电子功率装置的制作方法

本发明总体上涉及一种特别用于车辆的电子功率装置。本发明还涉及包括这种功率电子装置的旋转电机。

背景技术：

1、已知一种电子功率装置，特别是用于车辆的电子功率装置，例如逆变器或整流器，包括基板，特别是印刷电路板。所述基板承载功率部件，例如电容器和晶体管，特别是金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfets)。

2、首先，当所述功率电子装置集成在车辆中时，这些功率部件可能会经受-40℃至120℃范围内的温度变化。这些功率部件不仅会因车辆外部环境的温度变化而发热，还会因工作时的焦耳效应而发热。当所述部件的温度超过制造商推荐的工作温度极限值时，这种温度升高可能会损坏所述部件。

3、此外，在相应电容器和晶体管的正和负端子之间形成的电感环路导致所述晶体管的开关损耗。这些开关损耗也导致所述晶体管的温度上升。

4、本发明的目的是克服这些缺点，并有效地冷却功率部件，同时减少由这些功率部件形成的感应环路。

技术实现思路

1、因此，本发明涉及一种电子功率装置，特别是用于车辆的电子功率装置，所述装置包括：

2、基板，特别是印刷电路板，所述基板承载：

3、o至少一个可控开关；和

4、o至少一个电容性部件；

5、所述装置还包括：

6、至少一个冷却液流通通道；和

7、当沿着垂直于基板的轴线观察所述装置时，流通通道至少在所述通道的部分上与可控开关和电容性部件两者相对地延伸，使得在该部分中流动的冷却液可以冷却所述可控开关和所述电容性部件。

8、由于本发明，电容性部件和可控开关被冷却液流通通道的形成热沉的所述部分有效地冷却。特别地，冷却液具有比空气更高的热容量，使得可以比传统的散热片更有效地移除由电容性部件和可控开关发出或吸收的热量。此外，电容性部件和可控开关之间的距离受到所述通道的截面宽度的限制，从而减少了导致所述可控开关温度升高的感应环路现象。

9、根据本发明的一个方面，多个电容性部件被布置在第一行中，多个可控开关被布置在第二行中，使得所述第一行和第二行基本上彼此平行。

10、根据本发明的一个方面，所述行沿着所述流通通道基本上彼此平行。

11、根据本发明的一个方面，所述两个行之间的距离短于所述可控开关的最大尺寸的一半，优选短于所述可控开关的最大尺寸的十分之一。

12、以这种方式，感应环路促进可控开关的温度上升的现象更加减少。

13、根据本发明的一个方面，电容性部件是电容器。

14、根据本发明的一个方面，电容性部件具有柱形的总体形状。

15、根据本发明的一个方面，所述基板承载至少一个底板，所述底板被设计成接收所述电容性部件。

16、根据本发明的一个方面，可控开关是晶体管，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。

17、根据本发明的一个方面，可控开关呈大致矩形板的形状。

18、根据本发明的一个方面，可控开关沿垂直于基板的轴线而沿基板的深度嵌入在基板中。

19、根据本发明的一个方面，可控开关的厚度沿着垂直于基板的轴线至多是基板的厚度。

20、根据本发明的一个方面，所述电子功率装置包括至少一个壳体，该壳体设有被设计成容纳所述电容性部件的底部。

21、根据本发明的一个方面，所述流通通道的横截面的高度沿垂直于基板的轴线变化。

22、根据本发明的一个方面，所述流通通道的横截面基本上为l形。

23、通道的横截面可以具有不同于l形的形状，只要这种形状允许所述可控开关和所述电容性部件被有效地冷却。

24、根据本发明的一个方面，流通通道具有l形横截面，其竖直腿面向所述电容性部件的壳体的一侧，另一水平腿在所述壳体下方穿过。

25、根据本发明的一个方面，所述l形通道的竖直腿与所述可控开关相对，并且所述l形通道的水平腿与所述电容性部件相对。

26、通过这种方式，电容性部件和可控开关散发或吸收的热量通过流通通道被有效地移除。

27、根据本发明的一个方面，电容性部件包括顶部和基部，基部是所述电容性部件与所述基板接触的面，顶部是所述电容性部件与基部相对的面。

28、根据本发明的一个方面，所述装置包括位于电容性部件的顶部和所述壳体的底部之间的导热膏。

29、导热膏促进了电容性部件和所述通道之间的良好热传导。

30、根据本发明的一个方面，所述流通通道包括至少一个冷却液入口和一个冷却液出口，每个设计成连接到热交换装置。

31、根据本发明的一个方面，所述通道的入口和出口基本为圆形。

32、根据本发明的一个方面，所述装置包括设计成与所述流通通道配合的盖。

33、根据本发明的一个方面，所述流通通道包括用于接收所述盖的至少一个台阶。

34、根据本发明的一个方面，台阶位于沿着流通通道的宽度的每一侧。

35、根据本发明的一个方面，所述装置包括位于所述盖和所述流通通道之间的密封件。

36、根据本发明的一个方面，所述功率电子装置包括：

37、承载所述基板的第一面；和

38、承载所述流通通道的第二面。

39、根据本发明的一个方面，可控开关和电容性部件朝向与所述流通通道相关联的一侧取向，即朝向所述第二面取向，以便朝向所述流通通道散热。

40、根据本发明的一个方面，与位于所述功率电子装置的第二面上的底座相比，所述流通通道形成在凸起部分上。

41、根据本发明的一个方面，所述功率电子装置的第一面包括设计用于固定所述基板的凹部。

42、根据本发明的一个方面，在所述流通通道中流通的所述冷却液可以是水液体冷却剂，可选地包括添加剂，或乙二醇水。

43、根据本发明的一个方面，所述流通通道整体为圆弧形状，其角度在270°至350°之间，优选在300°至330°之间。

44、根据本发明的一个方面，当沿着垂直于基板的轴线从第二面观察时，所述流通通道具有基本上呈ω形状的外周。

45、根据本发明的一个方面，功率电子装置是逆变器或电压整流器。

46、本发明还涉及一种旋转电机，特别是用于车辆的旋转电机，该旋转电机包括：

47、电源，特别是dc或ac电源；和

48、根据本发明的电子功率装置旨在连接到电源。

技术特征：

1.一种电子功率装置(2)，特别是用于车辆，所述装置(2)包括：

2.根据权利要求1所述的装置(2)，其中，多个电容性部件(8)被布置在第一行(60)中，并且多个可控开关(6)被布置在第二行(62)中，使得所述第一行和第二行(60，62)基本上彼此平行。

3.根据权利要求2所述的装置(2)，其中，所述行(60，62)沿着所述流通通道(10)基本上彼此平行。

4.根据权利要求2或3所述的装置(2)，其中，所述两个行(60，62)之间的距离(d)小于所述可控开关(6)的最大尺寸的一半，优选小于所述可控开关(6)的最大尺寸的十分之一。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(2)，其中，所述功率电子装置(2)包括至少一个壳体(22)，所述壳体设置有底部(46)，所述底部设计成容纳所述电容性部件(8)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(2)，其中，所述流通通道(10)的横截面的高度沿着垂直于所述基板的轴线(a)变化。

7.根据权利要求6所述的装置(2)，其中，所述流通通道(10)具有l形横截面，具有面向所述电容性部件(8)的壳体(22)一侧的竖直腿(30)和在所述壳体(22)下方穿过的另一水平腿(32)。

8.根据权利要求7所述的装置(2)，其中，所述l形通道(10)的竖直腿(30)与所述可控开关(6)相对，并且所述l形通道(10)的水平腿(32)与所述电容性部件(8)相对。

9.一种旋转电机，特别是用于车辆的旋转电机，所述旋转电机包括：

技术总结
本发明涉及一种电子功率装置(2)，尤其用于车辆。所述装置(2)包括：基板(4)，特别是印刷电路板，所述基板(4)承载：至少一个可控开关(6)；和至少一个电容性部件(8)。所述装置(2)还包括：至少一个冷却液流通通道(10)。当沿着垂直于基板(4)的轴线(A)观察所述装置(2)时，流通通道(10)至少在所述通道(10)的一部分上与可控开关(6)和电容性部件(8)相对地延伸，使得在该部分中流动的冷却液可以冷却所述可控开关(6)和所述电容性部件(8)。

技术研发人员：M·法尔吉耶,M·桑切斯,R·冈卡尔维斯-达-科斯塔
受保护的技术使用者：法雷奥电机设备公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/23