AT523330A1 - Elektronisches Gerät - Google Patents
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Abstract
Elektronisches Gerät Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät, insbesondere einen Inverter, welcher mit einer Stromversorgung verbindbar ist und welcher zumindest eine bestückte erste Trägerplatte (2), eine bestückte zweite Trägerplatte (3) sowie eine Kühlvorrichtung (4) aufweist. Um vorteilhafte Konstruktionsbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Kühlvorrichtung (4) der zumindest ersten Trägerplatte (2) und der zweiten Trägerplatte (3) zwischengeordnet ist. Dadurch wird eine Trägerplattenanordnung mit effektiver Wärmeabführung erreicht.
Description
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Elektronisches Gerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Gerät, insbesondere einen Inverter, verbindbar mit einer Stromversorgung, mit zumindest einer bestückten ersten Trägerplatte, einer bestückten zweiten Trägerplatte sowie
einer Kühlvorrichtung.
Insbesondere bei Reglern oder Steuergeräten für elektrische Maschinen, z.B. elektrische Motoren für Fahrzeuge, besteht aufgrund begrenzter Bauräume und Anforderungen in Bezug auf geringe Leitungsverluste und kurze Signalstrecken häufig die Notwendigkeit, elektronische Bauteile auf engstem Raum und mit kleinen Abständen zueinander anzuordnen.
Dabei ist es bedeutsam, von den Bauteilen abgegebene Wärme effektiv abzuführen, um Schäden aufgrund von übermäßiger
thermischer Belastung und Beanspruchung zu vermeiden.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die WO 2018/114349 Al bekannt, in welcher eine elektrische Maschine dargestellt ist, wobei innerhalb eines Gehäuses eine Trägerplatte gelagert ist. Die Trägerplatte weist in ihrem Randbereich eine umlaufende Kühlvorrichtung auf, welche einen
mit dem Gehäuse gekoppelten Wärmeleitring kontaktiert.
Dieser Ansatz weist in seiner bekannten Form den Nachteil auf, dass auf der Trägerplatte angeordnete Bauteile unterschiedlich stark von einer Kühlwirkung erfasst werden, wobei weiter außen angeordnete Bauteile stärker, weiter innen
angeordnete Bauteile schwächer gekühlt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickeltes elektronisches Gerät anzugeben, bei welchem sich die Kühlwirkung der Kühlvorrichtung über eine möglichst große Fläche erstreckt
und somit eine bedarfsgerechte Kühlung von auf der ersten
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Trägerplatte und der zweiten Trägerplatte angeordneten
Bauteilen erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst mit einem elektronischen Gerät der eingangs genannten Art, bei dem die Kühlvorrichtung der zumindest ersten Trägerplatte und der zweiten Trägerplatte zwischengeordnet ist.
Dadurch wird eine Trägerplattenanordnung mit effektiver Wärmeabführung erreicht. Sowohl Bauteile auf der ersten Trägerplatte, als auch auf der zweiten Trägerplatte werden von einer starken Kühlwirkung erfasst und auch Leitungen zwischen der ersten Trägerplatte und der zweiten Trägerplatte werden gekühlt, sofern diese Leitungen durch die Kühlvorrichtung hindurch geführt sind oder an die Kühlvorrichtung angrenzend angeordnet sind.
Auf separate Kühlvorrichtungen auf der ersten Trägerplatte und auf der zweiten Trägerplatte, z.B. Kühlvorrichtungen, welche in die erste Trägerplatte und in die zweite Trägerplatte eingearbeitet sind, kann verzichtet werden. Dadurch können die erste Trägerplatte sowie die zweite Trägerplatte und somit das elektronische Gerät kompakt
dimensioniert sein.
Die Kühlwirkung auf einzelne Bauteile kann weiter gesteigert werden, wenn zumindest ein Bauteil, welches mit der zumindest ersten Trägerplatte oder mit der zweiten Trägerplatte verbunden ist, von der Kühlvorrichtung zumindest teilweise ummantelt oder zumindest teilweise eingehaust ist.
Dadurch wird ein großer Anteil einer Bauteiloberfläche von
der Kühlwirkung erfasst.
Es ist hilfreich, wenn die Kühlvorrichtung zumindest eine Kühlleitung aufweist.
In diesem Zusammenhang ist es besonders günstig, wenn die zumindest eine Kühlleitung zumindest teilweise fluchtend mit
einer Mehrzahl an wärmeabgebenden Bauteilen, welche auf der
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zumindest ersten Trägerplatte vorgesehen sind, angeordnet ist.
Durch diese Maßnahme wird die Kühlwirkung in jenen Bereichen der ersten Trägerplatte, in welchen besonders stark wärmeabgebende Bauteile vorgesehen sind, gesteigert.
Dadurch, dass die Kühlleitung zumindest teilweise fluchtend mit diesen Bauteilen angeordnet ist, wird eine zielgerichtete
Kühlung bewirkt.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl an Leistungsbauteilen in einer ersten Reihe auf der zumindest ersten Trägerplatte angeordnet ist.
In diesem Zusammenhang ist es besonders hilfreich, wenn unmittelbar an die erste Reihe angrenzend und parallel zu der ersten Reihe ausgerichtet eine zweite Reihe mit einer Mehrzahl an auf der zumindest ersten Trägerplatte angeordneten Maschinenanschlüssen vorgesehen ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Mehrzahl an Leistungsbauteilen in einer dritten Reihe auf der zumindest ersten Trägerplatte angeordnet ist, wobei der ersten Reihe und der dritten Reihe eine vierte Reihe mit einer Mehrzahl an Gleichstrombusbauteilen zwischengeordnet ist.
Durch diese Maßnahmen werden besonders geringe Leitungsverluste und eine besonders kleine
Schleifeninduktivität erzielt.
Eine gleichmäßige Stromverteilung über die erste Trägerplatte wird erreicht, wenn die vierte Reihe Gleichstromkondensatoren und Gleichstromverbinder umfasst, wobei die Gleichstromkondensatoren gleichmäßig über die vierte Reihe
verteilt sind.
In Bezug auf die Stromverteilung über die erste Trägerplatte ist es darüber hinaus günstig, wenn unmittelbar an die dritte Reihe angrenzend und parallel zu der dritten Reihe
ausgerichtet eine fünfte Reihe mit einer Mehrzahl an auf der
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zumindest ersten Trägerplatte angeordneten Maschinenanschlüssen vorgesehen ist.
Hierbei ist es hilfreich, wenn eine gerade Anzahl an Leistungsbauteilen symmetrisch in Bezug auf eine durch einen Maschinenanschluss verlaufende Symmetrieachse angeordnet ist. Durch diese Maßnahme werden gleiche Induktivitäten und somit eine gleichmäßige Stromaufteilung auf parallel geschaltete
Leistungsbauteile erzielt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung erhält man weiterhin, wenn zumindest einer der Sensoren als erster Stromsensor ausgebildet ist, welcher auf einer der Kühlvorrichtung zugewandten ersten Seite der zweiten Trägerplatte vorgesehen ist.
Durch Anordnung des ersten Stromsensors auf der zweiten
Trägerplatte werden kurze Signalwege bewirkt.
Ferner ist es günstig, wenn zumindest einer der Sensoren als Winkelsensor ausgebildet ist, welcher auf einer der Kühlvorrichtung abgewandten zweiten Seite der zweiten Trägerplatte vorgesehen ist.
Durch diese Maßnahme kann ein Bauteil, an welchem Winkelmessungen vorgenommen werden sollen (z.B. eine Welle einer elektrischen Maschine), in unmittelbare Nähe zu dem Winkelsensor gebracht werden, wodurch genaue Messergebnisse
zu erwarten sind.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen beispielhaft:
Fig. 1: Einen schematischen Seitenriss einer beispielhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen elektronischen Geräts in geschnittener Darstellung sowie einen Ausschnitt aus einer Welle einer
elektrischen Maschine, und
Fig. 2: Einen schematischen Grundriss einer beispielhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Geräts, wobei eine erste Trägerplatte mit darauf
angeordneten Bauteilen sichtbar ist.
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Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen elektronischen Geräts als Seitenriss in geschnittener Darstellung sowie einen Ausschnitt aus einer Welle 1 einer elektrischen Maschine.
Das elektronische Gerät ist als Inverter (auch Wandler genannt) mit Gleichstromeingang und Mehrphasenausgang für die elektrische Maschine, welche als Elektromotor eines Kraftfahrzeugs ausgeführt ist, eingesetzt und weist eine erste Trägerplatte 2 und eine zweite Trägerplatte 3 auf, welchen eine Kühlvorrichtung 4 zwischengeordnet ist.
Die erste Trägerplatte 2 ist der elektrischen Maschine abgewandt angeordnet und die zweite Trägerplatte 3 der elektrischen Maschine zugewandt.
Die erste Trägerplatte 2 weist eine erste Grundfläche 5 und eine erste Deckfläche 7 auf, die zweite Trägerplatte 3 eine
zweite Grundfläche 6 und eine zweite Deckfläche 8.
In dem dargestellten Seitenriss ist die erste Trägerplatte 2 oberhalb der Kühlvorrichtung 4 und die zweite Trägerplatte 3 unterhalb der Kühlvorrichtung 4 angeordnet. Die Kühlvorrichtung 4 grenzt unmittelbar an die erste Trägerplatte 2 und an die zweite Trägerplatte 3. Dabei kontaktiert die erste Grundfläche 5 der ersten Trägerplatte 2 und die zweite Deckfläche 8 der zweiten Trägerplatte 3 die
Kühlvorrichtung 4,
Die Kühlvorrichtung 4 ist als Aluminiumdruckguss ausgeführt. Eine Kühlleitung 9, durch welche im Betrieb des elektronischen Geräts eine Kühlflüssigkeit strömt, d.h. eine Kühlflüssigkeitsleitung, verläuft als Schleife U-förmig durch die Kühlvorrichtung 4 und ist zwischen der ersten Grundfläche 5 der ersten Trägerplatte 2 und der zweiten Deckfläche 8 der zweiten Trägerplatte 3 vorgesehen.
Die Kühlleitung 9 ist als Ausfräsung aus einem Grundkörper 10 der Kühlvorrichtung 4, d.h. als Kühlkanal ausgebildet. Der Grundkörper 10 ist mittels eines Deckels 11 der
Kühlvorrichtung 4 dicht verschlossen. Zwischen dem
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Grundkörper 10 und dem Deckel 11 sind ein nicht gezeigter Dichtring sowie ebenfalls nicht dargestellte Schrauben angeordnet. Die Schrauben sind durch die erste Trägerplatte 2 und die zweite Trägerplatte 3 hindurchgeführt. Über die Schrauben ist daher die Kühlvorrichtung 4 mit der ersten
Trägerplatte 2 und der zweiten Trägerplatte 3 verspannt.
An einen Eingang 12 der Kühlleitung 9 ist ein nicht gezeigtes, orthogonal zu der ersten Grundfläche 5 der ersten Trägerplatte 2 ausgerichtetes Zuflussrohr angeschlossen.
Ein ebenfalls nicht dargestelltes Abflussrohr, welches parallel zu dem Zuflussrohr ausgerichtet ist, ist mit einem Ausgang 13 der Kühlleitung 9 verbunden.
Das Zuflussrohr und das Abflussrohr sind mit einer Kühlflüssigkeitspumpe und einem Kühlflüssigkeitsbehälter, welche nicht gezeigt sind, der elektrischen Maschine
verbunden.
Zwischen der ersten Trägerplatte 2 und der zweiten Trägerplatte 3 sind Maschinenanschlüsse vorgesehen, wobei
mit der ersten Grundfläche 5 der ersten Trägerplatte 2 ein erster Phasenverbinder 14, ein zweiter Phasenverbinder 15 sowie weitere Phasenverbinder verbunden sind, welche durch die Kühlvorrichtung 4 und die zweite Trägerplatte 3 hindurchgeführt sind.
Die Kühlvorrichtung 4 weist eine erste Ausnehmung 16 und eine zweite Ausnehmung 17 auf. In der ersten Ausnehmung 16 ist ein mit der zweiten Deckfläche 8 der zweiten Trägerplatte 3 verbundener erster Stromsensor 18 vorgesehen, in der zweiten Ausnehmung 17 ein mit der zweiten Deckfläche 8 der zweiten Trägerplatte 3 verbundener zweiter Stromsensor 19. Der erste Stromsensor 18 und der zweite Stromsensor 19 sind also auf einer der Kühlvorrichtung 4 zugewandten ersten Seite der zweiten Trägerplatte 3 vorgesehen.
Ein erster Ringkern 20 des ersten Stromsensors 18 ummantelt
den ersten Phasenverbinder 14, ein zweiter Ringkern 21 des
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zweiten Stromsensors 19 ummantelt den zweiten Phasenverbinder 15.
Entsprechende Strommessungen erfolgen über Feldstärkenmessungen mittels eines ersten Hallelements 22 des ersten Stromsensors 18 und eines zweiten Hallelements 23 des zweiten Stromsensors 19, welche mit der zweiten Deckfläche 8 der zweiten Trägerplatte 3 verbunden sind.
Aufgrund der ersten Ausnehmung 16 sind also der erste Phasenverbinder 14 und der erste Stromsensor 18, aufgrund der zweiten Ausnehmung 17 der zweite Phasenverbinder 15 und der zweite Stromsensor 19 teilweise von der Kühlvorrichtung 4 ummantelt und eingehaust.
Der Deckel 11 der Kühlvorrichtung 4 ist zwischen der ersten Grundfläche 5 der ersten Trägerplatte 2 und dem Grundkörper 10 der Kühlvorrichtung 4 angeordnet. Erfindungsgemäß kann der Deckel 11 jedoch auch zwischen der zweiten Deckfläche 8 der zweiten Trägerplatte 3 und dem Grundkörper 10 der Kühlvorrichtung 4, zwischen der ersten Ausnehmung 16 und der
zweiten Ausnehmung 17, vorgesehen sein.
Auf der ersten Deckfläche 7 der ersten Trägerplatte 2 sind zentral Gleichstrombusbauteile vorgesehen. Hierbei sind ein erster Gleichstromverbinder 24 und weitere Gleichstromverbinder sowie ein erster Gleichstromkondensator 25, ein zweiter Gleichstromkondensator 26 und weitere Gleichstromkondensatoren auf der der ersten Trägerplatte 2 angeordnet. Über den ersten Gleichstromverbinder 24 sowie die weiteren Gleichstromverbinder ist das elektronische Gerät mit einer nicht gezeigten Stromversorgung verbunden.
Außerhalb jenes zentralen Bereichs, in welchem die Gleichstrombusbauteile vorgesehen sind, sind Leistungsbauteile auf der ersten Deckfläche 7 der ersten Trägerplatte 2 angeordnet, wobei ein erster Transistor 27, ein zweiter Transistor 28 und, in Fig. 2 sichtbar, ein dritter Transistor 29 sowie ein vierter Transistor 30 und darüber hinaus ein fünfter Transistor 31 sowie weitere
Transistoren vorgesehen sind.
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Der erste Transistor 27, der zweite Transistor 28, der dritte Transistor 29, der vierte Transistor 30, der fünfte Transistor 31 und die weiteren Transistoren sind als aus dem Stand der Technik bekannte Metall-Oxid-HalbleiterFeldeffekttransistoren, sogenannte MOSFETs (metal-oxidesemiconductor field-effect transistors), ausgebildet.
Es handelt sich um wärmeabgebende Leistungsbauteile, Daher ist die Kühlleitung 9 im Bereich des ersten Transistors 27, des zweiten Transistors 28, des dritten Transistors 29, des vierten Transistors 30, des fünften Transistors 31 und der weiteren Transistoren fluchtend mit dem ersten Transistor 27
und den weiteren Transistoren angeordnet und ausgerichtet.
Auf der zweiten Grundfläche 6 der zweiten Trägerplatte 3 ist eine Regelungsschaltung vorgesehen. Diese Regelungsschaltung umfasst ein erstes Schaltungsbauteil 32 sowie ein zweites Schaltungsbauteil 33, welche mit der zweiten Trägerplatte 3 verbunden sind.
Weiterhin ist auf der zweiten Grundfläche 6, d.h. auf einer der Kühlvorrichtung 4 abgewandten zweiten Seite der zweiten Trägerplatte 3, ein Winkelsensor 34 angeordnet.
Dieser Winkelsensor 34 ist als aus dem Stand der Technik bekannter Hallsensor ausgeführt und in unmittelbarer Nähe zu einer Stirnseite 35 der Welle 1 der elektrischen Maschine angeordnet, um Drehwinkel der Welle 1 mit hoher Genauigkeit zu messen und entsprechende Messsignale über Leitungswege in der zweiten Trägerplatte 3 an die Regelungsschaltung zu übermitteln.
Die erste Trägerplatte 2 ist als Leistungsträgerplatte, die zweite Trägerplatte 3 als Regelungsträgerplatte des elektronischen Geräts ausgeführt.
Erfindungsgemäß ist es Jedoch auch vorstellbar, die zweite Trägerplatte 3 als Steuerungsträgerplatte mit einer
Steuerungsschaltung auszubilden.
Bei der ersten Trägerplatte 2 und der zweiten Trägerplatte 3
handelt es sich um aus dem Stand der Technik bekannte
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Dickkupfer-Trägerplatten, welche in glasfaserverstärktem Epoxidharz FR4 ausgeführt sind und jeweils zwei Kupferschichten aufweisen. Die erste Trägerplatte 2 und die zweite Trägerplatte 3 weisen aus dem Stand der Technik bekannte Thermovias auf, um eine effektive Wärmeabführung von auf der ersten Trägerplatte 2 und der zweiten Trägerplatte 3 angeordneten Bauteilen in die Kühlvorrichtung 4 zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß ist es auch vorstellbar, mehr als zwei Kupferschichten in der ersten Trägerplatte 2 und in der
zweiten Trägerplatte 3 vorzusehen.
Über die Kupferschichten sind Bauteile der ersten Trägerplatte 2 miteinander verbunden (z.B. der erste Transistor 27, der zweite Transistor 28, der dritte Transistor 29, der vierte Transistor 30, der fünfte Transistor 31 und die weiteren Transistoren mit dem ersten Phasenverbinder 14, dem zweiten Phasenverbinder 15 und den weiteren Phasenverbindern etc.) und sind Bauteile der zweiten Trägerplatte 3 miteinander verbunden. Aufgrund einer Mehrzahl an in die erste Trägerplatte 2 und in die zweite Trägerplatte 3 eingearbeiteten Kupferschichten sind Leitungsverluste
gering.
In Fig. 2 ist ein schematischer Grundriss einer beispielhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen elektronischen Geräts dargestellt, wobei eine erste Trägerplatte 2 mit darauf angeordneten Bauteilen sichtbar ist.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten elektronischen Gerät handelt es sich um jene beispielhafte Ausführungsvariante, die in Fig. 1 als Seitenriss dargestellt ist. Es werden daher in Fig. 2 teilweise gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet.
Die erste Trägerplatte 2, welche als Leistungsträgerplatte ausgebildet ist, ist mit einer in Fig. 1 gezeigten Kühlvorrichtung 4 und einer ebenfalls in Fig. 1 dargestellten
zweiten Trägerplatte 3, welche als Regelungsträgerplatte
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ausgeführt ist, verschraubt. Hierbei ist die Kühlvorrichtung 4 der ersten Trägerplatte 2 und der zweiten Trägerplatte 3
zwischengeordnet.
Auf einer ersten Deckfläche 7 ist eine Mehrzahl an Leistungsbauteilen in einer ersten Reihe 36 auf der ersten Trägerplatte 2 angeordnet. Dieser ersten Reihe 36 sind ein erster Transistor 27 sowie weitere Transistoren zugeordnet, wobei eine durch den ersten Transistor 27 und die weiteren Transistoren der ersten Reihe 36 verlaufende, gedachte Mittellinie parallel zu einer Längskante 41 der ersten
Trägerplatte 2 ausgerichtet ist.
Unmittelbar an die erste Reihe 36 angrenzend und parallel zu der ersten Reihe 36 ausgerichtet ist eine zweite Reihe 37 mit einer Mehrzahl an auf der ersten Trägerplatte 2 angeordneten, bolzenförmigen Phasenverbindern vorgesehen. Dieser zweiten Reihe 37 sind ein erster Phasenverbinder 14 sowie weitere Phasenverbinder zugeordnet. Eine gedachte Mittellinie durch den ersten Phasenverbinder 14 und die weiteren Phasenverbinder der zweiten Reihe 37 ist parallel zu der Längskante 41 ausgerichtet. Die zweite Reihe 37 ist weiter außen auf der ersten Trägerplatte 2 als die erste Reihe 36 angeordnet.
Der erste Phasenverbinder 14 und die weiteren Phasenverbinder sind von der ersten Trägerplatte 2 durch die Kühlvorrichtung 4 und die zweite Trägerplatte 3 hindurchgeführt und fungieren als Maschinenanschlüsse.
Jedem Phasenverbinder der zweiten Reihe 37 ist eine Gruppe von paarweise parallelgeschalteten Transistoren der ersten Reihe 36 zugeordnet. Beispielsweise sind dem ersten Phasenverbinder 14 der erste Transistor 27, ein zweiter Transistor 28, ein dritter Transistor 29 und ein vierter Transistor 30 zugeordnet, wobei der erste Transistor 27 und der zweite Transistor 28 einerseits sowie der dritte
Transistor 29 und der vierte Transistor 30 andererseits
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symmetrisch bezüglich einer durch den ersten Phasenverbinder
14 verlaufenden Symmetrieachse 42 angeordnet sind.
Weiterhin sind der zweiten Reihe 37 ein erster Regelungsanschluss 43 sowie weitere Regelungsanschlüsse zugeordnet, welche mit der ersten Trägerplatte 2 und der
zweiten Trägerplatte 3 verbunden sind.
Darüber hinaus ist eine Mehrzahl an Leistungsbauteilen in einer dritten Reihe 38 auf der ersten Trägerplatte 2 angeordnet, wobei der ersten Reihe 36 und der dritten Reihe 38 eine vierte Reihe 39 mit einer Mehrzahl an Gleichstrombusbauteilen zwischengeordnet ist. Der dritten Reihe 38 sind ein fünfter Transistor 31 sowie weitere Transistoren zugeordnet. Eine durch den fünften Transistor 31 sowie die weiteren Transistoren der dritten Reihe 38 verlaufende, gedachte Mittellinie verläuft parallel zu der
Längskante 41.
Der erste Transistor 27 und die weiteren Transistoren der ersten Reihe 36 sowie der fünfte Transistor 31 und die weiteren Transistoren der dritten Reihe 38 sind wärmeabgebende Bauteile.
Mit der ersten Reihe 36 und der dritten Reihe 38 fluchtend verläuft daher eine in Fig. 1 gezeigte Kühlleitung 9 der Kühlvorrichtung 4. Ein Zuflussrohr und ein Abflussrohr, welche mit dieser Kühlleitung 9 verbunden sind, sind nicht dargestellt.
Die erste Reihe 36 und die dritte Reihe 38 mit Leistungsbauteilen grenzen unmittelbar an die vierte Reihe 39 mit Gleichstrombusbauteilen.
Die vierte Reihe 39 umfasst einen ersten Gleichstromkondensator 25, einen zweiten Gleichstromkondensator 26 und weitere Gleichstromkondensatoren sowie einen ersten
Gleichstromverbinder 24 und weitere Gleichstromverbinder,
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wobei der erste Gleichstromverbinder 24 und die weiteren Gleichstromverbinder als metallische Steckverbinder ausgebildet sind.
Der erste Gleichstromkondensator 25, der zweite Gleichstromkondensator 26 und die weiteren Gleichstromkondensatoren sind gleichmäßig über die vierte Reihe 39 verteilt, diese sind symmetrisch bezüglich einer Querachse 45 der ersten Trägerplatte 2 angeordnet. Unmittelbar an die dritte Reihe 38 angrenzend und parallel zu der dritten Reihe 38 ausgerichtet ist eine fünfte Reihe 40 mit einer Mehrzahl an auf der ersten Trägerplatte 2 angeordneten Phasenverbindern vorgesehen.
Der fünften Reihe 40 sind ein zweiter Phasenverbinder 15 sowie weitere Phasenverbinder zugeordnet, welche als Maschinenanschlüsse fungieren. Eine durch den zweiten Phasenverbinder 15 und die weiteren Phasenverbinder der fünften Reihe 40 verlaufende, gedachte Mittellinie ist parallel zu der Längskante 41 ausgerichtet.
Die fünfte Reihe 40 ist weiter außen auf der ersten Trägerplatte 2 angeordnet als die dritte Reihe 38.
Jedem Phasenverbinder der fünften Reihe 40 ist eine Gruppe von paarweise parallelgeschalteten Transistoren der dritten Reihe 38 zugeordnet.
Weiterhin der fünften Reihe 40 zugeordnet sowie mit der ersten Trägerplatte 2 und der zweiten Trägerplatte 3 verbunden sind ein zweiter Regelungsanschluss 44 sowie
weitere Regelungsanschlüsse.
Eine nicht dargestellte Stromversorgung ist mit dem ersten Gleichstromverbinder 24 und den weiteren Gleichstromverbindern verbunden.
In die erste Trägerplatte 2 eingearbeitete Kupferschichten verbinden den ersten Gleichstromverbinder 24 und die weiteren Gleichstromverbinder über den ersten Gleichstromkondensator 25, den zweiten Gleichstromkondensator 26 und die weiteren Gleichstromkondensatoren mit dem ersten Transistor 27, dem
zweiten Transistor 28, dem dritten Transistor 29, dem vierten
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Transistor 30 und den weiteren Transistoren der ersten Reihe 36, dem ersten Phasenverbinder 14 und den weiteren Phasenverbindern der zweiten Reihe 37 sowie mit dem fünften Transistor 31 und den weiteren Transistoren der dritten Reihe 38 sowie dem zweiten Phasenverbinder 15 und den weiteren Phasenverbindern der fünften Reihe 40.
Über den ersten Phasenverbinder 14, die weiteren Phasenverbinder der zweiten Reihe 37, den zweiten Phasenverbinder 15 sowie die weiteren Phasenverbinder der fünften Reihe 40 sind die zweite Trägerplatte 3 sowie eine Regelungsschaltung, ein erster Stromsensor 18, ein zweiter Stromsensor 19 und ein Winkelsensor 34, die mit der zweiten Trägerplatte 3 verbunden sind und im Zusammenhang mit Fig. 1
beschrieben sind, mit Elektrizität versorgt.
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Liste der Bezeichnungen
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Welle
Erste Trägerplatte
Zweite Trägerplatte Kühlvorrichtung
Erste Grundfläche
Zweite Grundfläche
Erste Deckfläche
Zweite Deckfläche Kühlleitung
Grundkörper
Deckel
Eingang
Ausgang
Erster Phasenverbinder Zweiter Phasenverbinder Erste Ausnehmung
Zweite Ausnehmung
Erster Stromsensor Zweiter Stromsensor Erster Ringkern
Zweiter Ringkern
Erstes Hallelement Zweites Hallelement Erster Gleichstromverbinder Erster Gleichstromkondensator Zweiter Gleichstromkondensator Erster Transistor
Zweiter Transistor Dritter Transistor Vierter Transistor Fünfter Transistor
Erstes Schaltungsbauteil Zweites Schaltungsbauteil Winkelsensor
Stirnseite
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Erste Reihe
Zweite Reihe
Dritte Reihe
Vierte Reihe
Fünfte Reihe
Längskante
Symmetrieachse
Erster Regelungsanschluss Zweiter Regelungsanschluss
Querachse
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Claims (19)
1. Elektronisches Gerät, insbesondere Inverter, verbindbar mit einer Stromversorgung, mit zumindest einer bestückten ersten Trägerplatte, einer bestückten zweiten Trägerplatte sowie einer Kühlvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (4) der zumindest ersten Trägerplatte (2) und
der zweiten Trägerplatte (3) zwischengeordnet ist.
2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest erste Trägerplatte (2) als Leistungsträgerplatte ausgebildet ist, auf welcher Leistungsbauteile angeordnet ist und welche mit der
Stromversorgung verbindbar ist.
3. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Trägerplatte (3) als Steuerungsträgerplatte oder Regelungsträgerplatte ausgebildet ist, auf welcher eine Steuerungsschaltung oder eine
Regelungsschaltung sowie Sensoren angeordnet sind.
4. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bauteil, welches mit der zumindest ersten Trägerplatte (2) oder mit der zweiten Trägerplatte (3) verbunden ist, von der Kühlvorrichtung (4) zumindest teilweise ummantelt oder
zumindest teilweise eingehaust ist.
5. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (4)
zumindest eine Kühlleitung (9) aufweist.
6. Elektronisches Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kühlleitung (9) zumindest teilweise fluchtend mit einer Mehrzahl an wärmeabgebenden Bauteilen, welche auf der zumindest ersten
Trägerplatte (2) vorgesehen sind, angeordnet ist.
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7. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl an Leistungsbauteilen in einer ersten Reihe (36) auf der
zumindest ersten Trägerplatte (2) angeordnet ist.
8. Elektronisches Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar an die erste Reihe (36) angrenzend und parallel zu der ersten Reihe (36) ausgerichtet eine zweite Reihe (37) mit einer Mehrzahl an auf der zumindest ersten Trägerplatte (2) angeordneten
Maschinenanschlüssen vorgesehen ist.
9. Elektronisches Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl an Leistungsbauteilen in einer dritten Reihe (38) auf der zumindest ersten Trägerplatte (2) angeordnet ist, wobei der ersten Reihe (36) und der dritten Reihe (38) eine vierte Reihe (39) mit einer
Mehrzahl an Gleichstrombusbauteilen zwischengeordnet ist.
10. Elektronisches Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Reihe (39) Gleichstromkondensatoren und Gleichstromverbinder umfasst, wobei die Gleichstromkondensatoren gleichmäßig über die
vierte Reihe (39) verteilt sind.
11. Elektronisches Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar an die dritte Reihe (38) angrenzend und parallel zu der dritten Reihe (38) ausgerichtet eine fünfte Reihe (40) mit einer Mehrzahl an auf der zumindest ersten Trägerplatte (2) angeordneten
Maschinenanschlüssen vorgesehen ist.
12. Elektronisches Gerät nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinenanschlüsse durch die Kühlvorrichtung (4) und durch die zweite Trägerplatte (3)
hindurchgeführt angeordnet sind.
18
15
20
25
201928294
13. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 8, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade Anzahl an
Leistungsbauteilen symmetrisch in Bezug auf eine durch einen Maschinenanschluss verlaufende Symmetrieachse (42) angeordnet
ist.
14, Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Sensoren als erster Stromsensor (18) ausgebildet ist, welcher auf einer der Kühlvorrichtung (4) zugewandten ersten Seite der zweiten
Trägerplatte (3) vorgesehen ist.
15. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Sensoren als Winkelsensor (34) ausgebildet ist, welcher auf einer der Kühlvorrichtung (4) abgewandten zweiten Seite der zweiten
Trägerplatte (3) vorgesehen ist.
16. Elektrische Maschine mit einem elektronischen Gerät nach
einem der Ansprüche 1 bis 15.
17. Elektrische Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest erste Trägerplatte (2) der elektrischen Maschine abgewandt angeordnet ist und die zweite Trägerplatte (3) der elektrischen Maschine zugewandt
angeordnet ist.
19
Priority Applications (3)
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| ATA51132/2019A AT523330A1 (de) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Elektronisches Gerät |
| EP20833765.9A EP4052361A1 (de) | 2019-12-19 | 2020-12-15 | Elektronisches gerät |
| PCT/EP2020/086179 WO2021122566A1 (de) | 2019-12-19 | 2020-12-15 | Elektronisches gerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA51132/2019A AT523330A1 (de) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Elektronisches Gerät |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT523330A1 true AT523330A1 (de) | 2021-07-15 |
Family
ID=74106000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ATA51132/2019A AT523330A1 (de) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | Elektronisches Gerät |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4052361A1 (de) |
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| WO (1) | WO2021122566A1 (de) |
Citations (1)
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| WO2013046412A1 (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | 株式会社安川電機 | モータ駆動装置および車両 |
| JP6319049B2 (ja) * | 2014-10-31 | 2018-05-09 | 株式会社安川電機 | 駆動装置及びそれを備える乗り物 |
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| DE102018209152A1 (de) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | Continental Automotive Gmbh | Inverter und Elektromotorvorrichtung |
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- 2019-12-19 AT ATA51132/2019A patent/AT523330A1/de unknown
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2020
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- 2020-12-15 EP EP20833765.9A patent/EP4052361A1/de active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011056364A1 (de) * | 2010-12-28 | 2012-06-28 | Asmo Co., Ltd. | Antriebsvorrichtung |
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| WO2021122566A1 (de) | 2021-06-24 |
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