JP2003069261A - 回路装置 - Google Patents
回路装置Info
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-
- H10W72/5438—
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- H10W72/5475—
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Abstract
た耐振動性及び耐衝撃性を有し、冷却体に対する中間回
路内及び/又は接続要素にて発生する熱の排出が改善さ
れる、寄生インダクタンスの小さな冒頭に掲げた形式の
回路装置を提供する。 【解決手段】 中間回路ボード24が、付属の導体通路
と直接的に低インダクタンスで接触するための接触要素
56を有する。また、中間回路ボード24及び少なくと
も1つの基板16には、接触要素を有する付属の交流接
続要素20が付設されている。
Description
面において陽極・導体通路、陰極・導体通路、交流・導
体通路、並びに補助接続部を有する少なくとも1つの基
板と、それらの導体通路と少なくとも部分的に接触され
ている例えばトランジスタ、サイリスタ、ダイオード、
抵抗、集積回路、又はセンサのような構成部品と、陽極
・直流接続部及び陰極・直流接続部を有する中間回路ボ
ードと、陽極・直流接続部と陰極・直流接続部の間に接
続されている少なくとも1つの電気的なコンデンサと、
少なくとも1つの交流接続部とを有する回路装置に関す
る。
は、電気絶縁性の基板と、この基板上にあり互いに電気
的に絶縁されている金属性の導体通路と、これらの導体
通路上に取り付けられているパワースイッチとを備え
た、寄生インダクタンスの小さな回路装置が記載されて
いる。そこではパワースイッチがパワートランジスタを
有し、これらのパワートランジスタは有利にはMOSFET又
はIGBTで形成されている。
基板上、並びに交流接続要素において熱を発生させる。
中間回路の冷却は従来技術により構成部品における熱対
流を介して行われる。基板の熱は冷却体に対する直接的
な接触を介して運び去られる。交流接続要素の熱は従来
技術により同様に熱対流だけを介して運び去られる。交
流接続要素の温度上昇は、そこでオーム抵抗を増加さ
せ、それにより電流容量をより小さくする。更に少なく
とも1つの交流接続要素上にはセンサが配設され得て、
それらの機能は温度上昇により損なわれる。
題は、製造手間即ち組立手間が僅かであり、傑出した耐
振動性及び耐衝撃性を有し、冷却体に対する中間回路内
及び/又は接続要素にて発生する熱の排出が改善され
る、寄生インダクタンスの小さな冒頭に掲げた形式の回
路装置を創作することである。
た形式の回路装置において、本発明に従い、以下の構成
要件のうちの少なくとも1つにより解決される: ・ 中間回路ボードが、少なくとも1つの基板の陽極・
導体通路及び陰極・導体通路と直接的に低インダクタン
スで接触するための接触要素を有し、中間回路ボード及
び少なくとも1つの基板には、接触要素を有する付属の
交流接続要素が付設されていて、中間回路ボートの接触
要素及び少なくとも1つの交流接続要素の接触要素を少
なくとも1つの基板の付属の導体通路と電気的に接触さ
せるためのプレス装置が設けられていること。 ・ 外部に電気的に接触するための少なくとも1つの接
続ピンが、電気絶縁性で熱伝導性のボディを用いて冷却
体と熱接触状態にもたらされること。 ・ 少なくとも1つの電流接続部の内部の接続プレート
が部分領域を有し、これらの部分領域を用いて接続プレ
ートが熱伝導性で電気絶縁性のボディを介して冷却体と
の接続を形成すること。 ・ 冷却すべき少なくとも1つのコンデンサを有する中
間回路ボードが、少なくとも1つの基板の陽極・導体通
路及び陰極・導体通路と直接的に接触するための接触要
素を有すること。
V、W)のために有利には3つの基板が設けられてい
る。この種の回路装置は3つの交流接続部を有する。
スの回路装置である以上、基本ボディが冷却体に配置さ
れていると有利であり、少なくとも1つの基板がその底
面を用いて冷却体と熱伝導式で接触されていると有利で
ある。この目的のために少なくとも1つの基板の底面に
は金属被覆或いは金属層が設けられ得て、基板はこの金
属被覆或いは金属層を用いて広い面に渡って基本ボディ
或いは冷却体上に載置される。基本ボディは、付属の基
板のための少なくとも一つの区画を有するように枠状に
形成されている。
接続部を有する第1金属面要素及び陰極・直流接続部を
有する第2金属面要素を有し、これらの金属面要素が互
いに絶縁されていると、比較的簡単に且つ僅かな製造コ
ストで実現可能である回路装置が達成され、この際、中
間回路ボードの少なくとも1つのコンデンサの接続要素
は夫々の付属の金属面要素と接触されていて、中間回路
ボードの接触要素は少なくとも1つの基板の夫々の付属
の金属面要素と一体式に形成されている。陽極・直流接
続部のための金属面要素及び陰極・直流接続部のための
金属面要素は、有利には、例えば銅から成り且つ打ち抜
かれて対応的に曲げられている板金により形成され得
る。このようにして簡単に且つ低コストで実現可能であ
る中間回路ボードを有する回路装置が得られ、この際、
これらの長所は、コンパクトで機械的に頑丈であり並び
に低インダクタンスの構成を伴う。陽極・直流接続部の
金属面要素と陰極・直流接続部の金属面要素の電気絶縁
は、電気絶縁性の材料から成り且つ一重に形成される面
要素により実現され得る。直流接続部及び交流接続部を
外部に電気的に接続させるために、基本ボディ上には接
続ピンが設けられ、対応する接続要素には穴が設けられ
ている。
続部と接続されている金属コーティングを1つの主面に
有し、陰極・直流接続部と接続されている金属コーティ
ングを反対側の第2の主面に有する中間回路ボードを設
けることも可能であり、この際、中間回路ボードの接触
要素は接触フィンガーにより形成されていて、これらの
接触フィンガーを用いて接触要素が中間回路ボードと適
合して接触されている。対応的に少なくとも1つの交流
接続部には接触要素が設けられ得て、これらの接触要素
は同様に接触フィンガーにより形成されていて、接触要
素を少なくとも1つの交流接続要素と接触させる。しか
し、この種の差込接触は無視することのできない組立手
間を必要とし、それゆえに、中間回路ボードの両方の直
流接続部の接触要素を対応的な金属面要素を用いて一体
式で形成すること、及び、少なくとも1つの交流接続要
素の接触要素をこの交流接続要素を用いて一体式で形成
することが有利である。
1つの交流接続要素を少なくとも1つの基板の付属の導
体通路と電気的に接触させることがプレス装置を用いて
行われ、このプレス装置が、形状安定性のプレスボディ
と、このプレスボディに適合された面寸法を有する制限
された可撓性のプレス要素とを有すると本発明による回
路装置において有利であると示された。有利には金属か
ら構成される形状安定性のプレスボディと、制限された
可撓性のプレス要素との間には合目的には電気絶縁性の
材料から成る中間ボディが設けられていて、この中間ボ
ディの管状の貫通要素は形状安定性のプレスボディを通
じて延びている。本発明による回路装置のプレス装置上
にはドライバ回路が配設され得て、この際、プレス装置
を貫いて接触ワイヤ要素が延びていて、これらの接触ワ
イヤ要素は少なくとも1つの基板の夫々の付属の導体通
路及び補助接続部とプレス接触されている。
描かれている本発明の回路装置の実施形態に関する以下
の説明から明らかである。
置10の構成において主要部が示されている。枠状の基
本ボディ12は、冷却体に取り付けられていて、互いに
離された3つの区画14を有する。各区画14は基板1
6のために設けられている。この種の基板16は図2に
描かれていて後で詳細に説明される。
って立ててあり、これらのピン18は、夫々に付属する
交流接続要素20を正確に位置決めするために設けられ
ている。この種の交流接続要素20は図4に描かれてい
て後で詳細に説明される。
上方に向かって立ててあり、これらのピン22は中間回
路ボード24を正確に位置決めするために設けられてい
る。この種の中間回路ボード24は図3において付属の
電気的なコンデンサを伴わない分解斜視図として描かれ
ていて後で詳細に説明される。
ーブ26が上方に向かって立ててあり、これらのネジ付
きスリーブ26は図5に分解斜視図で示されているプレ
ス装置28を基本ボディ12に固定するために用いられ
る。
30において、陽極・導体通路(陽極・導電トラック)
32、陰極・導体通路(陰極・導電トラック)34、こ
れらの通路間に設けられている交流・導体通路(交流・
導電トラック)36、並びに補助接続部38及び40を
有する。例えばパワートランジスタ又はパワーダイオー
ドのような構成部品42は導体通路32、34、36及
び補助接続部38と接触されている。この接触は例えば
ボンディングワイヤ44を用いて行われる。
6は夫々の基板16の陽極・導体通路32と接触されて
いる。中間回路ボード24(図3も参照のこと)の陰極
・直流接続部48は夫々の基板16の陰極・導体通路3
4と接触されている。この目的のために中間回路ボード
24は、陽極・直流接続部46を有する第1金属面要素
50、及び、陰極・直流接続部48を有する第2金属面
要素52を有し、これらの間には、図3から見て取れる
ように、金属面要素50及び52に面として適合される
絶縁要素54が設けられている。
銅のような導電性の金属から成る打抜板金が夫々に用い
られ、この場合、陽極・直流接続部46のための金属面
要素50から一体式で接触要素56が離れてゆくように
立てられている。これらの接触要素56は、縦長の金属
面要素50の横方向に方向付けられていて、金属面要素
50と直角を形成する。これらの接触要素56はプレス
装置28を使って夫々の基板16の陽極・導体通路32
に対して押し付けられる。
ら離れてゆくように接触要素58が縦方向に方向付けら
れて垂直に立てられていて、これらの接触要素58はプ
レス装置28を使って夫々の基板16の陰極・導体通路
34に対して押し付けられる。
は、中間回路ボード24の非図示のコンデンサにおける
対応的な接続部に電気伝導式で接触するための接触穴6
0を有するように形成されている。陰極・直流接続部4
8の金属面要素52には、中間回路ボード24の非図示
のコンデンサにおける陰極・接続要素のための接触穴6
2が設けられている。絶縁要素54は、中間回路ボード
24のコンデンサの接続要素のために前記の穴に適合さ
れた貫通穴64を有するように形成されている。
8を有する金属面要素50、52と、絶縁要素54と、
冷却体上に直接的に設けられる基板16とから形成され
ている中間回路ボード24の密に隣接する配置により、
冷却体と、中間回路ボード24上に配設されるコンデン
サとの間において極めて効果的な熱接触が達成される。
このことは中間回路内に発生する熱の効率のよい排出を
可能とする。
うに形成されていて、この穴66を通じ、基本ボディ1
2から上方に向かって立てられているピン22が延在す
る。陰極・直流接続部48は穴68を有するように形成
されていて、この穴68を通じ、基本ボディ12の他の
ピン22が延在する。
明確化されていて、この交流接続要素20は、陽極・直
流接続部46のための金属面要素50における接触要素
56と同様に、接触要素70を有する打抜板金として形
成されていて、接続プレート72を有するように形成さ
れている。夫々の交流接続要素20の接続プレート72
は穴74を有するように形成されていて、組み立てられ
た状態で基本ボディ12の対応的なピン18が穴74を
通じて延在する。接続プレート72には電流センサ11
4(図1も参照)を受け入れるための他の穴104も設
けられている。夫々の交流接続要素20の接触要素70
は夫々の基板16の交流・導体通路36と接触されてい
る。中間回路ボード24の陽極・直流接続部46及び陰
極・直流接続部48のための金属面要素50及び52に
おける接触要素56及び58は、回路装置10の夫々の
基板16の付属の導体通路32及び34と低インダクタ
ンスで直接的に接触するために用いられる。
りにおける接続プレート72の領域は効果的な熱除去を
必要とし、その理由は、一方では高すぎる温度が電流セ
ンサの機能を低減し、他方では接続プレート72の高す
ぎる温度がこの接続プレート72のオーム抵抗を増加さ
せ、電流の最大の流れを減少させ、従って直接的に回路
装置の能率を減少させるためである。
の構成が分解斜視図として明確化されている(図1も参
照)。プレス装置28は、制限された可撓性のプレス要
素76と、形状安定性のプレスボディ78とを有する。
制限された可撓性のプレス要素76と、このプレス要素
76に底面として適合されている形状安定性のプレスボ
ディ78との間には電気絶縁性の材料から成る中間ボデ
ィ80が設けられていて、この中間ボディ80には絶縁
スリーブ82が中間ボディ80から離れてゆくように立
てられている。これらの絶縁スリーブ82は、プレス装
置28が組み立てられた状態で、形状安定性のプレスボ
ディ78の対応的な穴84を通じ、並びに、プレス要素
76の穴86及び凹部88内において延在する。形状安
定性のプレスボディ78は、例えば金属から構成され、
例えば皿頭ネジのための皿穴90を有するように形成さ
れている。これらの皿穴90は、基本ボディ12から離
れてゆくように立てられているネジ付きスリーブ26と
位置的に一致するように設けられていて、それにより前
記の皿頭ネジを使ってプレス装置28が基本ボディ12
に固定され、この際、プレス装置28を使って同時に中
間回路ボード24が基板16と適合するように接触され
る。
リーブ82を通じて接触ワイヤ要素92が延びていて、
これらの接触ワイヤ要素92には、絶縁スリーブ82か
ら僅かに出ている接触部分94が上側に設けられ、絶縁
スリーブ82から下側に出ている下側のピン形状の端部
分96が設けられている。回路装置10が組み立てられ
た状態で、接触ワイヤ要素92の上側の接触部分94
は、プレス装置28上に位置決めされている(非図示
の)ドライバ回路における付属の接触箇所と接触する。
この際、接触ワイヤ要素92における下側のピン形状の
端部分96は、夫々の基板16における付属の導体通路
及び補助接続部と接触される。
熱除去を改善するための詳細部が示されている。そのた
めに接続プレート72の領域には基本ボディ12内に凹
部112が形成されている。これらの凹部112は、熱
抵抗の小さな電気絶縁性のボディ100(例えば、セラ
ミック材料、雲母、酸化アルミニウムなど)を凹部11
2内に受容するために形成されている。また熱除去は2
つの経路で達成され、これらの経路は、夫々が接続プレ
ート72の温度減少を自ずと達成するにもかかわらず、
有利には両方とも使用される: ・ 接続プレート72の対向する2つの側面において領
域106が次のように折り曲げられる。即ち、これらの
領域106が組立後にボディ100と直接的な熱接触状
態にあるようにである。また、ボディ100は冷却体1
02と直接的な熱接触状態にある。 ・ ピン18が次のように形成されている。即ち、この
ピン18が、有利にはネジ108を用いた接続領域と、
フット110とから成り、この際、フット110は電気
絶縁性のボディ100に対する直接的な熱接触部を有
し、ボディ100の方は冷却体102と直接的な熱接触
部を有する。接続ピン18並びに接続プレート72は、
外部の交流接続を可能とするために、電気伝導式で接続
されている。
交流接続部の分解図が示されている。凹部112は次の
ように形成されている。即ち、熱伝導性で電気絶縁性の
ボディ100が、一方では接続ピン18のフット110
と折り曲げられている部分領域106(図4も参照)と
の間の熱接触部、他方では接続ピン18のフット110
と冷却体12との間の熱接触部を形成するようにであ
る。
の際、基本ボディは3相交流のための3つの基板を有
し、ここで中間回路ボードは、基板が備え付けられてい
る枠状の基本ボディから離されて示されている。
ある。
な分解図を示す図である。
示す図である。
図であり、この回路装置は図1ではプレス装置を伴わず
に図示されている。
装置の一部分の立体図、並びに本発明による構成の接続
ピンを示す図である。
よる構成の接続ピンを示す図である。
り) 82 絶縁スリーブ(80より) 84 穴(78内) 86 穴(76内) 88 凹部(76内) 90 皿穴(78内) 92 接触ワイヤ要素(82内) 94 接触部分(92より) 96 ピン形状の端部分(92より) 100 絶縁ボディ 102 冷却体 104 穴(72内) 106 部分領域(接続プレート72より) 108 ネジ(接続ピン18より) 110 フット(接続ピン18より) 112 凹部(12から) 114 電流センサ
Claims (15)
- 【請求項1】基本ボディ(12)と、上面(30)にお
いて陽極・導体通路(32)、陰極・導体通路(3
4)、交流・導体通路(36)、並びに補助接続部(3
8、40)を有する少なくとも1つの基板(16)と、
それらの導体通路(32、34、36)及び補助接続部
(38、40)と少なくとも部分的に接触されている構
成部品(42)と、陽極・直流接続部(46)及び陰極
・直流接続部(48)を有する中間回路ボード(24)
と、陽極・直流接続部(46)と陰極・直流接続部(4
8)の間に接続されている少なくとも1つの電気的なコ
ンデンサと、少なくとも1つの交流接続要素(20)と
を有する回路装置において、中間回路ボード(24)
が、付属の導体通路(32、34)と直接的に低インダ
クタンスで接触するための接触要素(56、58)を有
すること、及び、中間回路ボード(24)及び少なくと
も1つの基板(16)には、接触要素(70)を有する
付属の交流接続要素(20)が付設されていることを特
徴とする回路装置。 - 【請求項2】基本ボディ(12)と、接続ピン(18、
22)と、接続プレート(72)を有し接触要素(7
0)を有する少なくとも1つの交流接続要素(20)と
を有する、請求項1に記載の回路装置において、少なく
とも1つの接続ピン(18、22)がフット(110)
を有し、フット(110)が電気絶縁性で熱伝導性のボ
ディ(100)を介して冷却体(102)上に配設され
ていること、及び/又は、少なくとも1つの接続プレー
ト(72)が部分領域(106)を有し、これらの部分
領域(106)が電気絶縁性のボディ(100)を介し
て冷却体(102)に対して熱的に接触することを特徴
とする回路装置。 - 【請求項3】3相交流(U、V、W)のために3つの基
板(16)が設けられていることを特徴とする、請求項
1に記載の回路装置。 - 【請求項4】基本ボディ(12)が冷却体に取り付けら
れていること、及び、少なくとも1つの基板(16)が
その底面を用いて基本ボディ(12)と熱伝導式で接触
されていることを特徴とする、請求項1に記載の回路装
置。 - 【請求項5】中間回路ボード(24)が、陽極・直流接
続部(46)を有する第1金属面要素(50)及び陰極
・直流接続部(48)を有する第2金属面要素(52)
を有し、これらの金属面要素が互いに絶縁されていて、
少なくとも1つのコンデンサの接続要素が中間回路ボー
ド(24)の夫々の付属の金属面要素(50、52)と
接触されていて、中間回路ボード(24)の接触要素
(56、58)が夫々の付属の金属面要素(50、5
2)と一体式に形成されていることを特徴とする、請求
項1に記載の回路装置。 - 【請求項6】少なくとも1つの交流接続要素(20)が
付属の接触要素(70)と一体式に形成されていること
を特徴とする、請求項1に記載の回路装置。 - 【請求項7】構成部品(42)が、パワーダイオード、
パワーサイリスタ、パワートランジスタ、センサ、抵
抗、及び/又は、集積回路であることを特徴とする、請
求項1に記載の回路装置。 - 【請求項8】接触要素(56、58、70)を少なくと
も1つの基板(16)の導体通路(32、34、36)
と電気的に接触させるためのプレス装置(28)が設け
られていることを特徴とする、請求項1に記載の回路装
置。 - 【請求項9】プレス装置(28)が、形状安定性のプレ
スボディ(78)と、プレスボディ(78)に適合され
た面寸法を有する制限された可撓性のプレス要素(7
6)とを有することを特徴とする、請求項8に記載の回
路装置。 - 【請求項10】プレス装置(28)上にはドライバ回路
が配設されていて、プレス装置(28)を貫いて接触ワ
イヤ要素(92)が延びていて、これらの接触ワイヤ要
素が、ドライバ回路と、及び、少なくとも1つの基板
(16)の付属の導体通路(32、34、36、38、
40)とプレス接触されていることを特徴とする、請求
項8に記載の回路装置。 - 【請求項11】熱伝導性で電気絶縁性のボディ(10
0)がセラミック材料から構成されていることを特徴と
する、請求項2に記載の回路装置。 - 【請求項12】接続ピン(18)がそのフット(11
0)の反対側の部分にネジ(108)を有することを特
徴とする、請求項2に記載の回路装置。 - 【請求項13】接続プレート(72)の部分領域(10
6)が接続プレート(72)自体の折り曲げられた領域
により形成されることを特徴とする、請求項2に記載の
回路装置。 - 【請求項14】接続ピン(18、22)が、基本ボディ
(12)に埋設されていて、接続プレート(72)と熱
伝導式及び電気伝導式で接続されていることを特徴とす
る、請求項2に記載の回路装置。 - 【請求項15】接続プレート(72)を有し接触要素
(70)を有する少なくとも1つの交流接続要素(2
0)を有する、請求項1に記載の回路装置において、基
板(16)、接触要素(56、58)、及び金属面要素
(50、52)が、密に隣接して配設されていて、少な
くとも1つのコンデンサを冷却するために少なくとも1
つのコンデンサと冷却体との間において短時間で熱を伝
導する電気絶縁式の接続を形成することを特徴とする回
路装置。
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