing assembly to enclose and ground an electrical subassembly
US8885360B2 (en) 2011-11-30 2014-11-11 Lear Corporation Charger assembly and electromagnetic interference shield assembly
US9035597B2 (en) 2011-11-30 2015-05-19 Lear Corporation Charger assembly with heat transfer duct
US9236324B2 (en) * 2011-12-26 2016-01-12 Mitsubishi Electric Corporation Electric power semiconductor device and method for producing same
US9076593B2 (en) 2011-12-29 2015-07-07 Lear Corporation Heat conductor for use with an inverter in an electric vehicle (EV) or a hybrid-electric vehicle (HEV)
US9255741B2 (en) * 2012-01-26 2016-02-09 Lear Corporation Cooled electric assembly
US8971041B2 (en) 2012-03-29 2015-03-03 Lear Corporation Coldplate for use with an inverter in an electric vehicle (EV) or a hybrid-electric vehicle (HEV)
US8902582B2 (en) 2012-05-22 2014-12-02 Lear Corporation Coldplate for use with a transformer in an electric vehicle (EV) or a hybrid-electric vehicle (HEV)
US8971038B2 (en) 2012-05-22 2015-03-03 Lear Corporation Coldplate for use in an electric vehicle (EV) or a hybrid-electric vehicle (HEV)
JP5880519B2 (ja) * 2013-10-21 2016-03-09 トヨタ自動車株式会社 車載電子装置
US9362040B2 (en) 2014-05-15 2016-06-07 Lear Corporation Coldplate with integrated electrical components for cooling thereof
US9615490B2 (en) 2014-05-15 2017-04-04 Lear Corporation Coldplate with integrated DC link capacitor for cooling thereof
US10264695B2 (en) * 2014-09-25 2019-04-16 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Power converter
CN104467458B (zh) * 2014-11-17 2017-01-18 广州擎天实业有限公司 适用于大电流传输的水冷层叠母线排的同步整流装置
USD743901S1 (en) * 2014-11-26 2015-11-24 General Electric Company Busbar
EP3048716A1 (de) 2015-01-20 2016-07-27 Siemens Aktiengesellschaft Umrichteranordnung mit beweglichen Kontakten, aber ortsfester Umrichterbaugruppe
JP6435905B2 (ja) * 2015-02-13 2018-12-12 株式会社デンソー 電力変換装置
USD760658S1 (en) 2015-04-20 2016-07-05 General Electric Company Busbar
GB2542353A (en) * 2015-09-15 2017-03-22 Alstom Technology Ltd A busbar assembly
USD759602S1 (en) * 2015-12-16 2016-06-21 General Electric Company Busbar
DE102016004884B4 (de) * 2016-04-22 2020-06-04 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Antriebssystem mit einer Zwischenkreisverschienung
US10021802B2 (en) 2016-09-19 2018-07-10 General Electric Company Electronic module assembly having low loop inductance
EP3490353A1 (de) 2017-11-27 2019-05-29 Siemens Aktiengesellschaft Kühlsystem mit parallelen kühlkanälen
DE102018111630A1 (de) * 2018-05-15 2019-11-21 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Stromrichtereinrichtung für ein Fahrzeug und Fahrzeug
USD893432S1 (en) * 2018-06-08 2020-08-18 Transportation Ip Holdings, Llc High voltage chopper panel busbar
JP6764585B2 (ja) * 2019-02-20 2020-10-07 株式会社安川電機 電力変換装置
USD960111S1 (en) * 2020-02-25 2022-08-09 Transportation Ip Holdings, Llc Rectifier busbar
USD953999S1 (en) * 2020-02-25 2022-06-07 Transportation Ip Holdings, Llc Inverter direct current busbar
USD954000S1 (en) * 2020-02-25 2022-06-07 Transportation Ip Holdings, Llc Vertical inverter busbar
EP3893615A1 (en) 2020-04-07 2021-10-13 Hamilton Sundstrand Corporation Power converter assemblies with busbars
US11653473B2 (en) * 2020-05-05 2023-05-16 Raytheon Company Integrated electrical bus bars in liquid coldplate with high density interconnects
USD992514S1 (en) * 2022-10-25 2023-07-18 Transportation Ip Holdings, Llc Bus bar

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923085A (en) * 1996-05-02 1999-07-13 Chrysler Corporation IGBT module construction
US6313991B1 (en) * 2000-07-24 2001-11-06 General Motors Corporation Power electronics system with fully-integrated cooling
RU2229757C2 (ru) * 2002-07-29 2004-05-27 Таланин Юрий Васильевич Устройство для нагрева и охлаждения радиоэлектронной аппаратуры
RU2280294C2 (ru) * 2004-10-11 2006-07-20 Юрий Васильевич Таланин Силовой блок
EP1781076A2 (en) * 2005-10-28 2007-05-02 Delphi Technologies, Inc. Electronic assembly having multiple side cooling and method

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6077368A (ja) 1983-10-05 1985-05-01 Hitachi Ltd 写真用ストロボ
JPH0743867Y2 (ja) 1989-07-05 1995-10-09 動力炉・核燃料開発事業団 給電用ブスバー
JPH0677368A (ja) * 1992-08-27 1994-03-18 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
DE29813254U1 (de) 1998-07-24 1998-10-01 Siemens Ag Mehrphasiger Dreipunkt-Stromrichter
JP3556175B2 (ja) * 2001-03-09 2004-08-18 株式会社日立製作所 半導体モジュール及び電力変換装置
DE10153748A1 (de) * 2001-10-31 2003-05-22 Siemens Ag Stromrichtereinheit in Modulbauweise
US6972957B2 (en) * 2002-01-16 2005-12-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Modular power converter having fluid cooled support
US7187548B2 (en) * 2002-01-16 2007-03-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power converter having improved fluid cooling
US6865080B2 (en) * 2002-01-16 2005-03-08 Rockwell Automation Technologies, Inc. Compact fluid cooled power converter supporting multiple circuit boards
US6898072B2 (en) * 2002-01-16 2005-05-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Cooled electrical terminal assembly and device incorporating same
US6909607B2 (en) * 2002-01-16 2005-06-21 Rockwell Automation Technologies, Inc. Thermally matched fluid cooled power converter
US6574094B1 (en) * 2002-04-11 2003-06-03 General Dynamics Land Systems Inc. Method and apparatus for cooling bus bars
US20040060689A1 (en) * 2002-09-27 2004-04-01 Pfeifer David W. Compact liquid cooled heat sink
DE102004018469B3 (de) 2004-04-16 2005-10-06 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Leistungshalbleiterschaltung
JP2007096252A (ja) * 2005-08-29 2007-04-12 Kyocera Corp 液冷式回路基板および液冷式電子装置
DE102007003875A1 (de) 2007-01-25 2008-08-07 Siemens Ag Stromrichter
US7952875B2 (en) * 2009-05-29 2011-05-31 GM Global Technology Operations LLC Stacked busbar assembly with integrated cooling

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923085A (en) * 1996-05-02 1999-07-13 Chrysler Corporation IGBT module construction
US6313991B1 (en) * 2000-07-24 2001-11-06 General Motors Corporation Power electronics system with fully-integrated cooling
RU2229757C2 (ru) * 2002-07-29 2004-05-27 Таланин Юрий Васильевич Устройство для нагрева и охлаждения радиоэлектронной аппаратуры
RU2280294C2 (ru) * 2004-10-11 2006-07-20 Юрий Васильевич Таланин Силовой блок
EP1781076A2 (en) * 2005-10-28 2007-05-02 Delphi Technologies, Inc. Electronic assembly having multiple side cooling and method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2679400C1 (ru) * 2015-08-14 2019-02-08 Сименс Акциенгезелльшафт Фазовый модуль для выпрямителя тока
US10229863B2 (en) 2015-08-14 2019-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Phase module for a power converter
RU2701870C1 (ru) * 2016-05-10 2019-10-02 Сименс Акциенгезелльшафт Фазный модуль для полупроводникового преобразователя электроэнергии
US10985669B2 (en) 2016-05-10 2021-04-20 Siemens Aktiengesellschaft Phase module for a power converter
RU2749392C1 (ru) * 2017-06-02 2021-06-09 Бомбардир Транспортацион Гмбх Силовой фазовый модуль преобразователя переменного тока, преобразователь переменного тока и транспортное средство

Also Published As

Publication number Publication date
EP2364581A1 (de) 2011-09-14
PL2364581T3 (pl) 2018-03-30
US8599556B2 (en) 2013-12-03
ES2657219T3 (es) 2018-03-02
RU2011128362A (ru) 2013-01-20
EP2364581B1 (de) 2017-11-01
US20110235276A1 (en) 2011-09-29
WO2010066484A1 (de) 2010-06-17
DE102008061488A1 (de) 2010-06-17
CN102246612B (zh) 2016-02-10
CN102246612A (zh) 2011-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2514734C2 (ru) Модуль выпрямителя тока с охлаждаемой системой шин
US8520386B2 (en) Power converter module with a cooled busbar arrangement
US8432694B2 (en) Power converter module with cooled busbar arrangement
US8169780B2 (en) Power conversion device
US6822850B2 (en) Laminated bus bar for use with a power conversion configuration
EP1863156A1 (en) Power converter cooling structure
US6885553B2 (en) Bus bar assembly for use with a compact power conversion assembly
RU2659092C1 (ru) Преобразователь, имеющий промежуточный контур постоянного напряжения
US20210014999A1 (en) Power electronics assembly
US8400775B2 (en) Capacitor with direct DC connection to substrate
US20080266803A1 (en) Phase change cooled electrical bus structure
US9420724B2 (en) Power converter assembly
JP5243353B2 (ja) 電力変換装置
CA2912487C (en) Power converter arrangement and method for producing a power converter arrangement
US9943016B2 (en) Cooling structure
US9680385B2 (en) Power converter
CN109586588B (zh) 紧凑型逆变器和包括这种逆变器的机动车辆
US20040062005A1 (en) Compact liquid converter assembly
JP2011004522A (ja) 電力変換装置
US20220338370A1 (en) Power conversion device and motor-integrated power conversion device
US20160165752A1 (en) Heat exchanger assembly
JP2011018729A (ja) 半導体素子モジュールの冷却装置
JP2011004521A (ja) 電力変換装置
WO2018177732A1 (en) 3-level power module
US20160128228A1 (en) Thermal composite