电流轨组件和用于制造电流轨组件的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380061048.7

申请日:

2013.11.20

公开号:

CN104813554A

公开日:

2015.07.29

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):H02G 5/02申请日:20131120|||公开

IPC分类号:

H02G5/02; H02M7/00

主分类号:

H02G5/02

申请人:

庞巴迪运输有限公司

发明人:

A·劳丹; S·莱格; R·福泽; G·恩岑斯贝格尔

地址:

德国柏林

优先权:

102012221381.3 2012.11.22 DE

专利代理机构:

永新专利商标代理有限公司72002

代理人:

侯鸣慧

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内容摘要

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,电流轨组件尤其是用于连接功率电子半导体结构元件,其中,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所述第二导体结构没有直接电连接,其中,所述第一导体结构包括第一子导体结构和第二子导体结构,其中,所述第一子导体结构和所述第二子导体结构是电连接的,其中,所述第一子导体结构和所述第二子导体结构以如下方式构成并相对于所述第二导体结构布置,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。

权利要求书

1.  电流轨组件,其中,所述电流轨组件(1)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所述第二导体结构没有直接电连接,其中,所述第一导体结构包括第一子导体结构和第二子导体结构,其中,所述第一子导体结构和所述第二子导体结构是电连接的,其中,所述第一子导体结构和所述第二子导体结构以如下方式构成并相对于所述第二导体结构布置,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,其中,所述第一子导体结构构造为第一电路板(2),其中,所述第二子导体结构构造为第二电路板(3),其中,所述第二导体结构构造为第三电路板(5),其中,所述第一电路板、所述第二电路板和所述第三电路板(2、3、5)平行且以一预先确定的间距相对彼此地布置,其中,所述第三电路板(5)布置在所述第一电路板与所述第二电路板(2、3)之间,其特征在于,所述第一电路板(2)和所述第二电路板(3)机械式彼此连接,其中,所述第一电路板(2)和所述第二电路板(3)通过至少一个连接器件连接,其中,所述连接器件延伸穿过所述第三电路板(5)的开口(18)。

2.
  按照权利要求1所述的电流轨组件,其特征在于,所述第一子导体结构和所述第二子导体结构以如下方式构成并相对于所述第二导体结构布置,即,所述第一电动力至少部分地平衡所述第二电动力,如果所述第一导体结构和所述第二导体结构是短路的和/或通过所述第一导体结构和所述第二导体结构的电流流动具有一预先确定的频率。

3.
  按照权利要求1或2所述的电流轨组件,其特征在于,在所述第一电路板(2)与所述第三电路板(5)之间布置第一间距保持件(14)和/或在所述第二电路板(3)与所述第三电路板(5)之间布置第二间距保持件(15)。

4.
  按照权利要求1至3之一所述的电流轨组件,其特征在于,所述第 一电路板和所述第二电路板(2、3)通过一连接板(4)连接,其中,所述连接板(4)以如下方式布置,即,由所述第一电路板和所述第二电路板(2、3)以及所述连接板(4)构成的组件具有U形断面。

5.
  按照前述权利要求之一所述的电流轨组件,其特征在于,所述连接器件布置在一间距保持件组件(16)的一连接通道(17)中,其中,所述间距保持件组件(16)包括或构成所述第一间距保持件(14)和所述第二间距保持件(15)。

6.
  按照权利要求1至5之一所述的电流轨组件,其特征在于,所述第二电路板(3)的高度与所述第一电路板(2)的高度不同。

7.
  用于制造电流轨组件的方法,所述方法包括下列方法步骤:
-提供第一子导体结构和第二子导体结构,其中,所述第一子导体结构构造为第一电路板(2),其中,所述第二子导体结构构造为第二电路板(3);
-将所述第一子导体结构与所述第二子导体结构电连接;
-提供第二导体结构,其中,所述第二导体结构构造为第三电路板(5);
-相对彼此以如下方式布置由所述第一子导体结构和所述第二子导体结构构成的第一导体结构和所述第二导体结构,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;
-平行且以一预先确定的间距相对彼此布置所述第一电路板、所述第二电路板和所述第三电路板(2、3、5);
-所述第三电路板(5)布置在所述第一电路板和所述第二电路板(2、3)之间;
-使所述第一电路板(2)和所述第二电路板(3)彼此机械式连接,其中,所述第一电路板(2)和所述第二电路板(3)通过至少一个连接器件连接,其中,所述连接器件延伸穿过所述第三电路板(5)的开口(18)。

说明书

电流轨组件和用于制造电流轨组件的方法
技术领域
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
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。
因此,EP 0 677 916 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。
WO 01/93392 A1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。
EP 0 988 019 A1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。
US 2004/0062004 A1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
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。
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。
提出一种电流轨组件。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
在此情况下,第一接头和第二接头以如下方式构造,即,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。
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。
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。
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。
“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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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,即,保证根据本发 明的平衡。
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。
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,起作用的电动力几乎与频率无关。
根据本发明,第一电路板与第二电路板机械式彼此连接。在此情况下,机械式连接可以以如下方式设计,即,通过所述机械式连接可以接收预先确定的力。在此情况下,所述机械式连接可以附加地构成第一和第二电路板之间的前面阐释的电连接的至少一部分。
可行的是,电动力以如下方式作用到电路板上,即,第一电路板从第三电路板推开且第二电路板从第三电路板分别推开。如果第一和第二电路板彼此机械式连接,那么通过该机械式连接接收作用到第一和第二电路板上的力,从而使得避免了第一和第二电路板的不希望的变形或运动或完全破坏。
此外,将第一电路板和第二电路板通过一连接器件机械式连接,其中,该连接器件延伸穿过第三电路板的开口。例如,第一电路板与第二电路板可以彼此拧接。拧接在此情况下用于机械式连接。如果所述连接器件例如螺钉由能导电材料构成,那么可以同时为所述机械式连接建立第一和第二电路板之间的、借助于用于拧接的器件的电连接。但是也可以想象:将具有预先确定的低导引能力的机械式连接器件例如螺钉和具有预先确定的高导引能力的电连接器件例如管形导体进行组合,以便将第一电路板和第二电路板机械和电地连接,其中,不仅机械式连接器件而且电连接器件可以延伸穿过第三电路板的一共同开口或多个不同开口。因此,机械式连接器件例如可以布置在电连接器件之内,例如前面提到的管形导体之内或反过来。在此情况下,电连接器件的能导电性高于机械式连接器件的能导电性。
如果第一电路板和第二电路板例如借助于一螺钉彼此拧接,那么该螺钉可以延伸穿过所述第三电路板的开口。
在此情况下,第三电路板因此在该第三电路板的一预先确定的区域中具有这样的开口,该开口的尺寸大于机械式和/或电的连接器件的直径。通 过该孔可以延伸所述机械式和/或电的连接器件。显然也可行的是:机械式和/或电的连接器件、尤其是机械式和/或电的连接器件的头侧端部延伸穿过第一电路板的开口并且机械式和/或电的连接器件的脚侧端部延伸穿过第二电路板的开口。机械式和/或电的连接器件可以在此情况下布置在第一和第二电路板的预先确定的子区域中。由此可以通过机械式和/或电的连接器件实现优化的力接收和/或预期的电流流动分配。
在此情况下以有利的方式,拧接能够实现第一和第二电路板之间的能尽可能负载的机械式连接并且由此能够实现所提出的电流轨组件的尤其在短路情况下的高稳定性。
显然可以将连接器件也构造为棒、例如构造为金属棒,其例如与第一和第二电路板钎焊连接或熔焊连接或以其它方式机械式连接。
总体上获得了这样的电流轨组件,其能够实现不同极的导体结构之间的力的减少。因此,可以具有第一极性或第一电位的第一导体结构被分成两个子导体结构,其中,第二导体结构在空间上布置在第一导体结构的两个子导体结构之间,该第二导体结构可以具有与第一极性不同的极性或具有与第一电位不同的电位。此外,在电方面仅第一导体结构的这些子导体结构彼此电流连接,但不是第一导体结构和第二导体结构彼此电流连接。
在另一实施方式中,所述第一子导体结构和所述第二子导体结构以如下方式构成并相对于所述第二导体结构布置,即,所述第一电动力至少部分地平衡所述第二电动力,如果所述第一导体结构和所述第二导体结构是短路的和/或通过所述第一导体结构和所述第二导体结构的电流流动具有一预先确定的频率。在短路状态下,第一和第二导体结构电连接、尤其是电流连接,例如通过附加的电连接。
尤其在短路情况下,基于高的电流强度,所谓的短路冲击力可以作用在电流轨上,这些短路冲击力可以导致破坏所述电流轨组件。在此情况下,这些短路电流可以根据应用情况的不同具有预先确定的频率,例如3kHz。
通过所提出的电流轨组件因此以特别有利的方式平衡了基于高电流强度产生的高电动力的影响。
在另一实施方式中,在第一电路板和第三电路板之间布置第一间距保持件和/或在第二电路板和第三电路板之间布置第二间距保持件。在此情况下,一个/多个所述间距保持件可以由电绝缘材料构成。可行的是:第一间 距保持件机械式地固定在第三电路板和/或第一电路板上。第二间距保持件也可以机械式固定在第三电路板和/或第二电路板上。由此,所述间距保持件可以建立第一和第三电路板之间和/或第二电路板和第三电路板之间的机械式连接。
尤其地,第一间距保持件和/或第二间距保持件以如下方式布置和构造,即,保证了第三电路板与第一电路板和/或第二电路板之间的预先确定的最小空气间隙和预先确定的最小电流耗散间隙。
通过所提出的间距保持件以有利的方式获得:维持了这些电路板之间的预先确定的间距和对于电动力的根据本发明的平衡所需的间距。在没有完全平衡电动力的情况下,所提出的间距保持件此外可以用于接收例如到第三电路板上的残留的合成力。
在另一实施方式中,第一和第二电路板通过一连接板连接,其中,所述连接板以如下方式布置,即,由第一和第二电路板以及连接板构成的组件具有在横截面中的U形断面。这也可以意味着:由第一和第二电路板以及连接板构成的组件在横截面中形成或构成U形断面。在此情况下,连接板可以由能导电材料构成,尤其由就像第一和第二电路板那样的相同材料构成。该连接板在该情况下以有利的方式不仅用于电连接而且用于机械式连接。由此可行的是:连接板沿前面提到的横向方向布置在第三电路板旁边,其中,沿前面阐释的竖直方向,所述第一电路板布置在第三电路板之上并且第二电路板布置在第三电路板之下。连接板在此情况下可以以有利的方式以如下方式布置和构造,即,获得电流流动在第一和第二电路板中的均匀分配,尤其是电流的相同比例的均匀流动。
在另一实施方式中,连接器件布置在间距保持件组件的连接通道中,借助于该连接器件将第一和第二电路板彼此机械式连接。间距保持件组件包括前面阐释的第一间距保持件和第二间距保持件或构成它们或具有它们。由此,间距保持件组件可以具有连接通道,该连接通道与第三电路板电绝缘。在此情况下,间距保持件组件的一部分也可以延伸穿过第三电路板的前面阐释的开口。“包括”可以意味着:间距保持件组件具有前面阐释的第一间距保持件和第二间距保持件。
由此以有利的方式获得电流轨组件的节省结构空间的实施方式,其同时能够实现第一和第二电路板的机械式连接,其中,所述连接器件相对于 第三电路板电绝缘。
在另一实施方式中,所述第二电路板的高度与所述第一电路板的高度不同。通过第一和第二电路板的所述高度可以以有利的方式通过第一导体结构改变前面所阐释的电流路径的阻抗。如果例如第一导体结构的第一接头和第二接头仅布置在第一电路板上,那么可以通过第一电路板与第二电路板相比的较小高度将电流流动较均匀地分配到第一和第二电路板上。这能够以有利的方式实现电动力的较完全的平衡。
此外提出用于制造电流轨组件的方法,所述方法包括下列方法步骤:
-提供第一子导体结构和第二子导体结构,它们构成第一导体结构,其中,所述第一子导体结构构造为第一电路板(2),其中,所述第二子导体结构构造为第二电路板(3);
-将第一和第二子导体结构电连接,从而使得第一和第二子导体结构处在相同的电位上;
-提供第二导体结构,其中,所述第二导体结构构造为第三电路板(5);
-相对彼此以如下方式布置由所述第一子导体结构和所述第二子导体结构构成的第一导体结构和所述第二导体结构,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;
-平行且以一预先确定的间距相对彼此布置所述第一电路板、所述第二电路板和所述第三电路板(2、3、5);
-所述第三电路板(5)布置在所述第一电路板和所述第二电路板(2、3)之间;
-所述第一电路板(2)和所述第二电路板(3)彼此机械式连接,其中,所述第一电路板(2)和所述第二电路板(3)通过至少一个连接器件连接,其中,所述连接器件延伸穿过所述第三电路板(5)的开口(18)。
所提出的方法能够以有利的方式实现前面阐释的电流轨组件的制造。
进一步描述了一种用于电接触至少一个电结构元件的方法,其中,前面描述的电流轨组件的第一导体结构的第一接头与电能源连接,其中,第一导体结构的第二接头与电结构元件的第一接头连接并且第二导体结构的第一接头与电结构元件的第二接头连接,其中,第二导体结构的第二接头与电能源的第二接头连接。由此以有利的方式获得电结构元件的简单、但 是尤其在起作用的电动力方面安全的电接触。
附图说明
本发明根据多个实施例详细阐释。其中:
图1a示出了第一实施方式的电流轨组件的立体视图;
图1b示出了穿过图1a中示出的电流轨组件的横截面;
图2a示出了第二实施方式的电流轨组件的立体视图;
图2b示出了穿过图2a中示出的电流轨组件的横截面;
图3a示出了第三实施方式的电流轨组件的立体视图;
图3b示出了穿过图3a中示出的电流轨组件的横截面;
图4a示出了第四实施方式的电流轨组件的立体视图;
图4b示出了穿过图4a中示出的电流轨组件的横截面;
图5a示出了第五实施方式的电流轨组件的立体视图;
图5b示出了穿过图5a中示出的电流轨组件的横截面;
图6示出了穿过第六实施方式的电流轨组件的横截面;
图7a示出了第七实施方式的电流轨组件的立体视图;
图7b示出了穿过图7a中示出的电流轨组件的横截面;
图8a示出了第八实施方式的电流轨组件的立体视图;
图8b示出了穿过图8a中示出的电流轨组件的横截面;
图9a示出了第九实施方式的电流轨组件的立体视图;
图9b示出了穿过图9a中示出的电流轨组件的横截面;
图10a示出了第十实施方式的电流轨组件的立体视图;
图10b示出了穿过图10a中示出的电流轨组件的横截面;
图11a示出了第十一实施方式的电流轨组件的立体视图;
图11b示出了穿过图11a中示出的电流轨组件的横截面;和
图12示出了穿过第十二实施方式的电流轨组件的横截面。
随后,相同的附图标记表示具有相同或类似技术特征的元件。
具体实施方式
图1a中示出了第一实施方式的电流轨组件的立体视图。所述电流轨组件1包括第一电路板2和第二电路板3。第一和第二电路板2、3机械式并 且电地借助于连接板4彼此连接。第三电路板5不与第一和第二电路板2、3电连接并且布置在第一和第二电路板2、3之间。在此情况下,第一、第二和第三电路板2、3、5平行布置。进一步地通过箭头6示出纵向方向。同样通过箭头7示出横向方向并通过箭头8示出竖直方向。第一电路板2在此情况下沿竖直方向8以一预先确定的间距布置得与第三电路板5间隔开。同样地,第三电路板5以一预先确定的间距沿竖直方向8布置得与第二电路板3间隔开。在此情况下第三电路板5在第一和第二电路板2、3之间居中布置。在此情况下示出:这些电路板2、3、5具有沿纵向方向6的相同长度、沿横向方向7的相同宽度和沿竖直方向8的相同高度,其中,第三电路板5沿横向方向7相对于第一和第二电路板2、3布置有一预先确定的错开,从而使得第三电路板5从布置在第一和第二电路板2、3之间的容积中出来地在如下的侧上伸出,该侧与连接板4的侧相对置。
进一步示出了电流轨组件1的通过第一电路板2、第二电路板3和连接板4构成的第一导体结构的第一接头9。在此情况下,第一接头9构造成Y形,其中,第一接头9的第一腿部借助于螺钉固定在第一电路板2上并且接头9的第二腿部借助于螺钉固定在第二电路板3上。借助于接头9因此同时电接触第一电路板2和第二电路板3。示出了电流I的方向,该电流通过第一接头9流入第一和第二电路板2、3中。进一步示出了第一导体结构的同样Y形构造得第二接头10,其中,第二接头10的第一腿部又借助于螺钉固定在第一电路板2上并且接头10的第二腿部又借助于螺钉固定在第二电路板3上。电流I在所示的例子中通过第二接头10从第一和第二电路板2、3流出。在此情况下,第一接头9布置在电路板2、3的沿纵向方向6的前端部上。在此情况下,第二接头10布置在电路板2、3的沿纵向方向6的后端部上。进一步示出了第三电路板5的板形或舌形的第一接头11,该第一接头借助于螺钉固定在第三电路板5上。进一步示出了第三电路板5的第二接头12,该第二接头同样借助于螺钉固定在第三电路板5上。在此情况下示出了:电流I通过第三电路板5的第一接头11流入该第三电路板并通过第三电路板5的第二接头12流出所述第三电路板。在此情况下,第一接头11布置在第三电路板5的沿纵向方向6的后端部上。在此情况下,第二接头12布置在第三电路板5的沿纵向方向6的前端部上。
在第一和第二电路板2、3的第二接头10与第三电路板5的第一接头 11之间可以连接整流器的一电结构元件、尤其是包括两个功率电子开关元件的半桥。在所示的例子中,电流通过由第一电路板和第二电路板2、3和连接板4构成的第一导体结构至少部分沿图1a中示出的纵向方向6流动。基于接头9、10、11、12的布置和第一导体结构与第三电路板5的电连接,通过第三电路板5的电流I至少部分逆着纵向方向6流动。如果假设:当电流I沿相反的方向流动通过这些电路板2、5时,推开第一电路板2和第三电路板5并且以相应的方式也推开第二电路板3和第三电路板5,那么沿竖直方向8作用到第三电路板5上的电动力在理想情况下是零。如果电流I因此对称地、即以相同的部分划分到第一和第二电路板2、3上,那么沿竖直方向8的、从第一电路板2施加到第三电路板5上的力的强度就像从第二电路板3施加到第三电路板5上的电动力那样大,但是沿相反的方向定向。
进一步示出了连接螺钉13,借助于这些连接螺钉将两个第一间距保持件14(见图1b)布置在第一电路板2和第三电路板5之间。
在图1b中以横截面示出了图1a中示出的电流轨组件,其中,横截平面垂直于图1中示出的纵向方向6定向。在此情况下,尤其示出了前面提到的第一间距保持件14和第二间距保持件15,第二间距保持件布置在第二电路板3和第三电路板5之间。进一步示出的是:由第一电路板2、第二电路板3和连接板4构成的组件在该横截平面中构成U形断面。
在图2a中立体地示出了第二实施方式的电流轨组件1。与电流轨组件1的在图1中示出的实施方式不同,该电流轨组件1具有由第一电路板2、第二电路板3和连接板4构成的第一导体结构的这样的第一接头9,该第一接头仅仅布置在第二电路板3的沿纵向方向6的前端部上并且通过螺钉与该第二电路板机械连接。这在电流I的非对称的入流中产生。同样地,第二接头10仅布置在第一导体结构的第一电路板2的沿纵向方向6的后端部上,其中,第二接头10借助于螺钉与该电路板2连接。在此情况下,电流I将通过第一接头9流入第二电路板3中,尤其是第二电路板3的沿纵向方向6的前区域中并然后通过连接板4向所述第二接头地流到第一电路板2的沿纵向方向6的后区域中。如果电流I通过第三电路板5的第一接头11流到该第三电路板中并通过第二接头12又流出该电路板5,那么在该示出的实施方式中的电流轨组件1的沿纵向方向6的前区域中从第二电路板3施加 一推开的电动力到第三电路板5上,该电动力在该区域中不与从第一电路板2施加到第三电路板5上的相同大小,这是因为在第一电路板2的沿纵向方向6的前区域中,电流流动的强度较小。相应地,在第一电路板2的沿纵向方向6的后部分中从第一电路板2施加一电动力到所述第三电路板5上,该电动力大于从第二电路板3在所述后区域中施加到第三电路板5上的电动力。但是在此情况下,在图2b中示出的间距保持件14、15以如下方式构造和布置,即,绕沿横向方向7的轴线的、由此产生的转矩被截住。
在图2b中示出了穿过图2a中示出的电流轨组件1的横截面。在此情况下尤其能够看到:第一间距保持件14布置在第一电路板2和第三电路板5之间。第二间距保持件15布置在第二电路板3和第三电路板5之间。
在此情况下要注意,在图1a和图2a中示出的电流轨组件1分别具有沿纵向方向6以一预先确定的间距间隔开的两个间距保持件14、15。
在图3a中示出了第三实施方式的电流轨组件1。与图1a中示出的电流轨组件1不同,在图3a中示出的电流轨组件1不具有连接板4。在此情况下,第一电路板和第二电路板2、3的电连接尤其通过第一和第二电路板2、3的Y形构造的接头9、10建立,这些接头能够实现不仅第一电路板2而且第二电路板3的同时电接触。
附加地可以就像尤其图6中细节示出的那样将第一电路板2与第二电路板3通过螺钉13连接。在此情况下,螺钉13可以穿过连接通道17(见图6)延伸,其中,连接通道17由间距保持件组件16构成,这些间距保持件组件分别包括第一间距保持件14和第二间距保持件15(见图3b)。
在图3a中示出了:第三电路板5的沿横向方向7的宽度大于第一和第二电路板2、3沿该横向方向7的宽度。
在图3b中示出了穿过图3中示出的电流轨组件1的横截面。在此情况下,尤其是示出了前面阐释的间距保持件组件16(见图6),所述间距保持件组件包括第一间距保持件14和第二间距保持件15。不仅第一间距保持件14而且第二间距保持件15具有一连接通道,螺钉13延伸穿过该连接通道。第三电路板5具有一开口18(见图6),其中,螺钉13延伸穿过该开口18。间距保持件组件16的一部分也延伸穿过所述开口18,其中,所述间距保持件组件16使螺钉13相对于第三电路板5电绝缘。由此,螺钉13除了第一和第二电路板2、3的机械连接之外也用于第一和第二电路板2、3的电连 接,该电连接附加地设置用于由接头9、10构成的电连接。
图4a中示出了第四实施方式的电流轨组件1的立体视图。与图2a中示出的电流轨组件1不同,在图4a中示出的电流轨组件1同样不包括连接板4。在其他方面,在图2a和图4a中示出的电流轨组件1相同地构造。因此参考相对于图2a的相应阐释。
如参考图3a阐释的那样,图4a中,第一电路板2和第二电路板3至少通过螺钉13不仅机械式连接而且电连接。螺钉13在此情况下延伸穿过分别由第一间距保持件14和第二间距保持件15构成的间距保持件组件16,这些间距保持件组件分别具有一连接通道17。附加于螺钉13可以设置另外的连接元件、例如筒管22(见图6),它们同样延伸穿过第三电路板5的开口并且接触第一电路板和第二电路板2、3。
在图4b中示出了穿过图4a中示出的电流轨组件1的横截面。在此情况下,尤其示出第一间距保持件14和第二间距保持件15以及电流I通过第一接头9的非对称入流,该第一接头仅布置在第二电路板3的沿纵向方向6的前端部上。也示出了电流I通过第二接头10的非对称流出,该第二接头仅布置在第一电路板2的沿纵向方向6的后端部上。
在图5a中示出了第五实施方式的电流轨组件1。在此情况下示出了,与图1a至4a中示出的实施方式不同地,第三电路板5偏心地布置在第一和第二电路板2、3之间。在此情况下,第三电路板5与第一电路板2相比布置得更靠近第二电路板3。此外示出:第一导体结构的第一接头9仅布置在第一电路板2的沿纵向方向6的前端部上并与该第一电路板接触。同样地,第一导体结构的第二接头10仅接触第一电路板2的沿纵向方向6的后端部上。第一和第二电路板2、3之间的电连接就像前面阐释的那样至少部分地通过螺钉13建立,这些螺钉分别在至少一个间距保持件组件16的连接通道17(见图6)中延伸,该至少一个间距保持件组件由第一间距保持件14和第二间距保持件15组成。
在图5b中尤其示出:第一电路板2沿竖直方向8具有比第二电路板3小的高度。由此,第一电路板2的阻抗与第二电路板3相比提高。在此情况下,第一电流路径通过第一接头9通过第一电路板2导向第一导体结构的第二接头10。第二电流路径从第一导体结构的第一接头9例如通过螺钉13和必要时另外的电连接元件通过第二电路板3导向第一导体结构的第二 接头10。尽管第一电路板2与第二电路板3相比较薄地构造,第二电流路径的阻抗大于第一电流路径的阻抗。由此得到:第三电路板5沿竖直方向8相对于第一电路板2布置得间隔开一间距,该间距大于第三电路板5和第二电路板3之间的沿竖直方向8的间距。由此以有利的方式获得:尽管第一和第二电流路径的阻抗不同和电流强度的由此产生的非对称分配仍平衡了作用到第三电路板5上的电动力。
在图1a至图5a中示出的螺钉在此情况下用于支撑作用到第一和第二电路板2、3上的电动力,所述电动力分别由第三电路板5施加到这些电路板2、3上。就像前面阐释的那样,在电流I沿相反方向流动的情况下不仅产生作用到第三电路板5上的推开力而且产生作用到第一或第二电路板2、3上的推开力。由此,第一电路板2从第三电路板5沿例如图5a中示出的竖直方向8推开,而第二电路板3从第三电路板5逆着图5a中示出的竖直方向8被推开。通过螺钉13可以以如下方式在第一电路板和第二电路板2、3之间传递这些推开力,即,这些推开力至少部分、但是优选完全被消除。由此以有利的方式获得了电流轨组件1的特别稳定的布置方案。在此情况下起因在于:即使在图1a和图2a中示出的实施方式中,螺钉14也可以用于第一和第二电路板2、3的机械和电连接,就像尤其参考图3a详细阐释的那样。
图6中示出了穿过第六实施方式的电流轨组件1的横截面。示出了第一电路板2、第二电路板3和第三电路板5,它们平行布置,其中,第三电路板5布置在第一和第二电路板2、3之间。此外示出间距保持件组件16,其具有一连接通道17。所述间距保持件组件16延伸穿过第三电路板5的开口18。在连接通道17中能够布置例如图5a中示出的螺钉13,第一电路板2和第二电路板3然后借助于所述螺钉以机械以及电的方式连接。在此情况下,间距保持件组件16例如构成了在图5b中示出的第一间距保持件14和第二间距保持件15。此外示出了绝缘体19,第二电路板3可以借助于这些绝缘体固定在一保持装置上。还示出了间距保持件组件16的开口20,间距保持件组件16可以借助于这些开口例如与第三电路板5拧接。还示出了第三电路板5中的孔21,例如第三电路板5可以通过该孔与第二接头12(例如见图5a)拧接。
此外示出了铜管22,该铜管布置在第二电路板3和第一电路板2之间 并且该铜管延伸穿过第三电路板5的未示出的开口并由此将第一电路板2与第二电路板3电连接。在此情况下,铜管22尤其用于第一和第二电路板2、3之间的低阻抗连接的建立。由此可以以有利的方式适配前面阐释的电流路径的阻抗。在铜管22的内部中有未示出的螺钉,该螺钉不仅用于第二电路板3和第一电路板2以及铜管22之间的良好导电接触的建立而且可以此外接收一部分电动力。
在图6中示出了,就像图5b中那样,第三电路板5偏心地布置在第一电路板和第二电路板2、3之间。
在图1a至6中示出的电流轨组件1的实施方式由此以有利的方式提供了两级的、低感应的电流轨系统,该电流轨系统以如下方式设计,即,在短路的情况下可以减少电动力,这些电动力驱使电路板2、3、5彼此分开。在此情况下可行的是通过电流轨组件1的结构设计使电阻的和电感的与频率相关的大小被适配到预期的大小上。
第一和第二电路板2、3可以通过导电连接元件就像例如参考图6阐释的那样电连接。在此情况下可以除了圆形管形状之外也使用矩形管形状或具有另外的形状要素的连接装置用于电连接。
第一和第二电路板2、3之间的机械连接元件的布置优选以如下方式被选出,即,这些连接元件尤其在短路情况下布置在最大出现的电动力的区域中。在此情况下,最高的电动力在接头9、10、11、12的和这些电连接元件的区域中,例如在铜管22的区域(见图6)中出现。
图7a示出了第七实施方式的电流轨组件1的立体视图。在此情况下,图7a中示出的电流轨组件1的结构基本上相应于图1a中示出的电流轨组件1。作为与图1a中示出的实施方式的不同获得:第一电路板2和第二电路板3的沿横向方向7下部的纵向棱边23构造得弯角。纵向棱边23在此情况下表示电路板2、3的这样的棱边,它们平行于纵向方向6延伸。可行的是,这些纵向棱边23沿着电路板2、3的整个长度或仅在第一和第二接头9、10之间的一个区域中构造得弯角。
在图7b中示出,这些纵向棱边23可以在横截面中在垂直于纵向方向6的平面中以一预先确定的角度,尤其是以90°角度弯角。“弯角”在此情况下意味着,第一电路板的纵向棱边23具有这样的区段,该区段以相对于第一电路板2的垂直于竖直方向8定向的平面的一个预先确定的角度延伸远 离该平面和第三电路板5。第二电路板3的纵向棱边23相应地具有这样的区段,该区段以相对于第二电路板3的垂直于竖直方向8定向的平面的一个预先确定的角度延伸远离该平面和第三电路板5。
就像模拟所示出的那样,弯角的实施方式以有利的方式获得了图7a和图7b中示出的电流轨组件1的高强化并由此获得了相对于起作用的电动力的高耐用性。
图8a示出了第八实施方式的电流轨组件1的立体视图。在此情况下,图8a中示出的电流轨组件1的结构基本上相应于图2a中示出的电流轨组件1。作为与图2a中示出的实施方式的不同又获得:就像图7a中示出的电流轨组件1那样,第一电路板2的和第二电路板3的沿横向方向7下部的纵向棱边23构造得弯角。纵向棱边23在此情况下表示电路板2、3的这样的棱边,它们平行于纵向方向6延伸。可行的是,这些纵向棱边23沿着电路板2、3的整个长度或仅在第一和第二接头9、10之间的一个区域中构造得弯角。
在图8b中示出,这些纵向棱边23可以在横截面中在垂直于纵向方向6的平面中以一预先确定的角度,尤其是以90°角度弯角。
就像也在图7a中示出的电流轨组件1那样,弯角的实施方式以有利的方式获得了图8a和图8b中示出的电流轨组件1的高强化并由此获得了相对于起作用的电动力的高耐用性。
图9a示出了第九实施方式的电流轨组件1的立体视图。在此情况下,图9a中示出的电流轨组件1的结构基本上相应于图3a中示出的电流轨组件1。但是,作为与图3a中示出的实施方式的不同获得:第一电路板2的和第二电路板3的沿横向方向7的下部和上部的纵向棱边23构造得弯角。纵向棱边23在此情况下表示电路板2、3的这样的棱边,它们平行于纵向方向6延伸。可行的是,这些纵向棱边23沿着电路板2、3的整个长度或仅在第一和第二接头9、10之间的一个区域中构造得弯角。尤其地,沿横向方向7上部的纵向棱边23可以沿着在电路板2、3的纵向方向6上的整个长度构造得弯角,其中,沿横向方向7下部的纵向棱边23仅在第一和第二接头9、10之间的一个区域中构造得弯角。
在图9b中示出,四个纵向棱边23可以在横截面中在垂直于纵向方向6的平面中以一预先确定的角度,尤其是以90°角度弯角。
就像也在图7a中示出的电流轨组件1那样,弯角的实施方式以有利的方式获得了图9a和图9b中示出的电流轨组件1的高强化并由此获得了相对于起作用的电动力的高耐用性。
图10a示出了第十实施方式的电流轨组件1的立体视图。在此情况下,图10a中示出的电流轨组件1的结构基本上相应于图4a中示出的电流轨组件1。但是,作为与图4a中示出的实施方式的不同获得:第一电路板2的和第二电路板3的沿横向方向7的下部的和上部的纵向棱边23构造得弯角。纵向棱边23在此情况下表示电路板2、3的这样的棱边,它们平行于纵向方向6延伸。可行的是,这些纵向棱边23沿着电路板2、3的整个长度或仅在第一和第二接头9、10之间的一个区域中构造得弯角。尤其地,沿横向方向7上部的纵向棱边23可以沿着在电路板2、3的纵向方向6上的整个长度构造得弯角,其中,沿横向方向7下部的纵向棱边23仅在第一和第二接头9、10之间的一个区域中构造得弯角。
在图10b中示出,四个纵向棱边23可以在横截面中在垂直于纵向方向6的平面中以一预先确定的角度,尤其是以90°角度弯角。
就像也在图7a中示出的电流轨组件1那样,弯角的实施方式以有利的方式获得了图10a和图10b中示出的电流轨组件1的高强化并由此获得了相对于起作用的电动力的高耐用性。
图11a示出了第十一实施方式的电流轨组件1的立体视图。在此情况下,图11a中示出的电流轨组件1的结构基本上相应于图5a中示出的电流轨组件1。但是,作为与图5a中示出的实施方式的不同获得:第一电路板2的和第二电路板3的沿横向方向7的下部的和上部的纵向棱边23构造得弯角。纵向棱边23在此情况下表示电路板2、3的这样的棱边,它们平行于纵向方向6延伸。可行的是,这些纵向棱边23沿着电路板2、3的整个长度或仅在第一和第二接头9、10之间的一个区域中构造得弯角。尤其地,沿横向方向7上部的纵向棱边23可以沿着在电路板2、3的纵向方向6上的整个长度构造得弯角,其中,沿横向方向7下部的纵向棱边23仅在第一和第二接头9、10之间的一个区域中构造得弯角。
在图11b中示出,四个纵向棱边23可以沿横向方向在垂直于纵向方向6的平面中以一预先确定的角度,尤其是以90°角度弯角。
就像也在图7a中示出的电流轨组件1那样,弯角的实施方式以有利的 方式获得了图11a和图11b中示出的电流轨组件1的高强化并由此获得了相对于起作用的电动力的高耐用性。
图12示出了穿过第十二实施方式的电流轨组件1的横截面。在此情况下,图12中示出的电流轨组件1的结构基本上相应于图6中示出的电流轨组件1。但是,作为与图6中示出的实施方式的不同获得:第一电路板2的和第二电路板3的沿横向方向7的下部的和上部的纵向棱边23构造得弯角。纵向棱边23在此情况下表示电路板2、3的这样的棱边,它们平行于纵向方向6延伸。可行的是,这些纵向棱边23沿着电路板2、3的整个长度或仅在第一和第二接头9、10之间的一个区域中构造得弯角。尤其地,沿横向方向7上部的纵向棱边23可以沿着在电路板2、3的纵向方向6上的整个长度构造得弯角,其中,沿横向方向7下部的纵向棱边23仅在第一和第二接头9、10之间的一个区域中构造得弯角。
在图12中示出,第一电路板2的沿横向方向7上部的纵向棱边23以90°角度弯角,其中,第一电路板2的沿横向方向7下部的纵向棱边23以小于90°、例如45°的角度弯角。第二电路板3的沿横向方向7下部的和上部的纵向棱边23以小于90°、例如20°的角度弯角。由此以有利的方式能够实现另外的构件例如绝缘体19的装配。
此外在图12中示出,构造为连接器件的螺钉13不仅布置在间距保持件组件16之内而且布置在构造为电连接器件的筒管22之内并由此延伸穿过第三电路板5的开口18。螺钉13与螺钉螺母24分别构成第一和第二电路板2、3之间的螺钉连接。

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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,电流轨组件尤其是用于连接功率电子半导体结构元件,其中,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所述第二导体结构没有直接电连接,其中,所述第一导体结构包括第一子导体结构和第二子导体结构,其中,所述第一子导体结构和所述第二子导体结构是电连接的,其中,所述第一子导体结构和所述第二子导体结构以如下方式构成并相对于所述第。

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