DE102020127564A1 - power electronics - Google Patents

power electronics Download PDF

Info

Publication number
DE102020127564A1
DE102020127564A1 DE102020127564.1A DE102020127564A DE102020127564A1 DE 102020127564 A1 DE102020127564 A1 DE 102020127564A1 DE 102020127564 A DE102020127564 A DE 102020127564A DE 102020127564 A1 DE102020127564 A1 DE 102020127564A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power electronics
contact
module
switch module
contacts
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.)
Pending
Application number
DE102020127564.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Maximilian Barkow
Patrick Fuchs
Maximilian Hofmann
Hubert Rauh
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.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Dr Ing HCF Porsche AG
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 Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV, Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE102020127564.1A priority Critical patent/DE102020127564A1/en
Publication of DE102020127564A1 publication Critical patent/DE102020127564A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
    • H01L23/051—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body another lead being formed by a cover plate parallel to the base plate, e.g. sandwich type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung schlägt eine Leistungselektronik mit mindestens zwei Halbleiterbauelementen (2), auf abgewandten Seiten (3, 4) der Halbleiterbauelemente (2) angeordneten elektrischen Kontakten (5), wobei die Kontakte (5) die Halbleiterbauelemente (2) direkt kontaktieren, sowie einem dielektrischen Kühlmittel (6), wobei das Kühlmittel (6) die Kontakte (5) direkt umströmt, vor.Mittels einer solchen Leistungselektronik ist bei Sicherstellung der elektrischen Isolation eine optimale Wärmeabfuhr der Verlustleistung der Halbleiterelemente gewährleistet.The invention proposes power electronics with at least two semiconductor components (2), electrical contacts (5) arranged on opposite sides (3, 4) of the semiconductor components (2), the contacts (5) making direct contact with the semiconductor components (2), and a dielectric Coolant (6), the coolant (6) flowing directly around the contacts (5). By means of such power electronics, optimum heat dissipation of the power loss of the semiconductor elements is ensured while ensuring electrical insulation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leistungselektronik. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Anwendung als Umrichter.The invention relates to power electronics. In particular, the invention relates to use as a converter.

Halbleiterelemente sind ein wesentlicher Kostenfaktor in Hochvolt-Leistungselektronik-Komponenten, zum Beispiel Umrichtern, DCDC-Wandlern usw. Je besser die Entwärmung der Halbleiterelemente ist, somit je niedriger der thermische Widerstand zur Kühlung ist, umso geringer wird die notwendige Halbleiterfläche und damit gleichzeitig auch die Kosten. Andererseits ist in Hochvolt-Systemen, wobei hierunter eine Spannung > 60 Volt verstanden wird, eine elektrische Isolation der Hochvolt-Komponenten gegen alle Gehäuseteile sicherzustellen. Die Wärmeleitfähigkeiten verfügbarer Isolationsmaterialien sind signifikant geringer als die Wärmeleitfähigkeiten von elektrischen Leitern, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium usw. Somit sind die Ziele, einerseits Sicherstellung der elektrischen Isolation, andererseits optimale Wärmeabfuhr der Verlustleistung von den Halbleiterelementen, konträre Anforderungen bei der Umsetzung von HV-Leistungselektronik-Komponenten.Semiconductor elements are a significant cost factor in high-voltage power electronics components, such as converters, DCDC converters, etc. The better the heat dissipation of the semiconductor elements is, and thus the lower the thermal resistance for cooling, the smaller the necessary semiconductor area and thus also the Costs. On the other hand, in high-voltage systems, meaning a voltage >60 volts, electrical insulation of the high-voltage components from all housing parts must be ensured. The thermal conductivities of available insulation materials are significantly lower than the thermal conductivities of electrical conductors, such as copper, aluminum, etc. Thus, the goals of ensuring electrical insulation on the one hand and optimal heat dissipation of the power loss from the semiconductor elements on the other are contradictory requirements when implementing HV Power Electronics Components.

Die Entwärmung von leistungselektronischen Hochvolt-Systemen im Fahrzeug nach dem Stand der Technik (400 V - 800 V Klasse und mehr) erfolgt je nach Anforderung indirekt über Flüssigkeit oder Luftkühlung. Indirekt bedeutet, dass die Halbleiterelemente, auch als Leistungshalbleiter bezeichnet, mittels einer Isolatorschicht, die die elektrische Isolation sicherstellt, thermisch an einen Kühlkörper/an ein Kühlmedium angebunden sind (z. B. durch Löten, Sintern, Anpressen ...). Dabei kann der Aufbau erfolgen mittels DBC (Direct Bonded Copper), AMB (Active Metal Brace) und IMS (Insulated Metal Sheet) -Substrate. Hierbei ist die isolierende Schicht eine Keramik oder ein Polymer. Eine direkte Anbindung der Halbleiterelemente ohne Isolator ist aufgrund der elektrischen Isolation von Hochvolt-Komponenten zum Gehäuse aus Gründen der Sicherheit nicht möglich. Aus dieser indirekten Kühlung resultieren nachteilige Einschränkungen bei Aufbau und Gestaltung von elektrisch optimierten Halbbrückenmodulen, zum Beispiel für den Einsatz in Umrichtern. So ermöglicht die indirekte Anbindung an den Kühlern nur eine Ebene, um die verschiedenen Hochvoltpotentiale zu verschalten. Dieser planbare Aufbau in einer Verschaltungsebene führt zu einer erhöhten Induktivität im Kommutierungskreis zwischen einem Zwischenkreiskondensator, elektrischer Verschienung und dem Schaltungsträger mit den Halbleiterelementen/Leistungshalbleitern.State-of-the-art power electronic high-voltage systems in vehicles (400 V - 800 V class and more) are cooled indirectly via liquid or air cooling, depending on the requirements. Indirectly means that the semiconductor elements, also referred to as power semiconductors, are thermally connected to a heat sink/to a cooling medium (e.g. by soldering, sintering, pressing ...) by means of an insulator layer that ensures electrical insulation. The construction can be done using DBC (Direct Bonded Copper), AMB (Active Metal Brace) and IMS (Insulated Metal Sheet) substrates. In this case, the insulating layer is a ceramic or a polymer. A direct connection of the semiconductor elements without an insulator is not possible for safety reasons due to the electrical insulation of high-voltage components from the housing. This indirect cooling results in disadvantageous limitations in the construction and design of electrically optimized half-bridge modules, for example for use in converters. The indirect connection to the coolers allows only one level to connect the different high-voltage potentials. This plannable structure in an interconnection level leads to increased inductance in the commutation circuit between an intermediate circuit capacitor, electrical busbars and the circuit carrier with the semiconductor elements/power semiconductors.

Aus der US 2007/0290311 A1 sind Halbleiterbauelemente bekannt, die auf einem DBC-Substrat angeordnet sind, das auf der von den Halbleiterbauelementen abgewandten Seite von einem Kühlmittel umströmt ist.From the US 2007/0290311 A1 Semiconductor components are known which are arranged on a DBC substrate around which a coolant flows on the side facing away from the semiconductor components.

In der US 2008/0186751 A1 sind Halbleiterelemente/Halbleitermodule beschrieben, die an einem metallischen Kühlelement angeordnet sind, das auf der von den Halbleiterelementen abgewandten Seite über ein Kühlmittel gekühlt wird.In the U.S. 2008/0186751 A1 describes semiconductor elements/semiconductor modules which are arranged on a metallic cooling element which is cooled by a coolant on the side facing away from the semiconductor elements.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leistungselektronik zu schaffen, die, bei Sicherstellung der elektrischen Isolation, eine optimale Wärmeabfuhr der Verlustleistung der Halbleiterelemente gewährleistet.The object of the present invention is to create power electronics which, while ensuring electrical insulation, ensure optimal heat dissipation of the power loss of the semiconductor elements.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Leistungselektronik, die gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.This problem is solved by power electronics that are designed in accordance with the features of patent claim 1 .

Gemäß der Erfindung weist die Leistungselektronik mindestens zwei Halbleiterbauelemente, ferner auf abgewandten Seiten der Halbleiterbauelemente angeordnete elektrische Kontakte, wobei die Kontakte die Halbleiterbauelemente direkt kontaktieren, ferner ein dielektrisches Kühlmittel, wobei das Kühlmittel die Kontakte direkt umströmt, auf.According to the invention, the power electronics have at least two semiconductor components, electrical contacts arranged on opposite sides of the semiconductor components, the contacts making direct contact with the semiconductor components, and a dielectric coolant, the coolant flowing directly around the contacts.

Es ist somit eine gleichzeitige Nutzung von Kühlflächen als elektrische Lastanschlüsse vorgesehen. Hierbei ist die thermische Anbindung doppelseitig. Durch den Wegfall einer elektrischen Isolation werden die Flächen zur thermischen Anbindung an das Kühlmittel gleichzeitig zur elektrischen Kontaktierung genutzt. Es ist somit keine elektrische Isolation der Halbleiterbauelemente gegen die Kühlfläche erforderlich, da die Isolation gegenüber anderen Potentialen und Gehäuse über das dielektrische Kühlmittel erfolgt.A simultaneous use of cooling surfaces as electrical load connections is therefore provided. The thermal connection is double-sided. Due to the absence of electrical insulation, the surfaces for thermal connection to the coolant are also used for electrical contacting. It is therefore not necessary to electrically insulate the semiconductor components from the cooling surface, since the insulation from other potentials and the housing is provided by the dielectric coolant.

Da die doppelseitige Direktkühlung durch das Kühlmittel/Kühlmedium darstellbar ist, ergibt sich ein niedriger thermischer Widerstand ohne thermische Barriere aufgrund Isolationsschichten. Die Folge sind geringere Kosten durch eine geringere Halbleiterfläche der Halbleiterbauelemente. Von Vorteil ist ferner eine niedrige Kommutierungsinduktivität, da durch zweiseitige Kühlung der Aufbau über zwei Lagen möglich ist, anstatt einer Lage bei indirekter Kühlung. Dies ermöglicht ein schnelles Schalten und damit geringe Schaltverluste. Beispielsweise sind die Halbleiterbauelemente gegen direkten Kontakt mit dem dielektrischen Kühlmittel gekapselt, womit keine Isolationsprobleme aufgrund Verunreinigungen oder Luftblasen zu verzeichnen sind. Dies ist vorteilhaft gegenüber direkt überströmten Halbleiterbauelementen. Schließlich ist die Leistungselektronik modular und skalierbar für unterschiedliche Ströme ausbildbar. Mehrere Halbleiterbauelemente können entweder innerhalb von Submodulen parallelisiert werden oder mehrere Submodule können parallelisiert werden.Since the double-sided direct cooling can be achieved with the coolant/cooling medium, there is a low thermal resistance without a thermal barrier due to insulation layers. The result is lower costs due to a smaller semiconductor area of the semiconductor components. A low commutation inductance is also advantageous, since two-sided cooling makes it possible to build up two layers instead of one layer with indirect cooling. This enables fast switching and thus low switching losses. For example, the semiconductor components are encapsulated against direct contact with the dielectric coolant, which means that there are no insulation problems due to contamination or air bubbles. This is advantageous compared to semiconductor components over which the current flows directly. Finally, the power electronics can be designed in a modular and scalable manner for different currents. Several semiconductor components can either be parallel within submodules be used or several submodules can be used in parallel.

Es ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Leistungselektronik somit erhebliche Kostenvorteile, aufgrund möglicher Reduzierung der notwendigen Halbleiterfläche. Weitere Vorteile hinsichtlich der Leistungsdichte ergeben sich aufgrund möglicher Reduzierung der notwendigen Halbleiterfläche. Grundsätzlich ist eine Einsparung von Kosten bei Verwendung bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen auf Fahrzeug-Systemebene möglich. Nachteile durch die Kühlung mit dielektrischem Kühlmittel, insbesondere dielektrischen Flüssigkeiten, werden durch die erfindungsgemäße Gestaltung ausgeglichen, hiermit kann ein zusätzlicher Kreislauf mit Wasser/Glykol für die Leistungselektronik, insbesondere für ein Umrichter-System entfallen. Die Submodule sind (mit oder ohne Kühlstruktur) einfach zu fertigen. Durch die Kombination von thermischer und elektrischer Kontaktierung entstehen neuartige Anordnungsmöglichkeiten.With the power electronics according to the invention, there are therefore considerable cost advantages due to a possible reduction in the required semiconductor area. Further advantages in terms of power density result from a possible reduction in the required semiconductor area. In principle, it is possible to save costs when used in electrically operated vehicles at the vehicle system level. Disadvantages of cooling with dielectric coolants, in particular dielectric liquids, are compensated for by the design according to the invention, which means that an additional circuit with water/glycol for the power electronics, in particular for a converter system, can be omitted. The submodules are easy to manufacture (with or without a cooling structure). The combination of thermal and electrical contacting creates new arrangement options.

Die erfindungsgemäße Leistungselektronik, insbesondere unter dem Aspekt der nachfolgend erörterten Weiterbildungen findet bevorzugt Anwendung bei leistungselektronischen Systemen mit Halbbrückentopologien (Umrichter, DCDC-Wandler, usw.), die mit dielektrischen Medien gekühlt werden, wobei hierbei insbesondere Flüssigkeiten verstanden werden, durchaus aber auch Gas, insbesondere Luft. Insbesondere findet die Leistungselektronik bei elektrischen Traktionsantrieben für Fahrzeuge (Landfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Industrie) Verwendung. Es kann sich um Ströme > 100 Ampere handeln. Die Leistungselektronik ist sowohl mit Si-Bauelementen als auch mit schnellschaltenden WBG (Wide Bandgap Semiconductor)-Halbleiterbauelementen (z. B. SiC, GAN) nutzbar.The power electronics according to the invention, in particular from the aspect of the developments discussed below, is preferably used in power electronic systems with half-bridge topologies (converters, DCDC converters, etc.) that are cooled with dielectric media, with liquids being understood here in particular, but also gas, especially air. In particular, power electronics are used in electric traction drives for vehicles (land vehicles, aircraft, industry). The currents can be > 100 amperes. The power electronics can be used both with Si components and with fast-switching WBG (Wide Bandgap Semiconductor) semiconductor components (e.g. SiC, GAN).

Vorzugsweise kontaktieren die elektrischen Kontakte die Halbleiterbauelemente flächig.The electrical contacts preferably make planar contact with the semiconductor components.

Insbesondere umschließt die Halbleiterbauelemente eine Kapselung vollständig und es ragen die Kontakte aus der Kapsel. Die Kapselung ist beispielsweise eine Verguss- oder Mold-Kapselung.In particular, an encapsulation completely encloses the semiconductor components and the contacts protrude from the encapsulation. The encapsulation is, for example, a casting or mold encapsulation.

Insbesondere bilden mindestens ein Halbleiterbauelement, sowie auf abgewandten Seiten des mindestens einen Halbleiterbauelements angeordnete elektrische Kontakte, die das mindestens eine Halbleiterbauelement direkt kontaktieren, ferner eine Kapselung für das mindestens eine Halbleiterbauelement ein Schaltermodul.In particular, at least one semiconductor component and electrical contacts arranged on opposite sides of the at least one semiconductor component, which contact the at least one semiconductor component directly, also form an encapsulation for the at least one semiconductor component, a switch module.

Der Effekt hierbei ist, dass das Halbleiterbauelement direkt zwischen zwei elektrischen und thermischen Leitern kontaktiert wird. Es ergibt sich hierdurch ein minimaler thermischer Widerstand aufgrund Verzicht auf einen elektrischen und damit auch thermischen Isolator. Das Schaltermodul kann grundsätzlich mit oder ohne Kühlstruktur aufgebaut werden.The effect here is that the semiconductor component is contacted directly between two electrical and thermal conductors. This results in minimal thermal resistance due to the absence of an electrical and therefore also thermal insulator. In principle, the switch module can be constructed with or without a cooling structure.

Insbesondere ist vorgesehen, dass bei dem Schaltermodul der jeweilige auf der einen Seite des jeweiligen Halbleiterbauelements angeordnete Kontakt auf Source-Potential ist und der jeweilige auf der dieser Seite abgewandten Seite des jeweiligen Halbleiterbauelements angeordnete Kontakt auf Drain-Potential ist.In particular, it is provided that in the switch module the respective contact arranged on one side of the respective semiconductor component is at source potential and the respective contact arranged on the side of the respective semiconductor component remote from this side is at drain potential.

Vorzugsweise bilden zwei Schaltermodule ein Halbbrückenmodul oder es ist ein Halbbrückenmodul aus zwei Schaltermodul-Submodulen gebildet, wobei das Halbbrückenmodul an einen Kondensator angebunden ist. Bei diesem Kondensator handelt es sich beispielsweise um einen Zwischenkreiskondensator.Two switch modules preferably form a half-bridge module, or a half-bridge module is formed from two switch-module submodules, with the half-bridge module being connected to a capacitor. This capacitor is, for example, an intermediate circuit capacitor.

Bei der Bildung des Halbbrückenmoduls durch zwei Schaltermodule ist insbesondere vorgesehen, dass auf einer Seite des Halbbrückenmoduls der jeweilige auf Source-Potential befindliche Kontakt des einen Schaltermoduls über eine elektrische Verbindung mit dem jeweiligen auf Drain-Potential befindlichen Kontakt des anderen Schaltmoduls verbunden ist, sowie auf der anderen Seite des Halbbrückenmoduls der jeweilige Kontakt auf Drain-Potential des einen Schaltermoduls und der jeweilige Kontakt auf Source-Potential des anderen Schaltermoduls über elektrische Verbindungen mit dem Kondensator verbunden sind.When the half-bridge module is formed by two switch modules, it is provided in particular that on one side of the half-bridge module the contact of one switch module that is at source potential is connected via an electrical connection to the contact of the other switch module that is at drain potential, and on the other side of the half-bridge module, the respective contact at drain potential of one switch module and the respective contact at source potential of the other switch module are connected to the capacitor via electrical connections.

Bei der Bildung des Halbbrückenmoduls durch zwei Schaltermodul-Submodule ist insbesondere vorgesehen, dass auf einer Seite des Halbbrückenmoduls der jeweilige auf Source-Potential befindliche Kontakt des einen Schaltmodul-Submoduls über eine elektrische Verbindung mit dem jeweiligen auf Drain-Potential befindlichem Kontakt des anderen Schaltmodul-Submoduls verbunden ist, sowie auf der anderen Seite des Halbbrückenmoduls der jeweilige Kontakt auf Drain-Potential des einen Schaltmodul-Submoduls und der jeweilige Kontakt Source-Potential des anderen Schaltmodul-Submoduls über eine elektrische Verbindung mit dem Kondensator verbunden sind.When the half-bridge module is formed by two switch module submodules, it is provided in particular that on one side of the half-bridge module the contact of one switch module submodule that is at source potential is connected via an electrical connection to the respective contact of the other switch module that is at drain potential. Submodule is connected, and on the other side of the half-bridge module, the respective contact on drain potential of a switching module submodule and the respective contact source potential of the other switching module submodule are connected via an electrical connection to the capacitor.

Vorzugsweise weist die jeweilige elektrische Verbindung eine ebene Platte und/oder ein strukturiertes Blech auf. Insbesondere ist die jeweilige elektrische Verbindung durch eine ebene Platte und/oder ein strukturiertes Blech gebildet.The respective electrical connection preferably has a flat plate and/or a structured metal sheet. In particular, the respective electrical connection is formed by a flat plate and/or a structured metal sheet.

Insbesondere umströmt das Kühlmittel die jeweilige elektrische Verbindung.In particular, the coolant flows around the respective electrical connection.

Vorzugsweise weist das Halbleiterbauelement einen Kontakt auf einem Gate - Potential oder einem Hilfs-Source-Potential auf und es ist dieser Kontakt über einen Lead-Frame nach außen geführt, insbesondere zu einem Treiber.The semiconductor component preferably has a contact on a gate potential or an auxiliary source potential and this contact is routed to the outside via a lead frame, in particular to a driver.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele, ohne hierauf beschränkt zu sein.Further features of the invention result from the subclaims, the attached drawing and the description of the exemplary embodiments shown in the drawing, without being restricted thereto.

Es zeigt.

  • 1 betreffend einen direkt gekühlten Umrichter, ein einzelnes Schaltermodul, gezeigt in einem Schnitt gemäß der Linie I-I in 2,
  • 2 dieses Schaltermodul, in einem Schnitt gemäß der Linie II-II in 1,
  • 3 einen Schnitt durch ein aus zwei Schaltermodulen gebildetes Halbbrückenmodul mit Anbindung an einen Zwischenkreiskondensator, veranschaulicht für ein erstes Ausführungsbeispiel,
  • 4 einen Schnitt durch ein aus zwei Schaltermodulen gebildetes Halbbrückenmodul mit Anbindung an einen Zwischenkreiskondensator, veranschaulicht für ein zweites Ausführungsbeispiel,
  • 5 einen Schnitt durch ein aus zwei Schaltermodul-Submodulen gebildetes Halbbrückenmodul mit Anbindung an einen Zwischenkreiskondensator, veranschaulicht für ein drittes Ausführungsbeispiel,
  • 6 einen Schnitt durch ein aus zwei Schaltermodul-Submodulen gebildetes Halbbrückenmodul mit Anbindung an einen Zwischenkreiskondensator, veranschaulicht für ein viertes Ausführungsbeispiel.
It shows.
  • 1 concerning a direct-cooled converter, a single switch module, shown in a section according to line II in 2 ,
  • 2 this switch module, in a section according to the line II-II in 1 ,
  • 3 a section through a half-bridge module formed from two switch modules with connection to an intermediate circuit capacitor, illustrated for a first exemplary embodiment,
  • 4 a section through a half-bridge module formed from two switch modules with connection to an intermediate circuit capacitor, illustrated for a second exemplary embodiment,
  • 5 a section through a half-bridge module formed from two switch module submodules with connection to an intermediate circuit capacitor, illustrated for a third exemplary embodiment,
  • 6 a section through a half-bridge module formed from two switch module submodules with connection to an intermediate circuit capacitor, illustrated for a fourth exemplary embodiment.

Figurenbeschreibungcharacter description

Die 1 und 2 veranschaulichen ein Schaltermodul 1 zur Verwendung bei einer Leistungselektronik, konkret bei einem direkt gekühlten Umrichter mit niederinduktiver Anbindung eines die Funktion eines Zwischenkreiskondensator aufweisenden Kondensators 10.the 1 and 2 illustrate a switch module 1 for use in power electronics, specifically in a directly cooled converter with low-inductance connection of a capacitor 10 having the function of an intermediate circuit capacitor.

Das Schaltermodul 1 weist mehrere Halbleiterbauelemente 2 sowie auf abgewandten Seiten 3, 4 der Halbleiterbauelemente 2 angeordnete elektrische Kontakte 5, wobei die Kontakte 5 die Halbleiterbauelemente 2 direkt kontaktieren, auf. Bei dem Umrichter umströmt ein Kühlmittel bzw. Kühlmedium, bei dem es sich um ein dielektrisches Kühlmittel handelt, die Kontakte 5 direkt. Das Kühlmittel ist insbesondere eine Flüssigkeit. Das Kühlmittel ist durch wellenförmige Linien 6 veranschaulicht.The switch module 1 has a plurality of semiconductor components 2 and electrical contacts 5 arranged on opposite sides 3, 4 of the semiconductor components 2, the contacts 5 making direct contact with the semiconductor components 2. In the converter, a coolant or cooling medium, which is a dielectric coolant, flows around the contacts 5 directly. The coolant is in particular a liquid. The coolant is illustrated by wavy lines 6 .

Die beidseitig der Halbleiterbauelemente 2 angeordneten elektrischen Kontakte 5 kontaktieren die Halbleiterbauelemente 2 direkt elektrisch und es erfolgt über die elektrischen Kontakte 5 auch die Kühlung der elektrischen Kontakte 5 und damit der Halbleiterbauelemente 2. Gegebenenfalls ist einer der elektrischen Kontakte 5, im Ausführungsbeispiel der der Seite 3 zugewandte elektrische Kontakt 5, mit einer dickeren Wandstärke zu den Halbleiterbauelementen 2 hin ausgebildet, in Art eines Spacers 7. Die Halbleiterbauelemente 2 sind gekapselt. Die Kapselung 8 umschließt die Halbleiterbauelemente 2 vollständig und es sind die elektrischen Kontakte 5 in die Kapselung 8 eingebettet, sodass die elektrischen Kontakte 5 auf den Seiten 3 und 4 aus der Kapselung 8 ragen und dort vom Kühlmittel kontaktiert bzw. umströmt werden. Bei der Kapselung 8 handelt es sich beispielsweise um eine Verguss- oder Mold-Kapselung.The electrical contacts 5 arranged on both sides of the semiconductor components 2 make direct electrical contact with the semiconductor components 2 and the electrical contacts 5 and thus the semiconductor components 2 are also cooled via the electrical contacts 5. If necessary, one of the electrical contacts 5, in the exemplary embodiment that on side 3 facing electrical contact 5, formed with a thicker wall towards the semiconductor components 2, in the manner of a spacer 7. The semiconductor components 2 are encapsulated. The encapsulation 8 completely encloses the semiconductor components 2 and the electrical contacts 5 are embedded in the encapsulation 8 so that the electrical contacts 5 protrude from the encapsulation 8 on the sides 3 and 4 and are contacted or flowed around by the coolant there. The encapsulation 8 is, for example, a casting or mold encapsulation.

Der gekühlte elektrische Kontakt 5 auf der Seite 3 befindet sich auf Source-Potential und wird direkt zur elektrischen Kontaktierung des Schaltermoduls 1 genutzt. Der elektrische Kontakt 5 auf der anderen Seite 4, der sich auf Drain-Potential befindet, wird gleichfalls direkt zur elektrischen Kontaktierung genutzt. The cooled electrical contact 5 on side 3 is at source potential and is used directly for making electrical contact with switch module 1 . The electrical contact 5 on the other side 4, which is at drain potential, is also used directly for electrical contacting.

2 verdeutlicht eine mögliche Parallelisierung von mehreren Halbleiterbauelementen 2, bei denen es sich insbesondere um Halbleiterchips handelt, in dem gekapselten Schaltermodul 1. 2 illustrates a possible parallelization of a plurality of semiconductor components 2, which are in particular semiconductor chips, in the encapsulated switch module 1.

Bei dem in den 1 und 2 grundsätzlich veranschaulichten Schaltermodul 1 dienen die Halbleiterbauelemente 2 dem Schalten von Strömen, wobei die Halbleiterbauelemente 2 auf der Ober- und Unterseite elektrisch kontaktiert sind. Die elektrische Parallelschaltung mehrerer Chips erlaubt die Stromtragfähigkeit entsprechend der größeren Anzahl an Chips zu vergrößern. Die Halbleiterbauelemente 2 werden somit direkt zwischen zwei elektrischen und thermischen Leitern kontaktiert. Es ergibt sich ein minimaler thermischer Widerstand aufgrund Verzicht auf einen elektrischen und damit auch thermischen Isolator. Das Schaltermodul 1 kann grundsätzlich mit oder ohne Kühlstruktur aufgebaut werden.At the in the 1 and 2 Basically illustrated switch module 1, the semiconductor components 2 are used to switch currents, the semiconductor components 2 are electrically contacted on the top and bottom. The electrical parallel connection of several chips allows the current-carrying capacity to be increased in accordance with the larger number of chips. The semiconductor components 2 are thus contacted directly between two electrical and thermal conductors. There is minimal thermal resistance due to the absence of an electrical and therefore also thermal insulator. In principle, the switch module 1 can be constructed with or without a cooling structure.

3 zeigt ein Halbbrückenmodul 9 unter Verwendung von zwei Schaltermodulen 1, die zur besseren Unterscheidung als Schaltermodule 1a und 1b bezeichnet sind. Bezüglich des Aufbaus dieser Schaltermodule 1a, 1b wird auf die vorstehende Beschreibung in den 1 und 2 zum Schaltermodul 1 verwiesen. 3 shows a half-bridge module 9 using two switch modules 1, which are referred to as switch modules 1a and 1b for better differentiation. Regarding the structure of these switch modules 1a, 1b is on the above description in the 1 and 2 referred to switch module 1.

Gezeigt ist in 3 das Halbbrückenmodul 9 mit Anbindung an den (Zwischenkreis)-Kondensator 10.is shown in 3 the half-bridge module 9 with connection to the (intermediate circuit) capacitor 10.

Auf der Seite 3 des Halbbrückenmoduls 9 befindet sich der Kontakt 5 des Schaltermoduls 1a auf Source-Potential und der Kontakt 5 des Schaltermoduls 1b auf Drain-Potential. Auf der anderen Seite 4 des Halbbrückenmoduls 9 befindet sich der Kontakt 5 des Schaltermoduls 1a auf Drain-Potential und der Kontakt 5 des Schaltermoduls 1b auf Source-Potential. Die gekühlte Fläche auf Source-Potential des Schaltermoduls 1a ist mittels einer elektrischen Verbindung 11 mit der gekühlten Fläche auf Drain-Potential des Schaltermoduls 1b verbunden. Auf diesem AC-Potential erfolgt somit die Verbindung der Kontakte 5 der Schaltermodule 1a, 1b auf der Seite 3 und es bildet diese Verbindung 11 gleichzeitig eine Kühlstruktur, die vom Kühlmittel umströmt ist. Die elektrische Verbindung 11 ist als Platte, insbesondere Kupferplatte ausgebildet, die die elektrischen Kontakte 5 auf der Seite 3 flächig kontaktiert und mit diesen verbunden ist. Auf der anderen Seite 4 des Halbbrückenmoduls 9 ist der elektrische Kontakt 5 des Schaltermoduls 1a über eine elektrische, als Platte ausgebildete Verbindung 12 mit einem Anschluss 13 (DC+ Anschluss) des Kondensators 10 verbunden. Entsprechend ist auf dieser Seite 4 der elektrische Kontakt 5 des Schaltermoduls 1b über eine elektrische, als Platte ausgebildete Verbindung 14 mit einem Anschluss 15 (DC- Anschluss) des Kondensators 10 verbunden. Die gekühlte Fläche auf Drain-Potential des Schaltermoduls 1a liegt somit an DC+, die gekühlte Fläche auf Source-Potential des Schaltermoduls 1b an DC- an.On side 3 of half-bridge module 9, contact 5 of switch module 1a is at source potential and contact 5 of switch module 1b is at drain potential. On the other side 4 of the half-bridge module 9, the contact 5 of the switch module 1a is at drain potential and the contact 5 of the switch module 1b is at source potential. The cooled area at source potential of the switch module 1a is connected by means of an electrical connection 11 to the cooled area at drain potential of the switch module 1b. The contacts 5 of the switch modules 1a, 1b on the side 3 are thus connected to this AC potential, and this connection 11 simultaneously forms a cooling structure around which the coolant flows. The electrical connection 11 is designed as a plate, in particular a copper plate, which contacts the electrical contacts 5 on the side 3 over a large area and is connected to them. On the other side 4 of the half-bridge module 9, the electrical contact 5 of the switch module 1a is connected to a connection 13 (DC+ connection) of the capacitor 10 via an electrical connection 12 designed as a plate. Correspondingly, on this side 4, the electrical contact 5 of the switch module 1b is connected to a connection 15 (DC connection) of the capacitor 10 via an electrical connection 14 designed as a plate. The cooled area at drain potential of the switch module 1a is therefore at DC+, the cooled area at source potential of the switch module 1b at DC-.

Die stromführenden Komponenten werden gleichzeitig zur Entwärmung genutzt.The current-carrying components are used simultaneously for heat dissipation.

Das Ausführungsbeispiel nach 4 unterscheidet sich von demjenigen nach 3 nur dadurch, dass die Verbindungen 11, 12 und 14 und auch die Kühlstruktur der Kontakte 5 aus einem strukturierten Blech bestehen, sodass ein minimaler Aufwand notwendig ist, zur Realisierung der thermischen und elektrischen Kontaktierung auf beiden Seiten 3 und 4 des Halbbrückenmoduls 9. Das Blech besitzt einen Querschnitt mehrerer nebeneinander angeordneter Trapeze, sodass sich im Bereich der unterschiedlichen Source-Potentiale und der AC-Verbindung eine besonders große Kühloberfläche ergibt.The embodiment after 4 differs from the one after 3 only because the connections 11, 12 and 14 and also the cooling structure of the contacts 5 consist of a structured metal sheet, so that minimal effort is required to implement the thermal and electrical contacting on both sides 3 and 4 of the half-bridge module 9. The metal sheet has a cross-section of several trapezoids arranged side by side, so that there is a particularly large cooling surface in the area of the different source potentials and the AC connection.

Bei der Ausbildung des Halbbrückenmoduls 9, insbesondere bei einem Umrichter, können die beiden Schaltermodule 1a, 1b so angeordnet werden, dass das Source-Potential des Schaltermoduls 1a und das Drain-Potential vom Schaltermodul 1b auf einer Ebene liegen und das Schaltermodul 1b gedreht ist. Zur Halbbrückenverschaltung werden das Source-Potential des Schaltermoduls 1a und das Drain-Potential des Schaltermoduls 1b durch Kontaktierung der Entwärmungsflächen elektrisch miteinander verbunden (AC-Potential). Das Drain-Potential des Schaltermoduls 1a und das Source-Potential des Schaltermoduls 1b werden durch Kontaktierung der Entwärmungsflächen mit den Kondensatorterminals verbunden. Es können zwei identische Schaltermodule zum Aufbau einer Halbbrücke mit niederinduktiver Anbindung an den Zwischenkreis verwendet werden. Die Kühlstruktur kann entweder Teil des Schaltermoduls, wie zur 3 gezeigt, oder als Teil des elektrischen Kontaktblechs, wie zur 4 gezeigt, sein.When forming the half-bridge module 9, in particular in a converter, the two switch modules 1a, 1b can be arranged such that the source potential of the switch module 1a and the drain potential of the switch module 1b are on one level and the switch module 1b is rotated. For the half-bridge connection, the source potential of the switch module 1a and the drain potential of the switch module 1b are electrically connected to one another (AC potential) by contacting the cooling surfaces. The drain potential of the switch module 1a and the source potential of the switch module 1b are connected to the capacitor terminals by contacting the cooling surfaces. Two identical switch modules can be used to set up a half-bridge with a low-inductance connection to the intermediate circuit. The cooling structure can either be part of the switch module, such as for 3 shown, or as part of the electrical contact sheet, as for 4 shown to be.

5 zeigt für ein alternatives Halbbrückenmodul 9, das zwei Schaltermodule aufweist, konkret ein erstes Schaltermodul-Submodul und ein zweites Schaltermodul-Submodul die Anbindung dieses Halbbrückenmoduls 9 an den Kondensator 10. Dieses Halbbrückenmodul 9 weist auf der Seite 3 elektrische Kontakte 5 mit gekühlter Fläche auf Source-Potential, zugeordnet dem ersten Schaltermodul-Submodul und eine gekühlte Fläche auf Drain-Potential, zugeordnet dem zweiten Schaltermodul-Submodul auf. Auf AC-Potential ist die als Platte ausgebildete elektrische Verbindung von Source-Potential des ersten Schaltermodul-Submoduls und Drain-Potential des zweiten Schaltermodul-Submoduls vorgesehen. Auf der andere Seite 4 des Halbbrückenmoduls 9 ist die gekühlte Fläche auf Drain-Potential des ersten Schaltermodul-Submoduls über die plattenförmige Verbindung 12 mit dem Anschluss 13 verbunden und die gekühlte Fläche auf Source-Potential des zweiten Schaltermodul-Submoduls über die Verbindung mit dem Anschluss 15. Auch bei diesem Halbbrückenmodul 9 werden die stromführenden Komponenten gleichzeitig zur Entwärmung genutzt. Ergänzend wird auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels nach der 3 verwiesen. 5 shows for an alternative half-bridge module 9, which has two switch modules, specifically a first switch module submodule and a second switch module submodule, the connection of this half-bridge module 9 to the capacitor 10. This half-bridge module 9 has electrical contacts 5 on side 3 with a cooled surface on the source -Potential associated with the first switch module submodule and a cooled surface at drain potential associated with the second switch module submodule. The electrical connection, designed as a plate, of the source potential of the first switch module submodule and the drain potential of the second switch module submodule is provided at AC potential. On the other side 4 of the half-bridge module 9, the cooled surface at drain potential of the first switch module submodule is connected to the connection 13 via the plate-shaped connection 12, and the cooled surface at source potential of the second switch module submodule is connected to the connection via the connection 15. In this half-bridge module 9, too, the current-carrying components are used simultaneously for cooling. In addition, the description of the embodiment according to the 3 referred.

Das Ausführungsbeispiel nach der 6 unterscheidet sich von demjenigen nach der 5 dadurch, dass, entsprechend dem Unterschied zwischen den Ausführungsformen gemäß den 3 und 4, die AC-Verbindung auf der Seite 3 und die Kühlstrukturen auf den Seiten 3 und 4 jeweils aus einem strukturierten Blech bestehen, sodass ein minimaler Aufwand zur Realisierung erforderlich ist. Wegen weiterer Einzelheiten wird auf die Beschreibung der 3 bis 5 verwiesen.The embodiment after 6 differs from the one after the 5 in that, according to the difference between the embodiments according to FIGS 3 and 4 , the AC connection on side 3 and the cooling structures on sides 3 and 4 each consist of a structured metal sheet, so that minimal effort is required for implementation. For more details, refer to the description of 3 until 5 referred.

Bei dem Halbbrückenmodul 9 gemäß der Ausführungsformen nach den 5 und 6 sind zwei Schaltermodule in einem Modul zur Halbbrücke angeordnet, wobei das Source-Potential das ersten Schaltermodul-Submoduls und das Drain-Potential des zweiten Schaltermodul-Submoduls elektrisch miteinander verbunden sind (AC-Potential). Das Drain-Potential des ersten Schaltermodul-Submoduls und das Source-Potential des zweiten Schaltermodul-Submoduls werden durch Kontaktierung der Erwärmungsflächen mit den Kondensatorterminals verbunden. Die Kühlstruktur(en) kann entweder Teil des jeweiligen Schaltermoduls oder Teil des elektrischen Kontaktblechs sein.In the half-bridge module 9 according to the embodiments according to 5 and 6 two switch modules are arranged in a module to form a half-bridge, with the source potential of the first switch module submodule and the drain potential of the second switch module submodule being electrically connected to one another (AC potential). The drain potential of the first switch module submo duls and the source potential of the second switch module submodule are connected to the capacitor terminals by contacting the heating surfaces. The cooling structure(s) can either be part of the respective switch module or part of the electrical contact sheet.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • US 2007/0290311 A1 [0004]US 2007/0290311 A1 [0004]
  • US 2008/0186751 A1 [0005]US 2008/0186751 A1 [0005]

Claims (14)

Leistungselektronik mit mindestens zwei Halbleiterbauelementen (2), auf abgewandten Seiten (3, 4) der Halbleiterbauelemente (2) angeordneten elektrischen Kontakten (5), wobei die Kontakte (5) die Halbleiterbauelemente (2) direkt kontaktieren, sowie einem dielektrischen Kühlmittel (6), wobei das Kühlmittel (6) die Kontakte (5) direkt umströmt.Power electronics with at least two semiconductor components (2), electrical contacts (5) arranged on opposite sides (3, 4) of the semiconductor components (2), the contacts (5) making direct contact with the semiconductor components (2), and a dielectric coolant (6) , whereby the coolant (6) flows directly around the contacts (5). Leistungselektronik nach Anspruch 1, wobei die Kontakte (5) die Halbleiterbauelemente (2) flächig kontaktieren.power electronics claim 1 , wherein the contacts (5) contact the semiconductor components (2) over the entire surface. Leistungselektronik nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Halbleiterbauelemente (2) eine Kapselung (8) vollständig umschließt und die Kontakte (5) aus der Kapselung (8) ragen.power electronics claim 1 or 2 , wherein the semiconductor components (2) an encapsulation (8) completely encloses and the contacts (5) protrude from the encapsulation (8). Leistungselektronik nach Anspruch 3, wobei die Kapselung (8) eine Verguss- oder Mold-Kapselung ist.power electronics claim 3 , wherein the encapsulation (8) is a casting or mold encapsulation. Leistungselektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens ein Halbleiterbauelement (2), auf abgewandten Seiten (3, 4) des mindestens einen Halbleiterbauelements (2) angeordnete elektrische Kontakte (5), die das mindestens eine Halbleiterbauelement (2) direkt kontaktieren, sowie eine Kapselung (8) für das mindestens eine Halbleiterbauelement (2) ein Schaltermodul (1, 1a, 1b) bilden.Power electronics according to one of Claims 1 until 4 , wherein at least one semiconductor component (2), electrical contacts (5) which are arranged on opposite sides (3, 4) of the at least one semiconductor component (2) and which make direct contact with the at least one semiconductor component (2), and an encapsulation (8) for the at least one semiconductor component (2) form a switch module (1, 1a, 1b). Leistungselektronik nach Anspruch 5, wobei bei dem Schaltermodul (1, 1a, 1b) der jeweilige auf der einen Seite (3 bzw. 4) des jeweiligen Halbleiterbauelements (2) angeordnete Kontakt (5) auf Source-Potential ist und der jeweilige auf der dieser Seite (3 bzw. 4) abgewandten Seite des jeweiligen Halbleiterbauelements (2) angeordnete Kontakt (5) auf Drain-Potential ist.power electronics claim 5 , wherein in the switch module (1, 1a, 1b) the respective contact (5) arranged on one side (3 or 4) of the respective semiconductor component (2) is at source potential and the respective contact on this side (3 or 4) the contact (5) arranged on the side facing away from the respective semiconductor component (2) is at drain potential. Leistungselektronik nach Anspruch 5 oder 6, wobei zwei Schaltermodule (1a, 1b) ein Halbbrückenmodul (9) bilden oder aus zwei Schaltermodul-Submodulen ein Halbbrückenmodul (9) gebildet ist, wobei das Halbbrückenmodul (9) an einen Kondensator (10) angebunden ist.power electronics claim 5 or 6 , wherein two switch modules (1a, 1b) form a half-bridge module (9) or a half-bridge module (9) is formed from two switch module submodules, wherein the half-bridge module (9) is connected to a capacitor (10). Leistungselektronik nach Anspruch 7, wobei der Kondensator (10) ein Zwischenkreiskondensator (10) ist.power electronics claim 7 , wherein the capacitor (10) is an intermediate circuit capacitor (10). Leistungselektronik nach Anspruch 7 oder 8, wobei, bei Bildung des Halbbrückenmoduls (9) durch zwei Schaltermodule (1a, 1b), auf einer Seite (3) des Halbbrückenmoduls (9) der jeweilige auf Source-Potential befindliche Kontakt (5) des einen Schaltermoduls (1a) über eine elektrische Verbindung (11) mit dem jeweiligen auf Drain-Potential befindlichen Kontakt (5) des anderen Schaltermoduls (1b) verbunden ist, sowie auf der anderen Seite (4) des Halbbrückenmoduls (9) der jeweilige Kontakt (5) auf Drain-Potential des einen Schaltermoduls (1a) und der jeweilige Kontakt (5) auf Source-Potential des anderen Schaltermoduls (1b) über elektrische Verbindungen (12, 14) mit dem Kondensator (10) verbunden sind.power electronics claim 7 or 8th , wherein, when the half-bridge module (9) is formed by two switch modules (1a, 1b), on one side (3) of the half-bridge module (9) the respective contact (5) of the one switch module (1a), which is at source potential, via an electrical Connection (11) is connected to the respective contact (5) of the other switch module (1b) located at drain potential, and on the other side (4) of the half-bridge module (9) the respective contact (5) at drain potential of the one Switch module (1a) and the respective contact (5) are connected to the source potential of the other switch module (1b) via electrical connections (12, 14) to the capacitor (10). Leistungselektronik nach Anspruch 7 oder 8, wobei, bei Bildung des Halbbrückenmoduls (9) durch zwei Schaltermodul-Submodule, auf einer Seite (3) des Halbbrückenmoduls (9) der jeweilige auf Source-Potential befindliche Kontakt des einen Schaltmodul-Submoduls über eine elektrische Verbindung (11) mit dem jeweiligen auf Drain-Potential befindlichen Kontakt (5) des anderen Schaltmodul-Submoduls verbunden ist, sowie auf der anderen Seite (4) des Halbbrückenmoduls (9) der jeweilige Kontakt (5) auf Drain-Potential des einen Schaltmodul-Submoduls und der jeweilige Kontakt (5) auf Source-Potential des anderen Schaltmodul-Submoduls über eine elektrische Verbindung (12, 14) mit dem Kondensator (10) verbunden sind.power electronics claim 7 or 8th , wherein, when the half-bridge module (9) is formed by two switch module submodules, on one side (3) of the half-bridge module (9) the respective contact of one switch module submodule, which is at source potential, via an electrical connection (11) with the respective at drain potential located contact (5) of the other switching module submodule is connected, and on the other side (4) of the half-bridge module (9) the respective contact (5) at drain potential of a switching module submodule and the respective contact ( 5) are connected to the source potential of the other switching module submodule via an electrical connection (12, 14) to the capacitor (10). Leistungselektronik nach Anspruch 9 oder 10, wobei die jeweilige elektrische Verbindung (11, 12, 14) eine ebene Platte und/oder ein strukturiertes Blech aufweist.power electronics claim 9 or 10 , The respective electrical connection (11, 12, 14) having a flat plate and/or a structured metal sheet. Leistungselektronik nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Kühlmittel (6) die jeweilige elektrische Verbindung (11, 12, 14) umströmt.Power electronics according to one of claims 9 until 11 , The coolant (6) flowing around the respective electrical connection (11, 12, 14). Leistungselektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Halbleiterbauelement (2) einen Kontakt auf einem Gate-Source-Potential oder einem Hilfs-Source-Potential aufweist und dieser Kontakt über einen Lead-Frame nach außen geführt ist.Power electronics according to one of Claims 1 until 12 , wherein the semiconductor component (2) has a contact on a gate-source potential or an auxiliary source potential and this contact is led to the outside via a lead frame. Leistungselektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei diese Leistungselektronik einen Umrichter bildet.Power electronics according to one of Claims 1 until 13 , This power electronics forms a converter.
DE102020127564.1A 2020-10-20 2020-10-20 power electronics Pending DE102020127564A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020127564.1A DE102020127564A1 (en) 2020-10-20 2020-10-20 power electronics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020127564.1A DE102020127564A1 (en) 2020-10-20 2020-10-20 power electronics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020127564A1 true DE102020127564A1 (en) 2022-04-21

Family

ID=80929491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020127564.1A Pending DE102020127564A1 (en) 2020-10-20 2020-10-20 power electronics

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020127564A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070290311A1 (en) 2006-05-24 2007-12-20 Hauenstein Henning M Bond wireless power module wiht double-sided single device cooling and immersion bath cooling
US20080186751A1 (en) 2007-02-07 2008-08-07 Takeshi Tokuyama Power conversion apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070290311A1 (en) 2006-05-24 2007-12-20 Hauenstein Henning M Bond wireless power module wiht double-sided single device cooling and immersion bath cooling
US20080186751A1 (en) 2007-02-07 2008-08-07 Takeshi Tokuyama Power conversion apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0688053B1 (en) Low inductance power semiconductor module
WO2019158390A1 (en) Power electronics assembly
DE60317270T2 (en) Semiconductor module and power converter
DE102011005690B4 (en) Power semiconductor module
DE102013213205A1 (en) Semiconductor unit
DE102018104509A1 (en) Semiconductor device
DE102015224422A1 (en) Electronic circuit unit
DE102015012915A1 (en) Arrangement of semiconductor elements on a semiconductor module for a power module or corresponding method
DE102020208438A1 (en) Inverter for an electric drive of an electric vehicle or a hybrid vehicle, modular system and a method for producing the inverter
DE112020006374T5 (en) Power module with improved electrical and thermal characteristics
DE112015006489T5 (en) power converters
DE102019112935A1 (en) Semiconductor module
DE60306040T2 (en) Semiconductor module and power converter device
DE102016223256A1 (en) Capacitor, in particular DC link capacitor for a polyphase system
DE102011075731A1 (en) Power semiconductor module e.g. insulated gate bipolar transistor module, for e.g. power converter, has heat sink terminal for connecting heat sink with potential, and other heat sink terminal for connecting other sink with other potential
DE102020204358A1 (en) Half-bridge module for an inverter of an electric drive of an electric vehicle or a hybrid vehicle and inverter for an electric drive of an electric vehicle or a hybrid vehicle
EP3300470A1 (en) Converter
DE102019218953A1 (en) Electronic circuit unit
DE102019204889A1 (en) Electronic circuit unit
DE102020127564A1 (en) power electronics
DE102021213497A1 (en) Semiconductor package, semiconductor module, power converter, electric axle drive and motor vehicle
EP3208925B1 (en) Converter
EP3176822B1 (en) Electrically and thermally efficient power bridge
DE102019200020A1 (en) Busbar arrangement and power electronics arrangements
DE102021211519B4 (en) Electronic assembly

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DR. ING. H.C. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT, 70435 STUTTGART, DE

Owner name: DR. ING. H.C. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT, DE

Free format text: FORMER OWNER: DR. ING. H.C. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT, 70435 STUTTGART, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: PATENTANWAELTE STURM WEILNAU FRANKE PARTNERSCH, DE

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication