转换器组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及中-高功率转换器的领域。具体而言，本实用新型涉及用于中-高功率DC应用的转换器组件。
【背景技术】
[0002]在中-高功率应用的领域中，广泛地使用了转换器，例如作为整流器。这样的转换器和/或整流器通常采用多个半导体装置，以将交流电流(AC)转化成直流电流(DC)。半导体装置可例如以双桥连接或双星连接来连接，其中采用的半导体装置的数量可例如取决于期望的输出电压和/或期望的电流额定值。高电流额定值可例如通过并联地连接半导体装置来实现。
[0003]半导体装置通常基于二极管和/或晶闸管，它们可在运行期间产生大量的热。因此，可能需要全面地冷却转换器和/或采用的半导体装置。
[0004]由于转换器所处理的电流和/或电压可相当高，所以除了全面的冷却，还可能需要对转换器的全面的电气保护，以防受瞬态过电压和/或瞬态过电流的影响。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目标是提供一种可靠的和/或改进的转换器组件。
[0006]这个目标通过独立权利要求的主题实现。根据从属权利要求和以下描述，另外的不例性实施例是显而易见的。
[0007]本实用新型的一方面涉及一种转换器组件。转换器组件可例如用作用于中-高功率DC应用的整流器。
[0008]根据本实用新型的实施例，转换器组件包括转换器，其适于将AC电流转换成DC电流。转换器组件进一步包括将AC电流供应到转换器的至少一个板状AC母线条，以及从转换器引出和/或引导出DC电流的至少一个板状DC母线条。转换器包括安装到DC母线条上的至少一个半导体装置，所述半导体装置包括连接到AC母线条上的输入端子和连接到DC母线条上的输出端子。半导体装置可包括至少一个半导体开关，诸如例如二极管、晶体管和/或晶闸管。
[0009]转换器组件进一步包括翼板，其安装到AC母线条上，使得翼板从AC母线条偏斜地延伸。翼板承载熔断器，以保护转换器组件，以防受过电流的影响，其中半导体装置的输入端子通过连接装置连接到熔断器上。半导体装置的输入端子可通过熔断器连接到AC母线条上。熔断器可适于例如切换开和/或脱开有故障的半导体装置，以便保护可存在于转换器组件中的其它健康的半导体装置。通常，有故障的半导体装置可永久地导通，从而产生短路。熔断器可断开这种短路，以保护转换器组件和/或其它半导体装置，以防受短路的有故障的半导体装置产生的过电流的影响。在这种情况下，转换器组件可在少一个半导体装置的情况下运行。无论如何，在这种情况下，有故障的半导体装置和对应的熔断器可损坏和/或损毁，并且可能需要更换相应的部件。
[0010]翼板可布置成相对于AC母线条倾斜。翼板的纵向方向和AC母线条的纵向方向之间的角度可为锐角，即角度可等于或小于90°。作为示例，角度的范围可为5°至85°，且优选20°至70°。这样相对于AC母线条偏斜地布置翼板可改进转换器组件的各种构件和/或元件的可接近性，诸如例如熔断器，例如以进行维护。另外，偏斜布置可改进冷却效率，因为在AC母线条和/或熔断器处由于电损耗产生的热可至少部分地通过翼板引出和/或消散。因此，翼板可用作冷却体，其适于冷却熔断器的至少一侧。此外，偏斜布置可提供空间来将另外的装备布置在AC母线条和/或熔断器旁边，诸如例如散热器和/或其它冷却装备。除此之外，偏斜布置可允许转换器组件有非常紧凑的设计，并且/或者允许在转换器组件的各种部件和/或元件之间有恰当的电气连接和/或冷却液体连接。
[0011]翼板可为条状、梁状和/或板状的形状。翼板可由欧姆电阻相当低的导电材料制造而成，诸如例如铜、铝和/或适当的合金。
[0012]DC母线条和/或AC母线条可为梁状、条状、板状和/或型材状的形状。DC母线条和/或AC母线条也可由欧姆电阻相当低的导电材料制造而成，诸如例如铜、铝和/或适当的合金。另外，DC母线条和/或AC母线条可设计成用于转换器组件的机械支承结构和/或自支承机械结构。换句话说，DC母线条和/或AC母线条可表示转换器组件的承载结构元件，除了它们的电气功能之外，它们可适于承载机械负载，以及/或者对转换器组件提供机械稳定性。特别地，DC母线条可对AC母线条提供机械支承结构，即，AC母线条可由DC母线条承载。
[0013]连接装置可表示和/或包括电连接元件和/或互连AC母线条和半导体装置的输入端子的另一个母线条，其中，熔断器可布置在翼板和输入端子之间，以便全面地保护转换器组件免受过电流的影响。
[0014]根据本实用新型的实施例，冷却通道集成到翼板中，并且/或者冷却通道安装到翼板上，冷却通道具有用于供应冷却液体的入口和用于引出冷却液体的出口。这可允许通过冷却液体高效地消散和/或引出翼板和/或熔断器中产生的热，例如热由于传导损耗而产生。转换器组件的各种其它部件和/或元件(诸如例如连接装置)中产生的热也可至少部分地通过冷却通道消散。冷却通道和/或各种翼板的各种冷却通道可通过相应的入口和/或出口来互连到转换器组件的主冷却回路上。但是，各个翼板的各个冷却通道可备选地提供独立的冷却回路。
[0015]根据本实用新型的实施例，连接装置的第一端连接和/或安装和/或附连到半导体装置的输入端子上，并且连接装置的第二端连接和/或安装和/或附连到熔断器上。这可确保半导体装置的输入端子和熔断器之间有恰当且可靠的电接触。连接装置的第一端可直接连接到输入端子上，或者例如通过连接元件和/或通过转换器组件的另一个元件间接地连接到输入端子上。连接装置的第二端也可直接连接到熔断器上，或者例如通过另一个连接元件间接地连接到熔断器上。
[0016]根据本实用新型的实施例，翼板通过边缘固定地连接到AC母线条上。翼板和AC母线条之间的固定连接可提高转换器组件的机械稳定性。翼板的边缘例如可焊接到AC母线条上，并且/或者由其它固定器件固定地连接，包括螺钉接头、铆钉接头、螺栓接头等。翼板和AC母线条也可一体地形成。
[0017]根据本实用新型的实施例，AC母线条相对于DC母线条横向地延伸。换句话说，AC母线条的纵向侧和/或纵向方向(所述方向可平行于板状AC母线条的纵向侧延伸)横向于DC母线条的纵向侧和/或纵向方向(所述方向可平行于板状DC母线条的纵向侧延伸)延伸。优选地，AC母线条的纵向方向可基本垂直于DC母线条的纵向方向延伸。大体上，这可允许转换器组件有紧凑设计。还可提高转换器组件的机械稳定可靠性和/或稳定性。
[0018]根据本实用新型的实施例，转换器组件进一步包括布置在AC母线条和DC母线条之间的绝缘板，绝缘板适于使AC母线条针对DC母线条绝缘。仅绝缘板就可使AC母线条与DC母线条分开。这可允许AC母线条和DC母线条彼此紧邻地布置，这又可减少AC母线条和DC母线条之间的感应耦合。在DC母线条上布置多个半导体装置(例如可并联连接)的情况下，紧邻可允许在半导体装置之间有最佳的电流分担。另外，通过在AC母线条和DC母线条之间布置绝缘板，可能不需要额外的固定和/或绝缘元件。
[0019]根据本实用新型的实施例，转换器组件进一步包括用于将AC母线条安装到DC母线条上的安装装置，其中，安装装置包括安装到DC母线条上的第一支架结构和安装到AC母线条上的第二支架结构，其中，第一支架结构连接到第二支架结构上，其中至少一个绝缘元件布置在第一支架结构和第二支架结构之间。以示例的方式，第一支架结构可至少部分地包围DC母线条，而第二支架结构则可至少部分地包围AC母线条，使得AC母线条可布置成横向于DC母线条，从而允许转换器组件有紧凑设计。第一支架结构例如可焊接到DC母线条上，并且/或者由其它机械固定器件固定。第一支架结构可备选地与DC母线条一体地形成。类似地，第二支架结构例如可焊接到AC母线条上，并且/或者由其它机械固定器件固定。第二支架结构可备选地与AC母线条一体地形成。
[0020]根据本实用新型的实施例，转换器组件进一步包括夹紧装置，其中，半导体装置通过夹紧装置安装到DC母线条上。以示例的方式，夹紧装置可包括用于使半导体装置的至少一部分绝缘的至少一个绝缘元件，以及/或者用于将半导体装置固定在DC母线条上的至少一个固定元件。夹紧装置还可包括至少一个保护器件，诸如例如防爆环，保护器件可由刚性材料制造而成，并且可至少部分地包围半导体装置。保护器件可用作安全装置，以防止在半导体装置短路的期间潜在地产生的等离子散布在转换器组件内部。保护器件可进一步提高半导体装置的容纳强度，防止半导体装置爆炸，并且因此防止转换器组件有机械损伤。夹紧装置可进一步包括至少一个弹簧元件，弹簧元件可预加载到所需的和/或期望的夹紧力，利用该夹紧力，半导体装置可夹紧到DC母线条上。夹紧装置可为单夹紧装置或双夹紧装置。
[0021]根据本实用新型的实施例，夹紧装置包括用于冷却半导体装置的冷却装置。半导体装置可布置成第一侧在DC母线条上，并且冷却装置可布置在半导体装置的与第一侧相对的第二侧上。因此，半导体装置可通过第一侧和第二侧两者冷却，并且半导体装置产生的热(例如由于开关和/或传导损耗的原因而产生)可通过DC母线条从第一侧消散，以及通过冷却装置从第二侧消散。冷却装置例如可包括散热装置、冷却体、散热器、风机或任何其它适当的冷却器件。另外，冷却装置可包括用于将冷却液体供应到冷却装置和/或冷却装置的冷却隔室的至少一个入口，以及用于从冷却装置和/或冷却隔