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DE102020108106A1 - Arrangement for increasing the performance of a power module - Google Patents

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DE102020108106A1
DE102020108106A1 DE102020108106.5A DE102020108106A DE102020108106A1 DE 102020108106 A1 DE102020108106 A1 DE 102020108106A1 DE 102020108106 A DE102020108106 A DE 102020108106A DE 102020108106 A1 DE102020108106 A1 DE 102020108106A1
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DE
Germany
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power module
external line
internal lines
area
arrangement
Prior art date
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DE102020108106.5A
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Peter Weiss
Christoph Bauer
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AVL Software and Functions GmbH
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AVL Software and Functions GmbH
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    • H10W90/00
    • H10W40/47

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Abstract

Anordnung zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit eines Leistungsmoduls durch Verringerung der parasitären Induktivitäten in dem Leistungsmodul, wobei die Anordnung ein Leistungsmodul mit internen Leitungen, einen ersten Zwischenkreiskondensator und eine erste externe Leitung zur elektrischen Verbindung zwischen Leistungsmodul und ersten Zwischenkreiskondensator umfasst, wobei die internen Leitungen und die erste externe Leitung in einem Anschlussbereich miteinander elektrisch verbunden sind, wobei in einer ersten Erstreckungsrichtung des Leistungsmoduls gesehen im Anschlussbereich die internen Leitungen und die erste externe Leitung parallel zueinander ausgebildet sind mit einem ersten Abstand, wobei in einem ersten weiteren Bereich die internen Leitungen und die erste externe Leitung ebenso parallel zueinander ausgebildet sind mit einem zweiten Abstand.Arrangement for increasing the performance of a power module by reducing the parasitic inductances in the power module, the arrangement comprising a power module with internal lines, a first intermediate circuit capacitor and a first external line for the electrical connection between the power module and the first intermediate circuit capacitor, the internal lines and the first external lines are electrically connected to one another in a connection area, the internal lines and the first external line being formed parallel to one another with a first spacing in a first extension direction of the power module in the connection area, the internal lines and the first external line being formed in a first further area Line are also formed parallel to each other with a second distance.

Description

Die Erfindung betrifft die Anordnung zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit eines Leistungsmoduls durch Verringerung der parasitären Induktivitäten in dem Leistungsmodul, wobei die Anordnung ein Leistungsmodul mit internen Leitungen, einen ersten Zwischenkreiskondensator und eine erste externe Leitung zur elektrischen Verbindung zwischen Leistungsmodul und ersten Zwischenkreiskondensator umfasst, wobei die internen Leitungen und die erste externe Leitung in einem Anschlussbereich miteinander elektrisch verbunden sind.The invention relates to the arrangement for increasing the performance of a power module by reducing the parasitic inductances in the power module, the arrangement comprising a power module with internal lines, a first intermediate circuit capacitor and a first external line for the electrical connection between the power module and the first intermediate circuit capacitor, the internal Lines and the first external line are electrically connected to one another in a connection area.

Die Leistungsmodule sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden seitens Dritter in entsprechenden Maschinenanordnungen verbaut. Die Leistungsmodule weisen unerwünschte parasitäre Induktivitäten auf, welche im Stand der Technik nicht kompensiert werden.The power modules are known from the prior art and are installed by third parties in appropriate machine arrangements. The power modules have undesirable parasitic inductances, which are not compensated in the prior art.

Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit anzugeben, mittels welcher eine Verringerung der parasitären Induktivitäten in dem Leistungsmodul erreicht werden können.It is therefore the object of the present invention to specify an arrangement for increasing the performance, by means of which a reduction in the parasitic inductances in the power module can be achieved.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.This object is achieved by an arrangement with the features of claim 1.

Kerngedanke der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit eines Leistungsmoduls durch Verringerung der parasitären Induktivitäten in dem Leistungsmodul, wobei die Anordnung ein Leistungsmodul mit internen Leitungen, einen ersten Zwischenkreiskondensator und eine erste externe Leitung zur elektrischen Verbindung zwischen Leistungsmodul und ersten Zwischenkreiskondensator umfasst, wobei die internen Leitungen und die erste externe Leitung in einem Anschlussbereich miteinander elektrisch verbunden sind, wobei in einer ersten Erstreckungsrichtung des Leistungsmoduls gesehen im Anschlussbereich die internen Leitungen und die erste externe Leitung parallel zueinander ausgebildet sind mit einem ersten Abstand, wobei in einem ersten weiteren Bereich die internen Leitungen und die erste externe Leitung ebenso parallel zueinander ausgebildet sind mit einem zweiten Abstand.The core idea of the invention is to provide an arrangement for increasing the performance of a power module by reducing the parasitic inductances in the power module, the arrangement comprising a power module with internal lines, a first intermediate circuit capacitor and a first external line for the electrical connection between the power module and the first intermediate circuit capacitor, The internal lines and the first external line are electrically connected to one another in a connection area, the internal lines and the first external line being formed parallel to one another with a first spacing in a first extension direction of the power module in the connection area, with a first further area the internal lines and the first external line are also formed parallel to each other with a second pitch.

Die parasitären Induktivitäten in dem Leistungsmodul entstehen dadurch, dass durch die internen Leitungen, welche besonders in jeder Raumrichtung einen Abstand zueinander aufweisen und mit dem elektrischen Pluspol bzw. Minuspol verbunden sind, eine Induktivität beschrieben ist, das heißt, durch das Volumen bzw. die Fläche, welches die internen Leitung einschließen. Diese parasitären Induktivitäten sind unerwünscht und verschlechtern die Effizienz des Leistungsmoduls hinsichtlich der Schaltgeschwindigkeit, welche direkt abhängig von der Kommutierungsinduktivität ist.The parasitic inductances in the power module arise from the fact that an inductance is described by the internal lines, which are spaced apart from one another especially in every spatial direction and are connected to the electrical positive or negative pole, that is, by the volume or the area which include the internal wire. These parasitic inductances are undesirable and degrade the efficiency of the power module with regard to the switching speed, which is directly dependent on the commutation inductance.

Je kleiner das eingeschlossene Volumen der internen Leitungen ist, desto kleiner ist die parasitäre Induktivität. Dadurch, dass das Leistungsmodul bereits vorgefertigt ist, ist eine bauliche Veränderung nicht mehr möglich.The smaller the enclosed volume of the internal lines, the smaller the parasitic inductance. Because the power module is already prefabricated, structural changes are no longer possible.

Erfindungsgemäß wird daher eine Anordnung bereitgestellt, mittels welcher die parasitäre Induktivität in dem Leistungsmodul verringert werden kann.According to the invention, an arrangement is therefore provided by means of which the parasitic inductance in the power module can be reduced.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass in einer ersten Erstreckungsrichtung des Leistungsmoduls gesehen im Anschlussbereich die internen Leitungen und die erste externe Leitung parallel zueinander ausgebildet sind mit einem ersten Abstand, wobei in einem ersten weiteren Bereich die internen Leitungen und die erste externe Leitung ebenso parallel zueinander ausgebildet sind mit einem zweiten Abstand.According to the invention, it is proposed that, viewed in a first extension direction of the power module, in the connection area, the internal lines and the first external line are formed parallel to one another with a first spacing, the internal lines and the first external line also being formed parallel to one another in a first further area with a second distance.

Die erste Erstreckungsrichtung des Leistungsmoduls ist dabei vorzugsweise die Höhenerstreckung des Leistungsmoduls.The first direction of extent of the power module is preferably the vertical extent of the power module.

Durch diese Anordnung ist die externe Leitung parallel zu den internen Leitungen ausgebildet. Die externe Leitung stellt dabei ebenso eine Induktivität dar, da sie ein Volumen bzw. eine Fläche einschließt gebildet durch den dreidimensionalen Abstand zu den internen Leitungen.With this arrangement, the external line is formed in parallel with the internal lines. The external line also represents an inductance, since it encloses a volume or an area formed by the three-dimensional distance to the internal lines.

Der Anschlussbereich kann beispielsweise derart bestimmt sein, dass er die internen Leitungen umfasst bis zu dem Punkt, an welchem sich die internen Leitungen in das Leistungsmodul hineinerstrecken. Der erste weitere Bereich kann beispielsweise über die ganze Länge der internen Leitungen im Leistungsmodul oder über die ganze Länge des Leistungsmoduls definiert sein, in einer zweiten Erstreckungsrichtung gesehen. Die zweite Erstreckungsrichtung kann die Längserstreckung sein.The connection area can be determined, for example, in such a way that it includes the internal lines up to the point at which the internal lines extend into the power module. The first further area can be defined, for example, over the entire length of the internal lines in the power module or over the entire length of the power module, viewed in a second direction of extent. The second extension direction can be the longitudinal extension.

Dies kann dabei natürlich ebenso für eine dritte Erstreckungsrichtung gelten, welche die Breitenerstreckung sein kann.This can of course also apply to a third extension direction, which can be the width extension.

Bevorzugt kann dabei die erste externe Leitung mit den internen Leitungen im Anschlussbereich miteinander elektrisch verbunden sein, beispielsweise verschraubt, verlötet oder dergleichen.Preferably, the first external line can be electrically connected to the internal lines in the connection area, for example screwed, soldered or the like.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Abstand kleiner als der zweite Abstand.According to a preferred embodiment, the first distance is smaller than the second distance.

Die Abstände definieren insbesondere die Größe der Induktivität, welche aus der Anordnung der ersten externen Leitung zu den internen Leitungen resultiert. Hierdurch ist es möglich, die Induktivität zu beeinflussen.The distances define in particular the size of the inductance, which results from the arrangement of the first external line to the internal lines results. This makes it possible to influence the inductance.

Da durch die beschriebene Anordnung der parasitären Induktivität des Leistungsmoduls mindestens eine weitere Induktivität hinzugefügt wird, welche parallel zu der parasitären Induktivität ist, kann aufgrund der parallelen Anordnung die gesamte Induktivität verringert werden.Since the described arrangement of the parasitic inductance of the power module adds at least one further inductance which is parallel to the parasitic inductance, the total inductance can be reduced due to the parallel arrangement.

Die weitere Induktivität sollte dabei möglichst klein ausgebildet sein, um die gesamte Induktivität deutlich verringern zu können.The further inductance should be made as small as possible in order to be able to significantly reduce the total inductance.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass ein Übergangsbereich vorgesehen ist, welcher mit dem Anschlussbereich und dem ersten weiteren Bereich verbunden ist, wobei in dem Übergangsbereich die erste externe Leitung derart ausgebildet ist, dass die erste externe Leitung des Anschlussbereichs in den ersten weiteren Bereich übergeht.According to a preferred embodiment, it is provided that a transition area is provided which is connected to the connection area and the first further area, the first external line being formed in the transition area such that the first external line of the connection area into the first further area transforms.

Der Übergangsbereich kann beispielsweise derart bestimmt sein, dass er den Bereich der internen Leitungen umfasst an dem Punkt, an welchem sich die internen Leitungen in das Leistungsmodul hineinerstrecken bzw. übergehen. An dieser Stelle ändert sich die insgesamte elektrische Betrachtung hinsichtlich der internen Leitungen, so dass auch die externen Leitungen angepasst werden sollten.The transition area can be determined, for example, in such a way that it includes the area of the internal lines at the point at which the internal lines extend or merge into the power module. At this point, the overall electrical consideration with regard to the internal lines changes, so that the external lines should also be adapted.

Um die Effizienz des Leistungsmoduls weiter zu erhöhen, ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass in der ersten Erstreckungsrichtung gesehen zwischen dem ersten weiteren Bereich und dem Leistungsmodul ein erster Kühlkörper zum Kühlen des Leistungsmoduls angeordnet ist.In order to further increase the efficiency of the power module, it is provided according to a preferred embodiment that, viewed in the first direction of extent, a first heat sink for cooling the power module is arranged between the first further area and the power module.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass eine zweite externe Leitung vorgesehen ist zur elektrischen Verbindung zwischen dem Leistungsmodul und einem zweiten Zwischenkreiskondensator, wobei die internen Leitungen und die zweite externe Leitung in dem Anschlussbereich miteinander elektrisch verbunden sind, wobei in der ersten Erstreckungsrichtung des Leistungsmoduls gesehen im Anschlussbereich die internen Leitungen und die zweite externe Leitung parallel zueinander ausgebildet sind mit einem dritten Abstand, wobei in einem zweiten weiteren Bereich die internen Leitungen und die zweite externe Leitung ebenso parallel zueinander ausgebildet sind mit einem vierten Abstand.According to a further preferred embodiment, it is provided that a second external line is provided for the electrical connection between the power module and a second intermediate circuit capacitor, the internal lines and the second external line being electrically connected to one another in the connection area, with the As seen from the power module in the connection area, the internal lines and the second external line are formed parallel to one another with a third spacing, wherein in a second further area the internal lines and the second external line are also formed parallel to one another with a fourth spacing.

Besonders bevorzugt entspricht der dritte Abstand dem ersten Abstand und der vierte Abstand dem zweiten Abstand. Ebenso bevorzugt ist der dritte Abstand kleiner als der vierte Abstand.Particularly preferably, the third distance corresponds to the first distance and the fourth distance corresponds to the second distance. The third distance is also preferably smaller than the fourth distance.

Die Ausführungen hinsichtlich des ersten Abstands und des zweiten Abstands können in analoger Weise auch für den dritten Abstand und den vierten Abstand gelten.The statements with regard to the first distance and the second distance can also apply in an analogous manner to the third distance and the fourth distance.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass in der ersten Erstreckungsrichtung gesehen zwischen dem zweiten weiteren Bereich und dem Leistungsmodul ein zweiter Kühlkörper zum Kühlen des Leistungsmoduls angeordnet ist.According to a further preferred embodiment, it is provided that, viewed in the first direction of extent, a second heat sink for cooling the power module is arranged between the second further area and the power module.

Besonders bevorzugt sind in der ersten Erstreckungsrichtung gesehen die erste externe Leitung über den internen Leitungen und die zweite externe Leitung unter den internen Leitungen angeordnet.Particularly preferably, viewed in the first direction of extent, the first external line is arranged above the internal lines and the second external line is arranged below the internal lines.

Dies hat zur Folge, dass der erste Kühlkörper in der ersten Erstreckungsrichtung gesehen oberhalb des Leistungsmoduls und der zweite Kühlkörper unterhalb des Leistungsmoduls angeordnet ist, wodurch eine zweiseitige Kühlung realisiert ist, wodurch die Kühlleistung nochmals erhöht werden kann.As a result, the first heat sink, viewed in the first direction of extent, is arranged above the power module and the second heat sink is arranged below the power module, whereby two-sided cooling is implemented, whereby the cooling capacity can be increased again.

Bevorzugt sind der erste Kühlkörper und gegebenenfalls der zweite Kühlkörper miteinander in mechanischem Kontakt, so dass hierdurch die Kühlleistung nochmals erhöht werden kann. The first heat sink and, if appropriate, the second heat sink are preferably in mechanical contact with one another, so that the cooling performance can be increased again as a result.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass in einer zweiten Erstreckungsrichtung gesehen eine Länge der ersten externen Leitung einer Länge der internen Leitungen entspricht oder länger ist.According to a further preferred embodiment, it is provided that, viewed in a second direction of extent, a length of the first external line corresponds to a length of the internal lines or is longer.

Ebenso bevorzugt ist es vorgesehen, dass in einer dritten Erstreckungsrichtung gesehen eine Breite der ersten externen Leitung einer Breite der internen Leitungen entspricht oder länger ist.It is also preferably provided that, viewed in a third direction of extent, a width of the first external line corresponds to a width of the internal lines or is longer.

In der ersten Erstreckungsrichtung gesehen schließt bevorzugt die erste externe Leitung eine Fläche ein, welche der eingeschlossenen Fläche der internen Leitungen entspricht oder größer ist.Viewed in the first direction of extension, the first external line preferably includes an area which corresponds to or is greater than the enclosed area of the internal lines.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass in einer zweiten Erstreckungsrichtung gesehen eine Länge der zweiten externen Leitung einer Länge der internen Leitungen entspricht oder länger ist. Ebenso bevorzugt ist es vorgesehen, dass in der dritten Erstreckungsrichtung gesehen eine Breite der zweiten externen Leitung einer Breite der internen Leitungen entspricht oder länger ist.According to a further preferred embodiment, it is provided that, viewed in a second direction of extent, a length of the second external line corresponds to a length of the internal lines or is longer. It is also preferably provided that, viewed in the third direction of extent, a width of the second external line corresponds to a width of the internal lines or is longer.

In der ersten Erstreckungsrichtung gesehen schließt bevorzugt die zweite externe Leitung eine Fläche ein, welche der eingeschlossenen Fläche der internen Leitungen entspricht oder größer ist.Viewed in the first extension direction, the second external line preferably includes an area which corresponds to the enclosed area of the internal lines or is greater.

Dadurch ist es möglich, die gesamte parasitäre Induktivität mittels der ersten externen Leitung und gegebenenfalls der zweiten externen Leitung auszugleichen.This makes it possible to compensate for the entire parasitic inductance by means of the first external line and, if necessary, the second external line.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der erste Kühlkörper und/oder der zweite Kühlkörper nicht aus Metall bestehen, vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt sind.According to a further preferred embodiment, it is provided that the first heat sink and / or the second heat sink do not consist of metal, preferably are made of a plastic.

Wäre ein Kühlkörper aus Metall oder anderen leitenden Materialien gefertigt, könnte die Kompensation der parasitären Induktivität wieder zunichte gemacht werden, da durch die leitende Eigenschaft wieder Induktivitäten erzeugt werden würden.If a heat sink were made of metal or other conductive materials, the compensation of the parasitic inductance could be nullified again, since inductances would be generated again due to the conductive property.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Weitere Ziele, Vorteile und Zweckmäßigkeiten der vorliegenden Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen zu entnehmen. Hierbei zeigen:

  • 1 Anordnung gemäß einer Ausführungsform;
  • 2 Anordnung gemäß einer weitergehenden Ausführungsform.
Further objects, advantages and expediencies of the present invention can be taken from the following description in conjunction with the drawings. Here show:
  • 1 Arrangement according to one embodiment;
  • 2 Arrangement according to a further embodiment.

In den Figuren sind gleiche Bauteile jeweils mit den entsprechenden Bezugszeichen zu verstehen. Zur besseren Übersichtlichkeit können in machen Figuren Bauteile nicht mit einem Bezugszeichen versehen sein, die jedoch an anderer Stelle bezeichnet worden sind.In the figures, the same components are to be understood with the corresponding reference symbols. For the sake of clarity, components in some figures may not be provided with a reference number, although they have been designated elsewhere.

In der 1 ist eine Anordnung 1 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Gezeigt ist ein Leistungsmodul 2, welches bevorzugt einen Leistungshalbleiter umfasst, mit internen Leitungen 3. Weiter sind ebenso ein erster Zwischenkreiskondensator 4 und eine erste externe Leitung 5 zur elektrischen Verbindung zwischen dem Leistungsmodul 2 und dem ersten Zwischenkreiskondensator 4 gezeigt, wobei die internen Leitungen 3 und die erste externe Leitung 5 in einem Anschlussbereich 6 miteinander elektrisch verbunden sind.In the 1 is an arrangement 1 shown according to one embodiment. A power module is shown 2 , which preferably comprises a power semiconductor, with internal lines 3 . There is also a first intermediate circuit capacitor 4th and a first external line 5 for the electrical connection between the power module 2 and the first intermediate circuit capacitor 4th shown with the internal lines 3 and the first external line 5 in a connection area 6th are electrically connected to each other.

Weiter sind in einer ersten Erstreckungsrichtung 7 des Leistungsmoduls 2 gesehen im Anschlussbereich 6 die internen Leitungen 3 und die erste externe Leitung 5 parallel zueinander ausgebildet mit einem ersten Abstand 8, wobei in einem ersten weiteren Bereich 9 die internen Leitungen 3 und die erste externe Leitung 5 ebenso parallel zueinander ausgebildet sind mit einem zweiten Abstand 10. Bei der ersten externen Leitung 5 handelt es sich beispielsweise um eine Busbar-Verbindung.Next are in a first direction of extent 7th of the power module 2 seen in the connection area 6th the internal lines 3 and the first external line 5 formed parallel to one another with a first distance 8th , in a first further area 9 the internal lines 3 and the first external line 5 are also formed parallel to each other with a second distance 10 . On the first external line 5 it is, for example, a busbar connection.

Die internen Leitungen 3 sind dabei schematisch dargestellt. Vorliegend sind zwei interne Leitungen 3', 3" gezeigt, welche mit dem elektrischen Minuspol und dem elektrischen Pluspol verbunden werden können.The internal lines 3 are shown schematically. In the present case, two internal lines 3 ', 3 "are shown which can be connected to the electrical negative pole and the electrical positive pole.

Im Anschlussbereich 6 sind die internen Leitungen 3 in dem ersten Abstand 8 zu der ersten externen Leitung 5 angeordnet, im ersten weiteren Bereich 9 in dem zweiten Abstand 10.In the connection area 6th are the internal lines 3 in the first distance 8th to the first external line 5 arranged in the first further area 9 in the second distance 10 .

Zwischen dem Anschlussbereich 6 und dem ersten weiteren Bereich 9 ist ein Übergangsbereich 11 angeordnet, welcher mit dem Anschlussbereich 6 und dem ersten weiteren Bereich 9 verbunden ist, wobei in dem Übergangsbereich 11 die erste externe Leitung 5 derart ausgebildet ist, dass die erste externe Leitung 5 im Anschlussbereich 6 in den ersten weiteren Bereich 9 übergeht. Die externe Leitung 5 im Übergangsbereich 11 ist daher gebogen ausgestaltet, so dass eine Verbindung zwischen dem Anschlussbereich 6 und dem ersten weiteren Bereich 9 möglich ist.Between the connection area 6th and the first further area 9 is a transition area 11 arranged, which with the connection area 6th and the first further area 9 connected, being in the transition area 11 the first external line 5 is designed such that the first external line 5 in the connection area 6th in the first further area 9 transforms. The external line 5 in the transition area 11 is therefore designed bent so that a connection between the connection area 6th and the first further area 9 is possible.

Der Übergangsbereich 11 ist vorzugsweise an dem Eintrittsort 24 angeordnet, an welchem sich die internen Leitungen 3 in das Leistungsmodul 2 hineinerstrecken.The transition area 11 is preferably at the entry point 24 arranged on which the internal lines 3 into the power module 2 extend into it.

Die erste Erstreckungsrichtung 7 ist dabei eine Höhenerstreckung, die zweite Erstreckungsrichtung 21 die Längserstreckung und die dritte Erstreckungsrichtung 22 die Breitenerstreckung.The first direction of extent 7th is a vertical extension, the second extension direction 21 the longitudinal extension and the third extension direction 22nd the latitude.

Die Länge 20 der internen Leitungen 3 in der zweiten Erstreckungsrichtung 21 gesehen entspricht hierbei der Länge 18 der ersten externen Leitung 5. Das gleiche gilt bevorzugt auch für die dritte Erstreckungsrichtung 22 mit der Breite der internen Leitungen 3 und der ersten externen Leitung 5. Dies führt dazu, dass, in der ersten Erstreckungsrichtung 7 gesehen, die eingeschlossene Fläche durch die erste externe Leitung 5 der eingeschlossenen Fläche durch die inneren Leitungen 3 entspricht, wodurch die parasitäre Induktivität des Leistungsmoduls 2 über das ganze eingeschlossene Volumen verringert werden kann bzw. entgegengewirkt werden kann.The length 20th of the internal lines 3 in the second direction of extent 21 seen here corresponds to the length 18th the first external line 5 . The same preferably also applies to the third direction of extent 22nd with the width of the internal lines 3 and the first external line 5 . This leads to the fact that, in the first direction of extent 7th seen the enclosed area through the first external line 5 the enclosed area by the inner lines 3 which corresponds to the parasitic inductance of the power module 2 can be reduced or counteracted over the entire enclosed volume.

Weiter ist eine Grundplatte („baseplate“) 23 vorgesehen, welche mit dem Leistungsmodul 2 thermisch verbunden ist und welche weiter mit einem ersten Kühlkörper 12 verbunden ist, so dass der erste Kühlkörper 12 die Grundplatte 23 kühlt und entsprechend indirekt das Leistungsmodul 2.Next is a base plate ("baseplate") 23 provided with the power module 2 is thermally connected and which further with a first heat sink 12th connected so that the first heat sink 12th the base plate 23 cools and, accordingly, indirectly the power module 2 .

Dabei ist der erste Kühlkörper 12 in der ersten Erstreckungsrichtung 7 gesehen zwischen dem Leistungsmodul 2 und der ersten externen Leitung 5 im ersten weiteren Bereich 9 angeordnet.Here is the first heat sink 12th in the first direction of extent 7th seen between the power module 2 and the first external line 5 in the first further area 9 arranged.

Eine derartige indirekte Kühlung kann auch durch eine direkte Kühlung im Sinne der 2 ersetzt werden, mit einem einzigen Kühlkörper 12. Dabei muss die Ausgestaltung des Leistungsmoduls 2 eine andere sein, wie etwa in 2 dargestellt.Such indirect cooling can also be achieved by direct cooling in the sense of 2 can be replaced with a single heat sink 12th . The design of the service module must 2 be another, such as in 2 shown.

Der erste Zwischenkreiskondensator 4 ist dabei vorzugsweise in der ersten Erstreckungsrichtung 7 gesehen über der ersten externen Leitung 5 angeordnet.The first intermediate circuit capacitor 4th is preferably in the first direction of extent 7th seen over the first external line 5 arranged.

In der 2 ist die Anordnung 1 gemäß einer weitergehenden Ausführungsform dargestellt.In the 2 is the arrangement 1 shown according to a further embodiment.

Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß 1 weist die Ausführungsform gemäß 2 eine zweite externe Leitung 13 auf zur elektrischen Verbindung zwischen dem Leistungsmodul und einem zweiten Zwischenkreiskondensator 14, wobei die internen Leitungen 3 und die zweite externe Leitung 13 in einem Anschlussbereich 6 miteinander elektrisch verbunden sind, wobei in einer ersten Erstreckungsrichtung 7 des Leistungsmoduls 2 gesehen im Anschlussbereich 6 die internen Leitungen 3 und die zweite externe Leitung parallel 13 zueinander ausgebildet sind mit einem dritten Abstand 15, wobei in einem zweiten weiteren Bereich 25 die internen Leitungen 3 und die zweite externe Leitung 13 ebenso parallel zueinander ausgebildet sind mit einem vierten Abstand 16.In contrast to the embodiment according to 1 has the embodiment according to 2 a second external line 13th on to the electrical connection between the power module and a second intermediate circuit capacitor 14th , with the internal lines 3 and the second external line 13th in a connection area 6th are electrically connected to one another, in a first direction of extent 7th of the power module 2 seen in the connection area 6th the internal lines 3 and the second external line in parallel 13th are formed to each other with a third distance 15th , being in a second further area 25th the internal lines 3 and the second external line 13th are also formed parallel to each other with a fourth distance 16 .

Das Leistungsmodul 2 umfasst dabei mehrere sogenannte Pinfins 26, mittels welchen eine direkte Kühlung mittels des ersten Kühlkörpers 12 und einem zweiten Kühlkörper 17 möglich ist. Der zweite Kühlkörper 17 ist dabei in der ersten Erstreckungsrichtung 7 gesehen unterhalb des Leistungsmoduls 2 angeordnet und zwischen der zweiten externen Leitung 13 und dem Leistungsmodul 2.The power module 2 includes several so-called pin fins 26th , by means of which direct cooling by means of the first heat sink 12th and a second heat sink 17th is possible. The second heat sink 17th is in the first direction of extent 7th seen below the power module 2 arranged and between the second external line 13th and the power module 2 .

Unabhängig von der Wahl der Kühlung, also ob direkt wie gemäß 2 oder indirekt wie gemäß 1, fließt durch die Kühlkörper 12, 17 ein Fluid, welches bevorzugt eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, Öl oder dergleichen ist, oder ein Gas, beispielsweise Luft.Regardless of the choice of cooling, whether directly or according to 2 or indirectly as per 1 , flows through the heat sink 12th , 17th a fluid, which is preferably a liquid, for example water, oil or the like, or a gas, for example air.

Der zweite Zwischenkreiskondensator 14 ist vorzugsweise unterhalb der zweiten externen Leitung 13 angeordnet.The second intermediate circuit capacitor 14th is preferably below the second external line 13th arranged.

Weiter können die erste externe Leitung 5 und die zweite externe Leitung 13 symmetrisch zu dem Leistungsmodul 2 angeordnet sein, wobei vorzugsweise der erste Abstand 8 und der dritte Abstand 15 sowie der zweite Abstand 10 und der vierte Abstand 16 gleich sind.You can also use the first external line 5 and the second external line 13th symmetrical to the power module 2 be arranged, preferably the first distance 8th and the third distance 15th as well as the second distance 10 and the fourth distance 16 are the same.

Die Ausführungen zu der ersten externen Leitung 5 gelten in analoger Weise auch für die zweite externe Leitung 13.The remarks on the first external line 5 apply analogously to the second external line 13th .

Die Ausführungsformen gemäß 1 und 2 mit allen Merkmalen sind beliebig kombinierbar und austauschbar.The embodiments according to 1 and 2 with all features can be combined and exchanged as required.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All features disclosed in the application documents are claimed as essential to the invention, provided that they are new to the state of the art, individually or in combination.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Anordnungarrangement
22
LeistungsmodulPower module
33rd
interne Leitunginternal management
44th
erster Zwischenkreiskondensatorfirst intermediate circuit capacitor
55
erste externe Leitungfirst external line
66th
AnschlussbereichConnection area
77th
erste Erstreckungsrichtungfirst direction of extent
88th
erster Abstandfirst distance
99
erster weiterer Bereichfirst further area
1010
zweiter Abstandsecond distance
1111
ÜbergangsbereichTransition area
1212th
erster Kühlkörperfirst heat sink
1313th
zweite externe Leitungsecond external line
1414th
zweiter Zwischenkreiskondensatorsecond intermediate circuit capacitor
1515th
dritter Abstandthird distance
1616
vierter Abstandfourth distance
1717th
zweiter Kühlkörpersecond heat sink
1818th
Länge der ersten externen LeitungLength of the first external line
1919th
Länge der zweiten externen LeitungLength of the second external line
2020th
Länge der internen LeitungInternal line length
2121
zweite Erstreckungsrichtungsecond direction of extent
2222nd
dritte Erstreckungsrichtungthird direction of extent
2323
GrundplatteBase plate
2424
EintrittsortEntry point
2525th
zweiter weiterer Bereichsecond further area
2626th
PinfinPinfin

Claims (9)

Anordnung (1) zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit eines Leistungsmoduls (2) durch Verringerung der parasitären Induktivitäten in dem Leistungsmodul (2), wobei die Anordnung ein Leistungsmodul (2) mit internen Leitungen (3), einen ersten Zwischenkreiskondensator (4) und eine erste externe Leitung (5) zur elektrischen Verbindung zwischen Leistungsmodul (2) und ersten Zwischenkreiskondensator (4) umfasst, wobei die internen Leitungen (3) und die erste externe Leitung (5) in einem Anschlussbereich (6) miteinander elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Erstreckungsrichtung (7) des Leistungsmoduls (2) gesehen im Anschlussbereich (6) die internen Leitungen (3) und die erste externe Leitung (5) parallel zueinander ausgebildet sind mit einem ersten Abstand (8), wobei in einem ersten weiteren Bereich (9) die internen Leitungen (3) und die erste externe Leitung (5) ebenso parallel zueinander ausgebildet sind mit einem zweiten Abstand (10).Arrangement (1) for increasing the performance of a power module (2) by reducing the parasitic inductances in the power module (2), the arrangement comprising a power module (2) with internal lines (3), a first intermediate circuit capacitor (4) and a first external Line (5) for the electrical connection between the power module (2) and the first intermediate circuit capacitor (4), the internal lines (3) and the first external line (5) being electrically connected to one another in a connection area (6), characterized in that Seen in a first extension direction (7) of the power module (2) in the connection area (6) the internal lines (3) and the first external line (5) are formed parallel to one another with a first spacing (8), wherein in a first further area (9) the internal lines (3) and the first external line (5) are also formed parallel to one another with a second spacing (10). Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abstand (8) kleiner als der zweite Abstand (10) ist.Arrangement (1) according to Claim 1 , characterized in that the first distance (8) is smaller than the second distance (10). Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergangsbereich (11) vorgesehen ist, welcher mit dem Anschlussbereich (6) und dem ersten weiteren Bereich (9) verbunden ist, wobei in dem Übergangsbereich (11) die erste externe Leitung (5) derart ausgebildet ist, dass die erste externe Leitung (5) des Anschlussbereichs (6) in den ersten weiteren Bereich (9) übergeht.Arrangement (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that a transition area (11) is provided which is connected to the connection area (6) and the first further area (9), the first external line (5) being formed in the transition area (11) such that the first external line (5) of the connection area (6) merges into the first further area (9). Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Erstreckungsrichtung (7) gesehen zwischen dem ersten weiteren Bereich (9) und dem Leistungsmodul (2) ein erster Kühlkörper (12) zum Kühlen des Leistungsmoduls (2) angeordnet ist.Arrangement (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that, viewed in the first extension direction (7), a first heat sink (12) for cooling the power module (2) is arranged between the first further area (9) and the power module (2). Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite externe Leitung (13) vorgesehen ist zur elektrischen Verbindung zwischen Leistungsmodul (2) und einem zweiten Zwischenkreiskondensator (14) umfasst, wobei die internen Leitungen (3) und die zweite externe Leitung (13) in einem Anschlussbereich (6) miteinander elektrisch verbunden sind, wobei in einer ersten Erstreckungsrichtung (7) des Leistungsmoduls (2) gesehen im Anschlussbereich (6) die internen Leitungen (3) und die zweite externe Leitung (13) parallel zueinander ausgebildet sind mit einem dritten Abstand (15), wobei in einem zweiten weiteren Bereich (25) die internen Leitungen (3) und die zweite externe Leitung (13) ebenso parallel zueinander ausgebildet sind mit einem vierten Abstand (16).Arrangement (1) according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that a second external line (13) is provided for the electrical connection between the power module (2) and a second intermediate circuit capacitor (14), the internal lines (3) and the second external line (13) in a connection area ( 6) are electrically connected to one another, the internal lines (3) and the second external line (13) being formed parallel to one another with a third spacing (15) in the connection area (6), seen in a first extension direction (7) of the power module (2) ), wherein in a second further area (25) the internal lines (3) and the second external line (13) are also formed parallel to one another with a fourth spacing (16). Anordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Erstreckungsrichtung (7) gesehen zwischen dem zweiten weiteren Bereich (25) und dem Leistungsmodul (2) ein zweiter Kühlkörper (17) zum Kühlen des Leistungsmoduls (2) angeordnet ist.Arrangement (1) according to Claim 5 , characterized in that, viewed in the first direction of extent (7), a second heat sink (17) for cooling the power module (2) is arranged between the second further area (25) and the power module (2). Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Erstreckungsrichtung (21) gesehen eine Länge der ersten externen Leitung (18) einer Länge der internen Leitungen (3) entspricht oder länger ist.Arrangement (1) according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that, viewed in a second direction of extent (21), a length of the first external line (18) corresponds to a length of the internal lines (3) or is longer. Anordnung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Erstreckungsrichtung (21) gesehen eine Länge der zweiten externen Leitung (19) einer Länge der internen Leitungen (20) entspricht oder länger ist.Arrangement (1) according to Claim 5 or 6th , characterized in that, viewed in a second extension direction (21), a length of the second external line (19) corresponds to a length of the internal lines (20) or is longer. Anordnung (1) nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlkörper (12) und/oder der zweite Kühlkörper (17) nicht aus Metall bestehen, vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt sind.Arrangement (1) according to Claim 4 or 6th , characterized in that the first heat sink (12) and / or the second heat sink (17) are not made of metal, are preferably made of a plastic.
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