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CN110418496A - 用于控制功率半导体装置的电路配置和具有该配置的构置 - Google Patents

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CN110418496A
CN110418496A CN201910320069.5A CN201910320069A CN110418496A CN 110418496 A CN110418496 A CN 110418496A CN 201910320069 A CN201910320069 A CN 201910320069A CN 110418496 A CN110418496 A CN 110418496A
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R·比特纳
M·库贾斯
P·莫尔
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Abstract

本发明提出了一种用于控制功率半导体装置的电路配置，电路配置具有第一电路载体和平行于第一电路载体并与第一电路载体间隔开构置的第二电路载体，并且具有构置在第一和第二电路载体之间的中间空间中的塑料模制体，其中第一电路载体包括具有第一接触点的第一导体轨迹，第一接触点可以具体地实施为接触垫或接触插座，构置在第一电路载体的面向塑料模制体的主侧上，第二电路载体包括具有第二接触点的第二导体轨迹，第二接触点设置在第二电路载体的面向塑料模制体的主侧上，其中塑料模制体具有第一保持器，第一保持器用于具有第一和第二接触装置的第一部件，第一接触装置与第一接触点导电连接以及第二接触装置与第二接触点导电连接。

Description

用于控制功率半导体装置的电路配置和具有该配置的构置
技术领域
本发明描述了一种用于控制具有第一电路载体和第二电路载体的功率半导体装置的电路配置。本发明还描述了具有这种电路配置的构置。
背景技术
从一般的现有技术中已知，通过插头和插座连接器而以导电方式来连接两个电路载体，特别是两个彼此平行构置的印刷电路板。
发明内容
考虑到现有技术，本发明的目的是提供一种电路配置及具有所述电路配置的构置，其中可以在空间上构置不同的部件并且在电路技术方面采用特别有利的方式。
根据本发明，该目的通过具有以下特征的电路配置和具有以下特征的构置来实现。
在根据本发明的用于控制功率半导体装置的电路配置中，所述电路配置具有第一电路载体和平行于第一电路载体并与第一电路载体间隔开构置的第二电路载体，并且具有构置在第一和第二电路载体之间的中间空间中的塑料模制体，第一电路载体具有第一导体轨迹，该第一导体轨迹具有第一接触点，第一接触点可以具体地实施为接触垫或接触插座，其构置在第一电路载体的面向塑料模制体的主侧上，并且所述第二电路载体具有第二导体轨迹，所述第二导体轨迹具有第二接触点，所述第二接触点构置在所述第二电路载体的面向所述塑料模制体的主侧上，其中所述塑料模制体具有第一保持器，第一保持器用于具有第一和第二接触装置的第一部件，并且其中第一接触装置与第一接触点导电连接以及第二接触装置与第二接触点导电连接。该连接可以优选地通过插头连接器、压配合触头或弹簧触头来实现。
具有第一部件位于其中的第一保持器优选地通过电绝缘浇注化合物(castingcompound)来填充。通常在部件被完全覆盖时足够，换言之，保持器不需要被填满到其边沿。浇注化合物也可以设计成尽可能有效地消散在部件中产生的热量。
通常优选的是，第一部件具有至少另一个第一接触装置和另一个第二接触装置，第一电路载体具有至少另一个第一接触点，第二电路载体具有至少另一个第二接触点，并且另一个第一接触装置和另一个第二接触装置分别以电路兼容的方式与另一个第一接触点和另一个第二接触点导电连接。
这种第一部件可以优选地实施为电隔离的传输部件，特别是变压器或光耦合器。
具体地，如果具有附加接触装置的附加部件构置在塑料模制体的附加保持器中并且如果所述附加部件导电地连接到至少一个电路载体上的相关附加接触点，则是实用的且是优选的。这种附加部件的示例是印刷电路板或电流传感器，或由这两者构成的组件。
特别有利的是，塑料模制体的第一支撑表面搁置在第一电路载体上。同样有利的是，塑料模制体的第二支撑表面搁置在第二电路载体上。如果两个实施例同时实现，则导致由第一电路载体、第二电路载体和塑料模制体构成组件，这使得能够特别简单地进一步使用该组件。
在电路配置的特别优选的实施例中，塑料模制体被设计和设置成在第一和第二电路载体之间形成电绝缘，特别是符合EN 60664(当前版本)的要求。第一电路载体可以是初级侧，第二电路载体是用于功率半导体装置的驱动器的次级侧，其具有特别紧凑的设计，因为绝缘不是形成在一个电路载体上而是分布于两个电路载体。
根据本发明的构置设计有如上所述的电路配置和功率半导体装置，其中第二电路载体通过控制连接而导电地连接到功率半导体装置。以基本相同的方式设计负载连接可以是有利的，只要相关电路载体的载流容量大小足够。
特别有利的是，功率半导体装置被设计为功率半导体模块或功率半导体子模块。在这种情况下，功率半导体装置可以具有单独的壳体或子壳体。对此有利的替代是电路构置和功率半导体装置的共同壳体。
当然，如果没有明确地或固有地排除或者不与本发明的构思相矛盾，则以单数形式提及的每个特征或特征组，例如相应的接触点和接触装置，可以在根据本发明的电路构置或构置中存在不止一个。
不言而喻的是，本发明的各种实施例，无论它们是与电路配置结合使用还是与所述构置一起使用，都可以单独地或以任何组合的方式实施，以实现改进。具体地，在不脱离本发明范围的情况下，上述特征和下面提到的特征不仅可以指定的组合应用，而且可以其他组合或单独应用。
附图说明
本发明的进一步解释说明、有利的细节和特征从以下对图1至图5中示意性示出的本发明的示例性实施例的描述或其相关部分得出。
图1以横向剖视图示出根据本发明的电路配置的第一实施例的示意图。
图2以横向剖视图示出根据本发明的电路配置的第二实施例的示意图。
图3以分解视图和横向剖视图示出根据本发明的构置的示意图，所述构置具有电路配置和两个功率半导体模块。
图4和图5以三维立面视图和平面视图示出根据本发明的电路配置的塑料模制体的实施例。
具体实施方式
图1以分解视图和横向剖视图示出根据本发明的电路配置1的第一实施例的示意图。该图示出第一电路载体2，其在此被实施为工业标准印刷电路板，在其第一主侧200和第二主侧上具有导体轨迹22，220。该印刷电路板2具体设计和设置成用于承载作为功率电子驱动器电路一部分的电路的初级侧部件。
该图还示出了第二电路载体3，其在此也被实施为工业标准印刷电路板，在其第一主侧300和第二主侧具有导体轨迹。该印刷电路板3具体设计和设置成用于承载作为功率电子驱动器电路一部分的电路的次级侧部件。
两个印刷电路板2，3在此彼此平行构置并且间隔开，其中至少在两个印刷电路板2，3的部分之间形成中间空间5。换言之，至少部分印刷电路板在其主侧200，300沿法线方向而彼此齐平地构置。
在中间空间5中并且还可能与中间空间5重叠地构置塑料模制体4，其具有多个凹槽，每个凹槽的开口分别面对印刷电路板2，3中的一个。这些凹槽形成容纳部42，其设计成允许部件6、特别是电气或电子部件构置在其中。
在此的一个容纳部42中，构置有发射器60，因此在技术上是变压器。该发射器60设计成以电隔离的方式将电信号从第一印刷电路板2传输到第二印刷电路板，并且如果适用的话，将电信号从第二印刷电路板传输回第一印刷电路板。术语“信号”在此应理解为特别是指控制或测量信号。但是，这种信号也可以是能量信号，通过该能量信号，功率从第一印刷电路板传递到第二印刷电路板，以便为其供应能量。所有这些类型的信号常用于功率电子驱动电路中的领域中。
在此设计成没有单独壳体的变压器60的容纳部42几乎完全由电绝缘的浇注化合物44填充。该浇注化合物44一方面用于变压器60的内部电绝缘，还用于将变压器60固定在容纳部42中。
在此变压器60具有两个第一接触装置64，640，第一接触装置64，640在此不受一般限制地设计为弹簧触头。这些第一接触装置64，640产生与第一印刷电路板2的相关第一接触点24，240的导电连接。为此目的，第一印刷电路板2的两个导体22，220(在此面对塑料模制体4的主侧200)具有第一接触点24，240(在此设计为接触表面)。
在此变压器60具有两个第二接触装置68，680，第二接触装置68，680在此不受一般限制地设计为插头-插座连接器的一部分，在此为插头。这些第二接触装置68，680产生与第二印刷电路板3的相关第二接触点34，340的导电连接。为此目的，第一印刷电路板3的两个导体32，320(在此面对塑料模制体4的主侧300)具有第二接触点34，340(在此设计为插座)。
在另一个容纳部42中构置另一个部件62，在这种情况下是电容器。该电容器62具有附加的接触装置660，附加的接触装置660与第二印刷电路板3的其他导体轨迹上的插座360在此形成插头-插座连接。
图2以分解视图和横向剖视图示出根据本发明的电路配置1的第二实施例的示意图，其中该实施例基本上类似于第一实施例。区别如下所述。
除了第一实施例之外，该第二实施例的模制塑料体4具有第一支撑表面402和第二支撑表面404，它们设计成搁置在相应印刷电路板2，3的相关主侧200，300上，由此两个印刷电路板2，3和塑料模制体4形成结构单元，该结构单元例如可以整体安装在功率电子构置中。
此外，第一接触装置64，640在此设计为工业标准的压配合触头。该第二实施例的第一印刷电路板2具有作为第一接触点24，240的工业标准凹槽，用于接收这些压配合触点。
另外，纯粹通过示例的方式，在第一印刷电路板2的第一主侧200上示出电子部件280。在印刷电路板2和塑料成型体4的组装状态下，该部件位于其中一个容纳部中。
纯粹通过示例的方式，第二印刷电路板3在其第二主侧上还具有电子部件380，并且在其他方面与第一实施例相同。
图3以分解视图和横向剖视图示出根据本发明的构置100的示意图，其具有电路配置1和两个功率半导体模块7。在此塑料模制体4在两个容纳部42中具有相同的变压器60，其基本上如图2所示设计和构置。
第一印刷电路板2具有用于两个变压器的压配合触头的相应的第一接触装置24，240。
该图还示出了两个第二电路载体3，在此分别实施为工业标准印刷电路板，在第一主侧和第二主侧上具有导体轨迹32，320。这些第二印刷电路板3具体设计和设置成用于承载作为用于根据本发明的构置100的功率电子驱动电路一部分的电路的次级侧部件。
通过接触弹簧70，功率半导体模块7在每种情况下导电地连接到第二印刷电路板3，或者更确切地导电地连接到第二主侧的导体轨迹36。这些连接至少实施为辅助端子连接，特别是用于传输控制信号。将传感器信号(例如温度传感器的信号)从功率半导体模块7传输到印刷电路板3也是标准做法。在一些应用中并且利用适当的功率半导体模块7，也可以在相应的第二电路板3和相关的功率半导体模块7之间实现负载连接。
另外，纯粹通过示例的方式，在第一印刷电路板2的第二主侧上示出电子部件282。
图4和图5以三维立面视图和平面视图示出根据本发明的电路配置的塑料模制体4的实施例。这些塑料模制体4用于功率电子构置中，用于将驱动电路的初级侧电路部分连接到三桥电路的三个次级侧电路部分。
为此目的，塑料模制体4具有三个变压器60，在此设计成用于传递能量，分别构置在相关的容纳部42中。为了清楚，从图中省略了浇注化合物。另外，示出用于传输控制信号的其他部件以及三个电流测量装置66，每个电流测量装置66具有电流传感器和用于评估相应电流传感器的信号的第三印刷电路板。
还示出了第二接触装置68，680以及用于第二印刷电路板3的第二支撑表面404，第二印刷电路板3在此承载所有三相的所有次级侧电路部分。另外，示出了安装装置406，安装装置406与螺钉(未示出)一起用于形成塑料模制体4和印刷电路板(未示出)之外的结构单元。

Claims (11)

1.一种用于控制功率半导体装置(7)的电路构置(1)，所述电路构置(1)具有第一电路载体(2)并具有平行于第一电路载体并与第一电路载体间隔开构置的第二电路载体(3)，并且具有构置在第一电路载体(2)和第二电路载体(3)之间的中间空间(5)中的塑料模制体(4)，其特征在于，第一电路载体(1)具有第一导体轨迹(22)，该第一导体轨迹(22)具有第一接触点(24)，第一接触点(24)构置在第一电路载体(2)的面向塑料模制体(4)的主侧(200)上，其中所述第二电路载体(3)具有第二导体轨迹(32)，所述第二导体轨迹(32)具有第二接触点(34)，所述第二接触点(34)构置在所述第二电路载体(3)的面向所述塑料模制体(4)的主侧(300)上，其中所述塑料模制体(4)具有第一保持器(42)，第一保持器(42)用于具有第一接触装置(64)和第二接触装置(68)的第一部件(6)，其中第一接触装置(64)与第一接触点(24)导电连接以及第二接触装置(68)与第二接触点(34)导电连接。
2.根据权利要求1所述的电路构置，其特征在于：
具有位于其中的第一部件(6)的第一保持器(42)通过电绝缘浇注化合物(44)来填充。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的电路构置，其特征在于：
第一部件(6)具有至少另一个第一接触装置(640)和另一个第二接触装置(680)，第一电路载体(2)具有至少另一个第一接触点(240)，第二电路载体(3)具有至少另一个第二接触点(340)，并且另一个第一接触装置(640)和另一个第二接触装置(680)分别以电路兼容的方式与另一个第一接触点(240)和另一个第二接触点(340)导电连接。
4.根据权利要求3所述的电路构置，其特征在于：
第一部件(6)设计为电隔离的传输部件。
5.根据权利要求3所述的电路构置，其特征在于：
第一部件(6)设计为变压器(60)或光耦合器。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的电路构置，其特征在于：
其中具有附加接触装置(660)的附加部件(62，66)构置在塑料模制体(4)的附加保持器中，并且所述附加部件导电地连接到至少一个电路载体(3)上的相关附加接触点(360)。
7.根据权利要求1-2中任一项所述的电路构置，其特征在于：
塑料模制体(4)的第一支撑表面(402)搁置在第一电路载体(2)上。
8.根据权利要求1-2中任一项所述的电路构置，其特征在于：
塑料模制体(4)的第二支撑表面(404)搁置在第二电路载体(3)上。
9.根据权利要求1-2中任一项所述的电路构置，其特征在于：
塑料模制体(4)被设计和设置成在第一电路载体(2)和第二电路载体(3)之间形成电绝缘。
10.一种构置(100)，其具有根据权利要求1-9中任一项所述的电路构置(1)，并具有功率半导体装置(7)，其特征在于第二电路载体(3)通过控制连接(70)而导电地连接到功率半导体装置(7)。
11.根据权利要求10所述的构置，其特征在于：
功率半导体装置(7)为功率半导体模块或功率半导体子模块。
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