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DE102013203498A1 - Power converter e.g. multi-phase converter, comprises a circuit carrier having a busbar, on which the electronic circuit portions are arranged - Google Patents

Power converter e.g. multi-phase converter, comprises a circuit carrier having a busbar, on which the electronic circuit portions are arranged Download PDF

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Publication number
DE102013203498A1
DE102013203498A1 DE201310203498 DE102013203498A DE102013203498A1 DE 102013203498 A1 DE102013203498 A1 DE 102013203498A1 DE 201310203498 DE201310203498 DE 201310203498 DE 102013203498 A DE102013203498 A DE 102013203498A DE 102013203498 A1 DE102013203498 A1 DE 102013203498A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power converter
circuit carrier
busbar
converter according
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201310203498
Other languages
German (de)
Inventor
Roland Hellwig
Mark Wonner
Roland Cupal
Andrew Kay
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE201310203498 priority Critical patent/DE102013203498A1/en
Publication of DE102013203498A1 publication Critical patent/DE102013203498A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/209Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14322Housings specially adapted for power drive units or power converters wherein the control and power circuits of a power converter are arranged within the same casing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leistungswandler (30), der einen ersten Schaltungsträger (36), in dem ein Hochstrombereich implementiert ist, und einen zweiten Schaltungsträger (41), in dem ein Logikteil implementiert ist, umfasst, wobei der erste Schaltungsträger (4, 36) eine Sammelschiene (6, 38) umfasst, auf der elektronische Schaltungsteile angeordnet sind.The invention relates to a power converter (30) comprising a first circuit carrier (36) in which a high-current region is implemented, and a second circuit carrier (41) in which a logic part is implemented, wherein the first circuit carrier (4, 36) a bus bar (6, 38), on which electronic circuit parts are arranged.

Figure DE102013203498A1_0001
Figure DE102013203498A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft einen Leistungswandler.The invention relates to a power converter.

Stand der TechnikState of the art

Ein Leistungswandler, der auch als Gleichspannungswandler oder DC/DC-Wandler bezeichnet werden kann, ist dazu ausgebildet, eine Gleichspannung am Eingang in eine Gleichspannung mit anderem Spannungsniveau umzuwandeln. Ein derartiger Leistungswandler kann auch als Multiphasenwandler ausgebildet sein.A power converter, which may also be referred to as a DC-DC converter or DC / DC converter, is designed to convert a DC voltage at the input into a DC voltage with a different voltage level. Such a power converter can also be designed as a multi-phase converter.

Ein aus der Druckschrift DE 10 2010 062 240 A1 bekannter Multiphasenwandler umfasst mehrere elektrische Phasen, die jeweils durch Schaltmittel ansteuerbar sind, wobei zumindest ein Kopplungsmittel vorgesehen ist, das zumindest eine erste Phase mit zumindest einer weiteren Phase magnetisch koppelt, wobei zumindest zwei zu koppelnde Phasen zumindest teilweise von dem Kopplungsmittel umschlossen sind, wobei zumindest ein Isolierkörper vorgesehen ist, der die zu koppelnden Phasen aufnimmt und an dem zumindest ein Befestigungsmittel vorgesehen ist, das zur Befestigung mit zumindest einer der Phasen zusammenwirkt.One from the publication DE 10 2010 062 240 A1 known multiphase converter comprises a plurality of electrical phases, which are each controlled by switching means, wherein at least one coupling means is provided which magnetically couples at least one first phase with at least one further phase, wherein at least two phases to be coupled are at least partially enclosed by the coupling means, wherein at least an insulating body is provided which receives the phases to be coupled and on which at least one fastening means is provided, which cooperates for fastening with at least one of the phases.

Ein ähnlicher Multiphasenwandler ist in der Druckschrift WO 2012/028558 A1 beschrieben.A similar multi-phase converter is in the document WO 2012/028558 A1 described.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund wird ein Leistungswandler mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.Against this background, a power converter with the features of claim 1 is presented. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description.

Es wird ein Mechanikkonzept zum Aufbau des Leistungswandlers vorgeschlagen, der auch als Power Conversion Unit (PCU) bezeichnet werden kann und spezifischen Anforderungen bezüglich Wandlungsleistung, Wirkungsgrad und Bauraum genügt. Hierzu kann der Leistungswandler mindestens zwei Schaltungsträger sowie eine Kopplungseinrichtung für die Phasen des Leistungswandlers aufweisen, wobei diese Kopplungseinrichtung mehrere Kopplungsmodule aufweist, die in Ausgestaltung als Ferritkerne ausgebildet sind. Der vorgestellte Leistungswandler kann auch als Multiphasenwandler ausgebildet sein. A mechanic concept for the construction of the power converter is proposed, which can also be referred to as a power conversion unit (PCU) and meets specific requirements with regard to conversion performance, efficiency and installation space. For this purpose, the power converter may have at least two circuit carriers and a coupling device for the phases of the power converter, wherein this coupling device has a plurality of coupling modules, which are designed in the form of ferrite cores. The presented power converter can also be designed as a multi-phase converter.

Bei dem beschriebenen Leistungswandler umfasst ein erster Schaltungsträger für einen Hochstrombereich elektronische Schaltungsteile, die auf einer als Dick-Kupfer-Leiterplatte ausgebildeten Schaltschiene, die auch als Bus-Bar-Leiterplatte bezeichnet werden kann, angeordnet sind. Der erste Schaltungsträger kann als sogenannte Leistungsplatine ausgebildet sein und/oder eine verstärkte Kupfer-Innenlage aufweisen, wodurch eine erhöhte Stromtragfähigkeit und eine verbesserte Entwärmung der Schaltungsteile erreicht werden kann. Außerdem kann der erste Schaltungsträger als elektronische Schaltungsteile unverpackte Leistungsbausteine aufweisen, die direkt mit einem Leadframe und somit mit einem Chipgehäuse verbunden sein können, das bei einer Herstellung nach einem Transfermoldverfahren komplett vergossen und somit verpackt werden kann. Damit können die hohen Verlustleistungen der Leistungsbausteine optimal entwärmt werden. Außerdem entsteht aufgrund der hohen Stromtragfähigkeit des Leadframes eine geringe Verlustleistung.In the described power converter, a first circuit carrier for a high-current range comprises electronic circuit parts which are arranged on a switching rail designed as a thick copper printed circuit board, which can also be referred to as a bus-bar printed circuit board. The first circuit carrier may be formed as a so-called power board and / or have a reinforced copper inner layer, whereby an increased current carrying capacity and improved cooling of the circuit parts can be achieved. In addition, the first circuit carrier may have as electronic circuit parts unpackaged power modules, which may be connected directly to a leadframe and thus to a chip housing, which can be completely encapsulated and thus packaged during manufacturing according to a transfermold process. Thus, the high power losses of the power modules can be optimally cooled. In addition, due to the high current carrying capacity of the leadframe low power dissipation.

Ein zweiter Schaltungsträger für einen Logikteil umfasst weitere elektronische Schaltungsteile, bspw. Logikbausteine, die auf einer Standard-Leiterplatte, bspw. mit der Materialkennung FR4, angeordnet sind, die üblicherweise eine Glasfasermatte umfasst, die in Epoxidharz getränkt ist. Dieser zweite Schaltungsträger kann als sogenannte Logikplatine ausgebildet sein und im Vergleich zum ersten Schaltungsträger eine dünnere, standardisierte Kupfer-Innenlage aufweisen. Somit weist der erste Schaltungsträger eine dickere Kupfer-Lagenstärke als der zweite Schaltungsträger auf. Es ist jedoch alternativ oder ergänzend auch möglich, dem ersten Schaltungsträger zumindest ein als Logikbaustein ausgebildetes elektronisches Schaltungsteil zuzuordnen.A second circuit carrier for a logic part comprises further electronic circuit parts, for example logic modules, which are arranged on a standard printed circuit board, for example with the material identifier FR4, which usually comprises a glass fiber mat impregnated in epoxy resin. This second circuit carrier may be formed as a so-called logic board and compared to the first circuit carrier have a thinner, standardized copper inner layer. Thus, the first circuit carrier has a thicker copper layer thickness than the second circuit carrier. However, it is alternatively or additionally also possible to associate with the first circuit carrier at least one electronic circuit part designed as a logic module.

Die Kopplungseinrichtung kann in einer Ausführungsform bspw. neun Ferritkerne sowie Hochstrom- und Logikanschlüsse als Schnittstellen aufweisen. Die Anzahl der Kopplungsmodule ist in der Regel an die Anzahl der Phasen anzupassen.In one embodiment, the coupling device may have, for example, nine ferrite cores as well as high current and logic connections as interfaces. The number of coupling modules is usually adapted to the number of phases.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform des Leistungswandlers sowie einzelne Komponenten des Leistungswandlers aus verschiedenen Perspektiven. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the power converter and individual components of the power converter from different perspectives.

2 zeigt in schematischer Darstellung Details einer zweiten Ausführungsform des Leistungswandlers. 2 shows a schematic representation of details of a second embodiment of the power converter.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.

Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.The figures are described in a coherent and comprehensive manner, like reference numerals designate like components.

Eine erste Ausführungsform des Leistungswandlers 2 ist in 1a schematisch dargestellt. 1b zeigt in schematischer Darstellung einen ersten Schaltungsträger 4, für einen Hochstrombereich des Leistungswandlers 2, der mehrere elektronische Schaltungsteile, bspw. zumindest eine Halbbrücke sowie zumindest ein Verpolschutz-Modul, umfasst, die hier auf einer Sammelschiene 6 angeordnet sind, die auch als eine mit Schaltkreisen bedruckte Dickkupfer-Leiterplatte oder Bus-Bar-Leiterplatte ausgebildet sein kann, und mindestens eine Schicht Kupfer, hier bspw. sechs Schichten Kupfer, mit einer Dicke von jeweils ca. 105 µm aufweist. A first embodiment of the power converter 2 is in 1a shown schematically. 1b shows a schematic representation of a first circuit carrier 4 , for a high current range of the power converter 2 comprising at least one half-bridge and at least one polarity reversal protection module, which here on a busbar 6 are arranged, which can also be designed as a printed circuit board with thick copper circuit board or bus bar circuit board, and at least one layer of copper, here, for example, six layers of copper, each having a thickness of about 105 microns.

Eine Kopplungseinrichtung 8 für Phasen des Leistungswandlers 2 ist in 1c schematisch dargestellt und umfasst hier neun Kopplungsmodule 10, die als Ferritkerne ausgebildet sind. Leiterschleifen zum Transport der strömenden Phasen des Leistungswandlers 2 sind durch diese Kopplungsmodule 10 geführt und somit von den Kopplungsmodulen 10 zumindest abschnittsweise umschlossen. Durch diese Maßnahme kann eine elektromagnetische Verträglichkeit des Leistungswandlers 2 verbessert werden. Die Kopplungsmodule 10 der Kopplungseinrichtung 8 sind hier auf einem Gestell 12 angeordnet. 1c zeigt auch Anschlussmodule 14 für die Leiterschleifen der Phasen.A coupling device 8th for phases of the power converter 2 is in 1c shown schematically and includes here nine coupling modules 10 , which are formed as ferrite cores. Conductor loops for transporting the flowing phases of the power converter 2 are through these coupling modules 10 guided and thus of the coupling modules 10 at least partially enclosed. By this measure, an electromagnetic compatibility of the power converter 2 be improved. The coupling modules 10 the coupling device 8th are here on a rack 12 arranged. 1c also shows connection modules 14 for the conductor loops of the phases.

Weiterhin ist der Kopplungseinrichtung 8 ein Schnittstellenmodul 16 mit einem Hochstromanschluss 18 und Logikanschlüssen 20 zugeordnet, wobei der Leistungswandler 2 über derartige Anschlüsse, die interne und externe Schnittstellen bilden, mit weiteren Geräten zu verbinden ist.Furthermore, the coupling device 8th an interface module 16 with a high current connection 18 and logic connections 20 assigned to the power converter 2 is to be connected to other devices via such connections, which form internal and external interfaces.

Der erste Schaltungsträger 4 auf der Sammelschiene 6, die Kopplungseinrichtung 8 sowie das Schnittstellenmodul 16 sind in einem Gehäuse des Leistungswandlers 2 angeordnet, das als erste Gehäuseschale 22 einen Deckel und als zweite Gehäuseschale 24 einen Behälter mit einem Boden und einer Seitenwandung umfasst, an der bodenseitig Kühlmodule 25 angeordnet sind. Der hier gezeigte Leistungswandler 2 weist ein Volumen von hier bspw. ca. 1500 cm3 auf.The first circuit carrier 4 on the busbar 6 , the coupling device 8th as well as the interface module 16 are in a housing of the power converter 2 arranged as the first housing shell 22 a lid and as a second housing shell 24 a container having a bottom and a side wall, at the bottom cooling modules 25 are arranged. The power converter shown here 2 has a volume of here, for example, about 1500 cm 3 .

Eine in 2 schematisch dargestellte zweite Ausführungsform des Leistungswandlers 30 umfasst ein Gehäuse mit einer ersten Gehäuseschale 32, die hier als Deckel ausgebildet ist, und einer zweiten Gehäuseschale 34, die hier als Behälter ausgebildet ist. In einem zusammengebauten Zustand umschließen die beiden Gehäuseschalen 32, 34 die nachfolgend beschriebenen Komponenten des Leistungswandlers 30.An in 2 schematically illustrated second embodiment of the power converter 30 includes a housing with a first housing shell 32 , which is designed here as a lid, and a second housing shell 34 , which is designed here as a container. In an assembled state, the two housing shells enclose 32 . 34 the components of the power converter described below 30 ,

Hierbei ist die erste Gehäuseschale 32 aus Schichtmetall gebildet. Ein derartiges Schichtmetall kann als Blech oder aus Alu-Druckguss hergestellt sein. Die zweite Gehäuseschale 34 aus Aluminium umfasst einen Boden sowie eine Außenwandung und kann in einem Druckgussverfahren hergestellt werden. Außerdem ist im und/oder am Boden der Gehäuseschale 34 ein Kühlmodul 35 zur aktiven und/oder passiven Kühlung der Komponenten des Leistungswandlers 30 angeordnet.Here is the first housing shell 32 formed of layered metal. Such a layer metal may be produced as a sheet metal or from die-cast aluminum. The second housing shell 34 made of aluminum includes a bottom and an outer wall and can be manufactured in a die-casting process. In addition, in and / or at the bottom of the housing shell 34 a cooling module 35 for active and / or passive cooling of the components of the power converter 30 arranged.

Die einzelnen Komponenten des Leistungswandlers 30 sind hierbei übereinander angeordnet. Als Komponenten umfasst der Leistungswandler 30 im Detail einen ersten Schaltungsträger 36 für einen Hochstrombereich, der eine Sammelschiene 38 und somit eine mit Schaltkreisen bedruckte Dickkupfer-Leiterplatte aus sechs Schichten mit einer Dicke von jeweils 105 µm und darauf angeordnete elektronische Schaltungsteile umfasst. Weiterhin sind auf der Sammelschiene 38 drei Presssitze (press fit) als Verbindungselemente 40 angeordnet, über die der erste Schaltungsträger 36 mit einem zweiten Schaltungsträger 41 für einen Logikteil zu verbinden ist, der folglich auf dem ersten Schaltungsträger 36 angeordnet ist. The individual components of the power converter 30 are arranged one above the other. As components, the power converter includes 30 in detail a first circuit carrier 36 for a high current area, which is a busbar 38 and thus comprises a printed circuit printed circuit board of six layers with a thickness of 105 microns and arranged thereon electronic circuit parts. Continue to be on the busbar 38 three press fits (press fit) as connecting elements 40 arranged over which the first circuit carrier 36 with a second circuit carrier 41 for a logic part, which consequently is on the first circuit carrier 36 is arranged.

Der zweite Schaltungsträger 41 für den Logikteil umfasst eine herkömmliche Leiterplatte 42, die aus einer in Epoxidharz getränkten Glasfasermatte gebildet ist und auch als FR4-Leiterplatte bezeichnet werden kann. Auf der Leiterplatte 42 des zweiten Schaltungsträgers 41 sind elektronische Schaltungsteile als logische Komponenten des zweiten Schaltungsträgers 41 sowie mindestens eine Mehrfachsteckerleiste 44 angeordnet, über die der zweite Schaltungsträger 41 mit einer darüber angeordneten Kopplungseinrichtung 46 zur induktiven Kopplung von Phasen des Leistungswandlers 30 zu verbinden ist.The second circuit carrier 41 for the logic part includes a conventional circuit board 42 , which is formed from an impregnated in epoxy glass fiber mat and can also be referred to as FR4 circuit board. On the circuit board 42 of the second circuit carrier 41 are electronic circuit parts as logical components of the second circuit substrate 41 and at least one multiple connector strip 44 arranged over which the second circuit carrier 41 with a coupling device arranged above it 46 for inductive coupling of phases of the power converter 30 to connect.

Diese Kopplungseinrichtung 46 umfasst mehrere, in dieser Ausführungsform neun, Ferritkerne als Kopplungsmodule 48, durch die Leiterschleifen für die Phasen des Leistungswandlers 30 geführt sind, wobei die Kopplungsmodule 48 durch die Leiterschleifen untereinander verbunden sind. Die als mit Kunststoff ummantelte und/oder beschichte Drähte ausgebildeten Leiterschleifen sind folglich zumindest abschnittsweise von den Kopplungsmodulen 48 umschlossen. Der Kopplungseinrichtung 46 ist hier zumindest ein Logikbaustein zugeordnet, der in und/oder auf der Kopplungseinrichtung 46 angeordnet ist, und zumindest eine Schnittstelle zur Leistungsübertragung aufweist. Der Logikbaustein ist hier mit dem ersten Schaltungsträger 36 für den Hochstrombereich verbunden. Bei einem Betrieb des Leistungswandlers 30 strömen Phasen durch die Leiterschleifen. Dabei von den Phasen induzierte Magnetfelder werden gegenseitig und/oder durch die Kopplungsmodule 48 kompensiert.This coupling device 46 comprises several, in this embodiment, nine, ferrite cores as coupling modules 48 , through the conductor loops for the phases of the power converter 30 are guided, wherein the coupling modules 48 are interconnected by the conductor loops. Consequently, the conductor loops designed as plastic-coated and / or coated wires are at least in sections of the coupling modules 48 enclosed. The coupling device 46 Here at least one logic module is assigned, which is in and / or on the coupling device 46 is arranged, and has at least one interface for power transmission. The logic module is here with the first circuit carrier 36 connected for the high current area. During operation of the power converter 30 phases flow through the conductor loops. In this case, the magnetic fields induced by the phases are mutually and / or by the coupling modules 48 compensated.

Die Kopplungsmodule 48 sind hier in einem Plastikrahmen aufgenommen und somit integriert. Außerdem sind die Kopplungsmodule 48 miteinander durch Verklebungen verbunden und können mit der ersten Gehäuseschale 32 über zumindest ein thermisch leitendes Trennelement verbunden sein. Der Kopplungseinrichtung 46 ist zudem ein Schnittstellenmodul 50 mit einem Hochstromanschluss 52 und Logikanschlüssen 54 zugeordnet.The coupling modules 48 are here in a plastic frame and thus integrated. In addition, the coupling modules 48 interconnected by bonds and can with the first housing shell 32 be connected via at least one thermally conductive separating element. The coupling device 46 is also an interface module 50 with a high current connection 52 and logic connections 54 assigned.

Insgesamt weisen beide vorgestellten Leistungswandler 2, 30 einen ersten Schaltungsträger 4, 36, in dem ein Hochstrombereich implementiert ist, und einen zweiten Schaltungsträger 41, in dem ein Logikteil implementiert ist, auf. Dabei umfasst der erste Schaltungsträger 4, 36 eine Sammelschiene 6, 38, auf der elektronische Schaltungsteile angeordnet sind.Overall, both feature featured power converters 2 . 30 a first circuit carrier 4 . 36 , in which a high current range is implemented, and a second circuit carrier 41 in which a logic part is implemented on. In this case, the first circuit carrier comprises 4 . 36 a busbar 6 . 38 , are arranged on the electronic circuit parts.

In Ausgestaltung sind auf der Sammelschiene 6, 38 als Verbindungelemente 40 Presssitze angeordnet. Außerdem kann die Sammelschiene 6, 38 als Dickkupfer-Leiterplatte ausgebildet sein.In design are on the busbar 6 . 38 as connecting elements 40 Press seats arranged. In addition, the busbar 6 . 38 be designed as a thick copper circuit board.

Der zweite Schaltungsträger 41 jedes Leistungswandlers 2, 30 umfasst eine Leiterplatte, auf der elektronische Schaltungsteile angeordnet sind.The second circuit carrier 41 every power converter 2 . 30 comprises a printed circuit board on which electronic circuit parts are arranged.

Außerdem weist jede Ausführungsform des Leistungswandlers 2, 30 eine Kopplungseinrichtung 8, 46 mit mehreren Kopplungsmodulen 10, 48 mit Öffnungen auf, durch die Leiterschleifen für Phasen des Leistungswandlers 2, 30 geführt sind. Dabei können die Kopplungsmodule 10, 48 als Ferritkerne ausgebildet sein. Weiterhin ist der Kopplungseinrichtung 8, 46 mindestens ein Schnittstellenmodul 16 zugeordnet.In addition, each embodiment of the power converter 2 . 30 a coupling device 8th . 46 with several coupling modules 10 . 48 with openings on, through the conductor loops for phases of the power converter 2 . 30 are guided. In this case, the coupling modules 10 . 48 be designed as ferrite cores. Furthermore, the coupling device 8th . 46 at least one interface module 16 assigned.

Das Gehäuse jedes Leistungswandlers 2, 30 weist mindestens zwei Gehäuseschalen 22, 24, 32, 34 auf, wobei mindestens einer Gehäuseschale 22, 24, 32, 34 mindestens ein Kühlmodul 25, 35 zugeordnet ist. Außerdem kann die Kopplungseinrichtung 8, 46 in einer dieser Gehäuseschalen 22, 24, 32, 34 eingekapselt und von dieser Gehäuseschale 22, 24, 32, 34 über ein thermisch leitfähiges Trennelement thermisch verbunden sein.The housing of each power converter 2 . 30 has at least two housing shells 22 . 24 . 32 . 34 on, wherein at least one housing shell 22 . 24 . 32 . 34 at least one cooling module 25 . 35 assigned. In addition, the coupling device 8th . 46 in one of these housing shells 22 . 24 . 32 . 34 encapsulated and from this housing shell 22 . 24 . 32 . 34 be thermally connected via a thermally conductive separating element.

Die beiden Schaltungsträger 4, 36, 41 und die Kopplungseinrichtung 8, 46 sind untereinander verbunden. Innerhalb des Gehäuses ist der zweite Schaltungsträger 41, in dem der Logikteil des Leistungswandlers 2, 30 implementiert ist, zwischen dem ersten Schaltungsträger 4, 36, in dem der Hochstrombereich des Leistungswandlers 2, 30 implementiert ist, und der Kopplungseinrichtung 8, 46 angeordnet.The two circuit carriers 4 . 36 . 41 and the coupling device 8th . 46 are interconnected. Inside the housing is the second circuit carrier 41 , in which the logic part of the power converter 2 . 30 is implemented between the first circuit carrier 4 . 36 , in which the high-current range of the power converter 2 . 30 is implemented, and the coupling device 8th . 46 arranged.

Es kann alternativ oder ergänzend vorgesehen sein, dass mindestens ein Kopplungsmodul 10, 48, üblicherweise ein als Ferritkern ausgebildetes Ferritmodul, zur Ableitung der im Ferritkern entstehenden Verlustleistung über ein Wärmeleitmaterial an die mindestens eine Gehäuseschale 22, 24 angebunden ist. Der vorgestellte Leistungswandler 2, 30 kann in Ausgestaltung über eine sogenannte Power-Leiterplatte mit integrierten Logikbausteinen realisiert werden, so dass keine separate Logik-Platine erforderlich ist.It may alternatively or additionally be provided that at least one coupling module 10 . 48 , Usually designed as a ferrite core ferrite module, for dissipation of the resulting heat dissipation in the ferrite core via a heat conducting material to the at least one housing shell 22 . 24 is connected. The presented power converter 2 . 30 can be realized in design via a so-called power circuit board with integrated logic devices, so that no separate logic board is required.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010062240 A1 [0003] DE 102010062240 A1 [0003]
  • WO 2012/028558 A1 [0004] WO 2012/028558 A1 [0004]

Claims (9)

Leistungswandler, der einen ersten Schaltungsträger (4, 36), in dem ein Hochstrombereich implementiert ist, und einen zweiten Schaltungsträger (41), in dem ein Logikteil implementiert ist, umfasst, wobei der erste Schaltungsträger (4, 36) eine Sammelschiene (6, 38) umfasst, auf der elektronische Schaltungsteile angeordnet sind.Power converter having a first circuit carrier ( 4 . 36 ), in which a high current range is implemented, and a second circuit carrier ( 41 ) in which a logic part is implemented, wherein the first circuit carrier ( 4 . 36 ) a busbar ( 6 . 38 ), are arranged on the electronic circuit parts. Leistungswandler nach Anspruch 1, bei dem auf der Sammelschiene (6, 38) Presssitze als Verbindungelemente (40) angeordnet sind.Power converter according to claim 1, wherein on the busbar ( 6 . 38 ) Press seats as connecting elements ( 40 ) are arranged. Leistungswandler nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Sammelschiene (6, 38) als Dickkupfer-Leiterplatte ausgebildet ist.Power converter according to Claim 1 or 2, in which the busbar ( 6 . 38 ) is designed as a thick copper circuit board. Leistungswandler nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem der zweite Schaltungsträger (41) eine Leiterplatte (42) umfasst, auf der elektronische Schaltungsteile angeordnet sind.Power converter according to one of the preceding claims, in which the second circuit carrier ( 41 ) a printed circuit board ( 42 ), are arranged on the electronic circuit parts. Leistungswandler nach einem der voranstehenden Ansprüche, der eine Kopplungseinrichtung (8, 46) mit mehreren Kopplungsmodulen (10, 48) umfasst, durch die Leiterschleifen für Phasen des Leistungswandlers (2, 30) geführt sind.Power converter according to one of the preceding claims, comprising a coupling device ( 8th . 46 ) with several coupling modules ( 10 . 48 ) through the conductor loops for phases of the power converter ( 2 . 30 ) are guided. Leistungswandler nach Anspruch 5, bei dem die Kopplungsmodule (10, 48) als Ferritkerne ausgebildet sindPower converter according to Claim 5, in which the coupling modules ( 10 . 48 ) are formed as ferrite cores Leistungswandler nach Anspruch 4 oder 5, bei dem der Kopplungseinrichtung (8, 46) mindestens ein Schnittstellenmodul (16) zugeordnet ist.Power converter according to Claim 4 or 5, in which the coupling device ( 8th . 46 ) at least one interface module ( 16 ) assigned. Leistungswandler nach einem der voranstehenden Ansprüche, der ein Gehäuse, das mindestens zwei Gehäuseschalen (22, 24, 32, 34) aufweist, umfasst. Power converter according to one of the preceding claims, comprising a housing, the at least two housing shells ( 22 . 24 . 32 . 34 ). Leistungswandler nach Anspruch 8, bei dem mindestens einer Gehäuseschale (22, 24, 32, 34) mindestens ein Kühlmodul (25, 35) zugeordnet ist.Power converter according to claim 8, wherein at least one housing shell ( 22 . 24 . 32 . 34 ) at least one cooling module ( 25 . 35 ) assigned.
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