电流轨组件和用于制造电流轨组件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电流轨组件以及一种用于制造电流轨组件的方法。
【背景技术】
[0002]电流轨组件尤其用于功率半导体结构元件的电接触。因此例如可以将构造为MOSFET或IGBT的功率半导体结构元件借助于电流轨组件进行电接触，这些功率半导体结构元件例如可以是逆变器的部件。
[0003]因此，EP O 677 916 A2描述了一种具有第一 DC轨、第二 DC轨和至少一个AC轨的整流器设备，其中，在这些层之间有绝缘层。
[0004]WO 01/93392 Al公开了一种两个直流系统的连接系统，该连接系统包括两个铜轨，它们分别以一绝缘层层压。
[0005]EP O 988 019 Al公开了一种具有中间回路电路板的半导体电路组件，其用于例如就像电容器那样的中间回路结构元件的电接触。
[0006]US 2004/0062004 Al公开了一种具有第一、第二和第三连接轨的电子变换器组件，其中，每个连接轨与功率开关元件中的至少一个第一对和至少一个第二对的接头连接，其中，功率开关元件的第一对和第二对是不同的功率开关模块，所述第一对和第二对以一确定的连接轨连接。
【发明内容】
[0007]技术问题是提出一种电流轨组件和一种用于制造电流轨组件的方法，尤其是在短路情况下的在电流轨组件的那些导体结构之间起作用的电动力最小话。
[0008]该技术问题的解决通过具有权利要求1和7的特征的主题来获得。本发明的其它有利的设计方案由从属权利要求获得。
[0009]提出一种电流轨组件。
[0010]本发明的基本思想是将例如构成一导入件的第一导体结构分成至少两个子导体结构，其中，这些子导体结构以如下方式构造并相对于例如构成了一导回体的第二导体结构进行布置，即，作用到第二导体结构上的、合成的电动力尤其是在短路情况下被最小化。
[0011]所述电流轨组件尤其用于功率电子半导体结构元件例如MOSFET或IGBT的连接。这些半导体结构元件例如可以是整流器的组成部件，例如是轨道车辆中的功率整流器。
[0012]所述电流轨组件包括第一导体结构和第二导体结构，其中，所述第一导体结构和第二导体结构不直通或不直接电连接，尤其在未接触的状态下不连接。这意味着:在没有第一和第二导体结构的附加电连接的情况下不能进行从第一导体结构向第二导体结构或反过来的电流流动。由此，第一导体结构与第二导体结构没有电流连接。但是，第一和第二导体结构显然可以是电、尤其是电流上能连接的，例如通过前面所阐释的附加电连接。“包括”在此情况下可以意味着:所述电流轨组件具有第一导体结构和第二导体结构。
[0013]也可以被称作第一导体轨的第一导体结构例如可以构造为导入件，其在运行中具有第一电位。例如，第一导体结构可以用于接触整流器的桥分支的高压接头，其中，桥分支包括或具有两个功率半导体元件。也可以被称作第二导体轨的第二导体结构例如可以构造为导出件，其在运行中具有第二电位，该第二电位与第一电位不同，尤其是小于。例如，第二导体结构可以用于接触功率半导体桥的低压接头。
[0014]此外，第一导体结构包括也可以被称作第一子轨的第一子导体结构和也可以被称作第二子轨的第二子导体结构。第一子导体结构和第二子导体结构是电连接的。由此，第一子导体结构与第二子导体结构具有相同电位。“包括”在此情况下可以意味着:所述第一导体结构具有第一子导体结构和第二子导体结构。
[0015]在此情况下，第一导体结构可以具有也可以被称作入口接头的第一接头和也可以被称作出口接头的第二接头。在此情况下，第一接头可以不仅在第一子导体结构而且在第二子导体结构上布置或仅布置在第一子导体结构或第二子导体结构上。第二接头也可以不仅在第一子导体结构而且在第二子导体结构上布置或仅布置在第一子导体结构或第二子导体结构上。
[0016]在此情况下，第一接头和第二接头以如下方式构造，S卩，一个(多个)相应的导体结构或子导体结构能够通过第一或第二接头电接触。
[0017]同样地，第二导体结构可以具有也可以被称作入口接头的第一接头和也可以被称作出口接头的第二接头。第二导体结构在此情况下优选一件式构造。
[0018]在此情况下可以在第一导体结构的出口接头和第二导体结构的入口接头之间布置有一电结构元件，例如一电消耗器、尤其一整流器的桥分支，其中，该桥分支包括或具有两个功率电子开关元件。在该接触状态下，第一导体结构和第二导体结构通过所述至少一个电结构元件电连接。
[0019]以如下方式构造和相对于第二导体结构布置第一子导体结构和第二子导体结构，即，所述第一子导体结构与所述第二导体结构之间的第一电动力至少部分地平衡所述第二子导体结构与所述第二导体结构之间的第二电动力。在此情况下，该电动力作用到相应的(子)导体结构上。在此情况下，电动力至少部分地通过洛伦兹力形成，其在电流流动通过相应的导体结构时作用到这些导体结构上。
[0020]“平衡”在此情况下意味着:在电流流动情况下作用到第二导体结构上的合成力小于一预先确定的力，优选是零。例如，由第一子导体结构施加到第二导体结构上的电动力的至少一部分可以通过由第二子导体结构施加到第二导体结构上的电动力的相反定向的、但是相同大小的部分被平衡。电动力在此情况下可以关于这些导体结构以区段方式起作用。
[0021]第一导体结构的接头和第二导体结构的接头在此情况下可以以如下方式布置，即，在所提出的电流轨组件连接到电流供给装置上的情况下和在建立第一导体结构与第二导体结构之间的电连接的情况下，电流的至少一部分沿第一方向流过第一导体结构、尤其是流过第一和/或第二子导体结构，其中，该电流的至少一部分沿与第一方向相反的方向流过第二导体结构。由此可以实现前面阐释的平衡。
[0022]由此以有利的方式提出了一种电流轨组件，其能够实现例如消耗器或尤其是功率电子结构元件的电接触，其中，由于电流产生的电动力通过物理设计和布置被平衡。此外，第一子导体结构构造为第一电路板并且第二子导体结构构造为第二电路板。第二导体结构构造为第三电路板。在此情况下，第一、第二和第三电路板平行地并以一预先确定的间距相对彼此布置，其中，第三电路板布置在第一和第二电路板之间。
[0023]在此情况下，各个电路板分别可以具有一预先确定的尺寸，尤其是预先确定的长度、宽度和高度。在此情况下，长度表示沿第一水平方向的长度，该第一水平方向可以表示为纵向长度。在此情况下，宽度表示为沿第二水平方向的宽度，第二水平方向也可以表示为横向方向，其中，所述第二水平方向处在具有第一水平方向的平面中并且垂直于该第一水平方向定向。在此情况下，高度表示沿竖直方向的高度，该竖直方向也可以表示为竖直方向，其中，所述竖直方向垂直于纵向方向和横向方向定向。
[0024]第一和/或第二电路板和/或第三电路板可以具有相同或不同的尺寸。尤其地，第三电路板可以具有就像第一和第二电路板那样的相同的长度和相同的高度，但是具有与第一和第二电路板的宽度不同的宽度。
[0025]第三电路板可以居中地，即以相对于第一和第二电路板相同的间距布置在第一和第二电路板之间。但是也可以的是并且就像随后还要详细阐释的那样在一些确定的实施方式中甚至期望的是:第三电路板偏心地布置在第一和第二电路板之间。
[0026]第三电路板与第一电路板和与第二电路板的间距在此情况下可以与通过第一和第二电路板的、尤其是在短路情况下的电流流动强度相关地选择。第一电路板中的电流流动的强度在此情况下尤其可以与第一电流路径的阻抗和第二电流路径的阻抗相关，第一电流路径从第一导体结构的第一接头通过第一电路板至第一导体结构的第二接头，第二电流路径从第一导体结构的第一接头通过第二电路板至第一导体结构的第二接头。
[0027]如果第一和第二电流路径的阻抗相同，那么第三电路板优选居中地布置在第一和第二电路板之间。如果第一和第二阻抗不同，那么第三电路板朝向其阻抗较高的那个电路板地在中部之外错开地布置。通过较高的阻抗，电流流动的强度与具有较低阻抗的电流路径相比减少，从而使得较小的电动力起作用。为了能够实现根据本发明的平衡，因此较小地选择与如下电路板的间距，该电路板承载具有较低电流强度的电流。
[0028]如果第三电路板与第一电路板和第二电路板的间距例如通过外部框架条件固定地预先给定，那么但是显然可以将第一和第二电路板的以及用于电连接这些电路板的元件的构造方案、尤其是尺寸设定以如下方式选择，即，前面阐释的那些电流路径具有阻抗，通过第一电路板和第二电路板的、尤其在短路情况下的电流流动的强度以如下方式进行，BP，保证根据本发明的平衡。
[0029]由此以有利的方式提供了具有低电感的电流轨组件，该低电感能够实现电结构元件的能简单访问的接触，具有足够良好的承载电流能力并且该低电感能够实现力的前面阐释的有利的平衡。
[0030]在此情况下，模拟已证实的是，根据本发明的电流轨组件的电感以有利的方式随着频率提高而减小。电阻随着频率提高而增加。但是，起作用的电动力几