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DE69901695T2 - Kühlelement für eine elektronische leistungsvorrichtung und eine elektronische leistungsvorrichtung mit einem solchen element - Google Patents

Kühlelement für eine elektronische leistungsvorrichtung und eine elektronische leistungsvorrichtung mit einem solchen element

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Publication number
DE69901695T2
DE69901695T2 DE69901695T DE69901695T DE69901695T2 DE 69901695 T2 DE69901695 T2 DE 69901695T2 DE 69901695 T DE69901695 T DE 69901695T DE 69901695 T DE69901695 T DE 69901695T DE 69901695 T2 DE69901695 T2 DE 69901695T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling element
power device
fluid
electronic power
electronic
Prior art date
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DE69901695T
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English (en)
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Jacques Cettour-Rose
Daniel Fellmann
Patrick Luscher
Bernard Regnier
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Alstom Transport SA
Original Assignee
Alstom Transport SA
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Publication date
Application filed by Alstom Transport SA filed Critical Alstom Transport SA
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Publication of DE69901695T2 publication Critical patent/DE69901695T2/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927Liquid coolant without phase change
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • HELECTRICITY
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  • Inverter Devices (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kühlelement für ein elektronisches Leistungsbauteil, cf. beispielsweise FR-A-2 715 773.
  • Üblicherweise sind solche Kühlelemente aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder aus Kupfer hergestellt und weisen ein Wärmetransportfluid-Zirkulationsvolumen auf, dessen Extremitäten jeweils den Zu- und Ablauf für dieses Fluid darstellen. Die Wände, die dieses Zirkulationsvolumen festlegen, können mit Kühllamellen mit einer Luftzirkulation durch natürliche oder erzwungene Konvektion ausgestattet sein. Dieses Zirkulationsvolumen kann auch mit Wasser oder jeder anderen Kühlflüssigkeit gespeist werden.
  • An diesem metallischen Kühlelement sind elektronische Leistungsmodule, beispielsweise durch Verschraubung, befestigt. Weitere Einheiten, die das ordnungsgemäße Funktionieren der elektronischen Leistungskomponente gestatten, wie beispielsweise Zünder, Kondensatoren oder eine oder mehrere Phasenstangen im Falle einer Undulatorphase, werden ebenfalls beschrieben.
  • Die oben beschriebenen Kühlelemente weisen allerdings eine bestimmte Anzahl von Nachteilen auf. Es ist in der Tat notwendig, die meißten der konstitutionellen Einheiten des elektronischen Leistungsbauteils untereinander elektrisch so zu isolieren, daß komplexe mechanische Montagen durchgeführt werden müssen. Im Falle einer Undulatorphase werden die Isolierelemente beispielsweise zur Befestigung von Kondensatoren, Zündern und der oder den Phasenstangen verwendet. Ferner müssen die Bauteile, die ein bestimmtes Potential bewirken, von dem metallischen Kühlelement beabstandet angeordnet werden.
  • Die Anwendung dieser mechanischen Montagen führt demnach zu einer beträchtlichen Komplexität der Gesamtheit der elektronischen Leistungsbauteile, was zu einer Steigerung der Kosten hiervon und zu einem vergrößerten Gesamtvolumen beiträgt. Ferner ist auch die Masse solcher Leistungsbauteile relativ hoch.
  • Die Erfindung betrifft demnach die Herstellung eines Kühlelements, durch das sich die oben genannten Nachteile der bisherigen Technik vermindern lassen. Somit ist ihr Gegenstand ein Kühlelement für eine elektronische Vorrichtung, insbesondere für einen Phasenundulator, wobei dieses Element Zu- und Abführeinrichtungen für ein Wärmetransportfluid und ein Zirkulationsinnenvolumen des Fluides aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Element aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist und mindestens eine Öffnung aufweist, die die Verbindung zwischen dem Innenvolumen und dem Äußeren des Elements herstellt, wobei ein äußerer Umfang der mindestens einen Öffnung unter Zwischenlagerung von Dichtungsmitteln eine Aufnahmefassung für mindestens eine Befestigungsfläche der elektronischen Leistungsvorrichtung zum Kühlen bildet.
  • Nach weiteren Merkmalen der Erfindung:
  • - ist das Kühlelement aus einem formbaren Material hergestellt;
  • - weist das Kühlelement zwei identische, miteinander zusammengefügte Halbkörper auf;
  • - weist das Kühlelement eine Anzahl von Öffnungen auf, die der Anzahl der auf diesem Element aufgesetzten Befestigungsflächen entspricht:
  • - weist der Zwischenraum, der zwei benachbarte, in Fließrichtung des Fluides angeordnete Öffnungen trennt, mindestens zwei Kanäle auf, die entlang dieser Richtung verlaufen, wobei diese Kanäle durch mindestens eine Rippe, womit das Kühlelement ausgestattet ist, getrennt sind: und
  • - ist die Längsachse dieser Rippe bezüglich der Fließrichtung des Fluides geneigt.
  • Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine elektronische Leistungsvorrichtung, insbesondere eine Undulatorphase, die ein Kühlelement, mehrere auf diesem Kühlelement befestigte Leistungsmodule und Komplementärfunktionen dieser Vorrichtung, insbesondere Zünder, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement so ist, wie vorstehend beschrieben.
  • Nach weiteren Merkmalen der Erfindung:
  • - ist jede auf dem äußeren Umfang der mindestens einen Öffnung vorhandene Befestigungsfläche mit einem der Leistungsmodule aus einem Stück hergestellt:
  • - weist diese Befestigungsfläche Lamellen auf, die in Fließrichtung des Fluides verlaufen;
  • - sitzt bei Modulen, die paarweise in Höhe entsprechender, symmetrisch zur Mittelebene des Kühlelements angeordneter Öffnungen befestigt sind, ein Einsatz zwischen den benachbarten Enden jedes Paares sich gegenüberliegender Module fest, oder das Ende eines ersten Moduls verläuft in Richtung eines zweiten. ihm gegenüberliegenden Moduls bis zum Ende von Letzterem oder darüber hinaus:
  • - sind die Leistungsmodule an ihrer dem Zirkulationsinnenvolumen des Fluides gegenüberliegenden Fläche über ein Flanschsorgan an dem Kühlelement befestigt;
  • - ist das Flanschorgan elektrisch leitend und zwei benachbarte, in Fließrichtung des Fluides angebrachte Leistungsmodule teilen es sich;
  • - ist das Flanschorgan bei einem Kühlelement, das zwei miteinander zusammengefügte Halbkörper aufweist, an diesem Kühlelement über Befestigungsmittel befestigt, die ferner die gegenseitige Verbindung dieser beiden Halbkörper sicherstellen;
  • - weist die Befestigungsfläche mindestens eine Platte auf, die in Höhe der mindestens einen Öffnung, mit der das Kühlelement ausgestattet ist, angesetzt ist.
  • Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die bei die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die ausschließlich als nicht einschränkende Beispiele angegeben sind. Es zeigen:
  • - Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von zwei Halbkörpern, mit denen sich ein erfindungsgemäßes Kühlelement herstellen läßt, vor dem Zusammenfügen dieser beiden Halbkörper;
  • - die Fig. 2 und 3 Schnittansichten entlang der Linien II-II und III-III von Fig. 1 nach dem Zusammenfügen des Kühlelements;
  • - Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Undulatorphase, die aus dem Kühlelement von Fig. 1 nach dem Zusammenfügen hergestellt ist:
  • - Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V von Fig. 4:
  • - Fig. 6 eine Teilansicht im Schnitt im größeren Maßstab entsprechend Fig. 5, die eine Ausführungsvariante der Lamellen eines Leistungsmoduls erläutert, mit dem die in Fig. 4 dargestellte Undulatorphase ausgestattet ist; und
  • - Fig. 7 eine schematische Teilansicht von unten, die die Montage zweier aufeinanderfolgender Leistungsmodule, mit denen die Undulatorphase von Fig. 4 ausgestattet ist, erläutert.
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 ist das erfindungsgemäße, in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 2 bezeichnete Kühlelement aus zwei Halbkörpern 2A und 2B aufgebaut, die aus einem formbaren, elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus einem durch Spritzgruß formbaren Harz vom Typ Polyphenylenoxid (PPO), hergestellt sind. Diese Halbkörper sind im wesentlichen identisch.
  • Jeder Halbkörper 2A, 2B besitzt eine insgesamt längliche Grundform und weist einen Grundplatte 4 auf, die auf dem größten Teil ihrer Oberfläche so ausgehöhlt ist, daß eine periphere Einfassung 6 festgelegt ist, die diesen Teil umgibt. Diese Einfassung 6 ist mit mehreren Löchern 8 zum Durchtritt von Schrauben 9 ausgestattet, die zum Zusammenfügen der beiden in Fig. 3 dargestellten Halblkörper vorgesehen sind. Ferner ist an dieser Einfassung 6 eine periphere Auskehlung 10 vorgesehen, die zur Aufnahme einer in den Fig. 2 und 3 sichtbaren Dichtung 11 bereitgestellt ist.
  • Die Vertiefungen, die in der jeweiligen Grundplatte der beiden gegenüberstehenden Halbkörper ausgearbeitet sind, gestatten am Kühlelement 2 nach dem Zusammenfügen die Festlegung eines Zirkulationsvolumens V eines Wärmetransport Fluides, wie es insbesondere in den Fig. 2 und 3 sichtbar ist.
  • Ausgehend von der peripheren Einfassung 6 verlaufen zwei Seitenwände 12: und 128. Die eine dieser Seitenwände, 12A, weist eine durchgehende Längsleiste 14 auf, in der aufeinanderfolgende Kerben 16 vorgesehen sind, die zum Durchtritt des Antriebs der Undulatorphase nach dem Zusammenfügen vorgesehen sind. Die andere Seitenwand 12B weist eine unterbrochene Leiste 18 auf, von der aus eine Vielzahl von Vorsprüngen 20 quer verlaufen, die zur Aufnahme von Versteifungen vorgesehen sind, im Hinblick auf die Verbindung von Leistungsmodulen, die die Undulatorphase, wenn sie zusammengefügt ist, ausstatten.
  • Die Seitenwände 12A, 12B von jedem Halbkörper sind untereinander über eine Fläche 22 gegenüber seiner Grundplatte 4 verbunden. Diese Fläche 22 weist eine Reihe von Bereichen 24 auf, die zwischen der Leiste 14 der Seitenwand 12A und der Leiste 18 der Seitenwand 12B entlang der Hauptachse von jedem Halbkörper 2A und 2B angeordnet sind. Zwei aufeinanderfolgende Bereiche sind über Zwischenwände 26 getrennt, auf deren Höhe die Löcher 8 zum Durchtritt von Schrauben herauskommen. Eine zur Aufnahme eines Leistungsmoduls vorgesehene Öffnung 28 ist jeweils im Zentrum eines Bereichs 24 vorgesehen. Die Gegenwart dieser Öffnungen 28 stellt die Verbindung zwischen dem Zirkulationsvolumen V und dem Ende des Kühlelements 2 her.
  • Die Fläche 22 gegenüber von Grundplatte 4 bildet jeweils am Längsende eines jeden Halbkörpers 2A, 2B einen Rücksprung 22A, derart, daß das Kühlelement 2 nach dem Zusammenfügen an jedem seiner Enden zwei Zulauf- und Ablaufräume für das Wärmefluid aufweist. Diese Räume stehen über die jeweiligen Öffnungen 29, die zur Herstellung der Verbindung mit den entsprechenden Zulauf- und Ablaufleitungen dieses Fluides vorgesehen sind, mit dem Äußeren in Verbindung. Die Metallstücke 29 springen ferner jeweils ausgehend von den Enden der Wand 22 vor und sind, wie im Folgenden erklärt, zur Befestigung einer Phasenstange vorgesehen.
  • Wie in Fig. 3 gezeigt, steht im Zwischenraum, der zwei aufeinanderfolgende Öffnungen trennt, das Zirkulationsvolumen V, das durch die sich gegenüberstehenden Zwischenwände und die Seitenwände 12 festgelegt ist, nicht mit den Äußeren des Kühlelements in Verbindung. Dieses Volumen V ist von zwei Kanälen 30 gebildet, die in Fließrichtung des Fluides verlaufen. Diese Kanäle sind durch die Rippen 32, die ausgehend von den Zwischenwänden 26 in Richtung der Grundplatte 4 vorspringen, voneinander getrennt. Diese Rippen 32 stehen nach der Montage des Kühlelements miteinander in Kontakt, was dem Kühlelement 2 eine zufriedenstellende mechanische Festigkeit verleiht.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, daß die Längsachse jeder Rippe in Fließrichtung des Fluides geneigt ist. Dadurch läßt sich nun ein bewegtes Fließen von Fluid zwischen zwei aufeinanderfolgenden Öffnungen 28 bewirken, was den Vorteil hat, daß Wasserströme von unterschiedlicher Temperatur gemischt werden. Dies ist insbesondere in dem Falle offensichtlich, in dem die Rippen 32 nicht miteinander in Kontakt stehen, was es ermöglicht, daß das Fluid von einem Kanal in den anderen übergeht. Das axiale Ende jedes Kanals schließt sich über eine Ebene 34, die entgegengesetzt zur Grundplatte 4 und in Richtung jeder Öffnung 28 geneigt ist, an den Bereich 24 an, wobei die geneigte Ebene in den Fig. 1 und 2 sichtbar ist.
  • In dem dargestellten Beispiel sind die beiden Halbkörper 2A, 2B über Schrauben und Dichtungen miteinander verschraubt. Es können weitere Befestigungsarten vorgesehen sein, wie Kleben, elastisches Einrasten oder Schweißen durch Ultraschall.
  • Fig. 4 stellt eine in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 36 bezeichnete Undulatorphase dar, die ausgehend von dem Kühlelement der Figuren f bis 3 nach dem Zusammenfügen gebildet wird. Diese Phase 36 weist die Leistungsmodule 38 auf die jeweils in Höhe jeder Öffnung 28, mit denen das Kühlelement 2 ausgestattet ist, eingesetzt sind. Letzteres trägt ferner Zünder 40, Kondensatoren 41 und eine Phasenstange 42.
  • Genauer und insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 5 weist jedes Leistungsmodul 38, das beispielsweise ein bipolarer Transistor mit isolierter Steuerelektrode ist, der IGBT genannt wird, eine beispielsweise aus Kupfer hergestellte Befestigungsfläche 38A auf. Letztere liegt mit dazwischenliegendem Dichtungselement 43 auf der Innenperipherie von einem der Bereiche 24 auf. Dichtungsmittel können auch durch inniges Formen-Zusammenwirken zwischen Modul und Öffne aufgebaut werden, die beispielsweise in dem Fall, in dem das Material des Kühlelements um das Modul herum ausgeformt ist, den aufnehmenden Teil darstellt.
  • Die Befestigungsfläche 38A ist an ihrem dem Modulkörper 38 gegenüberliegenden Ende mit Lamellen 44 versehen, die quer über jede Öffnung 28 in das Zirkulationsvolumen V hineinreichen. Es sind zwei identische Leistungsmodule vorgesehen, und sie liegen sich zu beiden Seiten einer Mittelebene (P) des Kühlelements gegenüber. Jeder Bereich 24 bildet somit Aufnahmevorrichtungen für die Befestigungsfläche 38A eines entsprechenden Leistungsmoduls 38.
  • Ein beispielsweise aus Schaum oder Silicon hergestellter Einsatz 46 sitzt zwischen den gegenüberliegenden Enden der Lamellen 44 eines jeden Leistungsmoduls 38 fest. Eine solche Anordnung gestattet das Abfließen von vorhandenen störenden Wassermengen, die die Lamellen 44 umströmen, derart, daß der Wärmeaustausch an diesen letzteren optimal ist. In der Tat ist das Wärmefluid im Hinblick auf seine Weiterbewegung zu den Zwischenvolumina V', die zwischen jedem Paar von benachbarten Lamellen eines gleichen Leistungsmoduls gebildet sind, eingeschränkt.
  • Wie in Fig. 6 gezeigt, kann es auch vorgesehen sein, daß die Lamellen 144 eines ersten Leistungsmoduls 138 über das Ende der Lamellen 144' des gegenüber angeordneten Moduls 138' hinaus gehen. Diese Anordnung garantiert ebenfalls einen maximalen Wärmeaustausch.
  • Die Befestigung der Leistungsmodule 38 auf dem Kühlelement 2 ist in Fig. 7 erläutert. Zwei aufeinanderfolgende, auf dem gleichen Halbkörper 2A aufsitzende Module 38 sind über einen einzigen Flansch 48 befestigt, der die Enden gegenüber dieser beiden Module bedeckt. Dieser Flansch 48, der aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist, ist selbst an Halbkörper 2A mit Schrauben 9, die auch die gegenseitige Verschraubung der beiden Halbkörper sicherstellen, befestigt. Diese Schrauben 9 durchdringen die Löcher 48A, die in Verlängerung der in jedem Halbkörper 2k 2B vorgesehenen Löcher 8 in dem Flansch gebohrt sind.
  • Wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 5 liegen sich die beiden Leistungsmodule 38 gegenüber und sind über die leitenden Organe 50 elektrisch verbunden, die mit Kerben 52 versehen sind, die an den Vorsprüngen 20 von jeder Leiste 18 anliegen. Der Betrieb der Leistungsmodule ist beispielsweise durch verdrillte Fäden, die sich auf den leitenden Organen 54 verbinden, sichergestellt.
  • Die Phasenstange 42 ist an Kühlelement 2 über die Metallstücke 29A, womit letzteres versehen ist, befestigt, wobei die Metallstücke in die entsprechenden Öffnungen der Phasenstange eindringen. Diese letztere ist über ein leitendes Element 56 mit einem oder mehreren Leistungsmodulen 38 elektrisch leitend verbunden.
  • Die Zünder 40 sind in Höhe der Leisten 18 eines jeden Halbkörpers 2A, 2B mit dem Kühlelement 2 verschraubt. Diese Fixierung ist durch die mit den Kühlelementen integralen Anschlagelemente 58 gewährleistet.
  • Die Erfindung gestattet die Durchführung der vorhergehend erwähnten Ziele. In der Tat nimmt das Kühlelement, das aus Isoliermaterial hergestellt und mit Öffnungen zur Aufnahme von Leistungsmodulen versehen ist, eine Dreifachfunktion von mechanischer Stütze, Kühlung und elektrischer Isolierung ein.
  • An dieses Kühlelement können demnach vor der gegenseitigen Isolierung Gesamtheiten angefügt werden, ohne auf die bisher bekannten komplexen mechanischen Montagen zurückzugreifen.
  • Das erfindungsgemäße Kühlelement ist demnach ein viel einfacheres Konzept und weist ein Volumen auf, das bezogen auf die bisherigen Kühlelemente wesentlich vermindert ist, wobei diese Verminderung schätzungsweise zwischen 30 und 50% liest Ferner läßt sich durch die Verwendung eines Isoliermaterials die Gesamtmasse des Kühlelements im Vergleich zur Verwendung eines metallischen leitenden Materials vermindern.
  • Unter Anwendung eines formbaren Materials läßt sich auf sehr einfache Weise die Gesamtheit von komplexen Formen herstellen, die zur Durchführung der Funktionen, die das erfindungsgemäße Kühlelement gewährleisten, notwendig sind, beispielsweise die Anschlagelemente 58. Ferner kann die Gesamtheit dieser Funktionen durch ein Einzelteil gewährleistet sein.
  • Die Tatsache, daß zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kühlelements zwei Halbkörper zusammengefügt werden, garantiert ein vereinfachtes Formen, insbesondere wenn diese Halbkörper identisch sind.
  • Der Einsatz von Leistungsmodulen, die direkt in Höhe der Öffnungen der Kühlelemente befestigt sind, gewährleistet einen direkten Kontakt zwischen diesen Leistungselementen und dem Wärmefluid, derart, daß es möglich ist, im Vergleich zu dem bisher verwendeten Volumen ein vermindertes Volumen an Silicium einzusetzen, was, bezogen auf jedes Leistungsmodul, einen wirtschaftlichen Gewinn von ungefähr 30% zur Folge hat.
  • Die Befestigung zweier benachbarter Leistungselemente über ein gemeinsames Flanschelement erlaubt die Verwendung einer Anzahl von Befestigungselementen, die bezogen auf die bisherige Technik wesentlich vermindert ist. Ferner lassen sich durch den Einsatz eines solchen gemeinsamen, aus leitendem Material hergestellten Flanschelements die beiden benachbarten Module auf das gleiche Potential setzen. Angesichts der Tatsache, daß auf eine verminderte Anzahl von Befestigungsorganen zurückgegriffen wird, ist es möglich, ohne eine allzu große Steigerung der Montagekosten eine viel höhere Anzahl von Leistungsmodulen als in der bisherigen Technik, anzubringen, derart, daß die so hergestellte Undulatorphase eine Modulationsfähigkeit und Kompaktheit aufweist, die besser sind als diejenigen der bisherigen Phasen. Die verminderte Anzahl von eingesetzten Befestigungsorganen ist insbesondere in dem Fall wesentlich, in dem es sich um ein aus zwei Halbkörpern hergestelltes Kühlelement handelt, wobei die gleichen Befestigungsorgane gleichzeitig die gegenseitige Verschraubung dieser beiden Halbkörper und die Befestigung von jedem Flanschorgan jeweils auf dem entsprechenden Halbkörper gewährleistet.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, daß die Leistungsmodule auf mindestens einer Platte befestigt sind, die an eine oder mehrere in dem Kühlelement vorgesehene Öffnungen angesetzt ist. Beispielsweise ist die Verwendung einer einzigen leitenden Platte möglich, auf die verschiedene Leistungsmodule aufgesetzt sind, die dadurch auf das gleiche Potential gesetzt sind, wodurch sich Standard-Leistungsmodule einsetzen lassen. Ferner können mehrere Isolierplatten eingesetzt werden, wobei auf jeder von ihnen ein entsprechendes Leistungsmodul befestigt ist, was die Isolierung dieser verschiedenen Module untereinander erlaubt.
  • Durch den Einsatz einer oder mehrerer dieser Platten lassen sich Stand-der-Technik- Befestigungsmittel unter Ausnutzung der Vorteile eines Kühlelements aus elektrisch isolierendem Material verwenden.

Claims (12)

1. Elektronische Leistungsvorrichtung, insbesondere Undulatorphase (36), enthaltend ein Kühlelement (2), mehrere, auf dem Kühlelement befestigte Leistungsmodule (38) und Komplementärfunktionen der Vorrichtung, insbesondere die Zünder (40), wobei das Kühlelement (2) aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist und Zuführ- und Abführeinrichtungen (29) für ein Wärmetransportfluid aufweist, ein Zirkulationsinnenvolumen (V) des Fluides und mindestens eine Öffnung (28), die die Verbindung zwischen dem Innenvolumen (V) und dem Äußeren des Elements herstellt, einen äußeren Umfang (24) einer jeden Öffnung (28), der eine Aufnahmefassung bildet, mit Zwischenlagerung von Dichtungsmitteln (43), eine Befestigungsfläche (38A) für jedes Leistungsmodul (38), dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsmodule (38) paarweise auf Höhe der entsprechenden Öffnungen (28) befestigt sind, die bezüglich der Mittelebene (P) des Kühlelements (2) symmetrisch angeordnet sind.
2. Elektronische Leistungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einsatz (46)
zwischen den benachbarten Extremitäten eines jeden Paares sich gegenüberliegender Module (38) fest sitzt.
3. Elektronische Leistungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extremität (144) eines ersten Moduls (138) in Richtung eines zweiten, ihm gegenüberliegenden Moduls (138') bis zur Extremität (144') von letzterem oder darüber hinaus verläuft.
4. Elektronische Leistungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede auf dem äußeren Umfang (24) von jeder Öffnung (28) untergebrachte Befestigungsfläche (38A) aus einem Stück mit einem der Leistungsmodule (38) hergestellt ist.
5. Elektronische Leistungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsfläche (38A) Rippen (44) aufweist, die in Fließrichtung des Fluides verlaufen.
6. Elektronische Leistungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsmodule (38) an ihrer dem Zirkulationsinnenvolumen (V) des Fluides gegenüberliegenden Fläche über ein Flanschorgan (48) an dem Kühlelement befestigt sind.
7. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschorgan (48) elektrisch leitend und zwei benachbarten, in Fließrichtung des Fluides angeordneten Leistungsmodulen (38) gemeinsam ist.
8. Elektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement (2) zwei gegenseitig zusammengefügte Halbkörper (2A, 2B) aufweist und das Flanschorgan (48) an dem Kühlelement (2) über Befestigungsmittel (9), die auch die gegenseitige Verbindung der beiden Halbkörper (2A, 2B) sicherstellen, befestigt ist.
9. Elektronische Leistungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement (2) aus einem formbaren Material hergestellt ist.
10. Elektronische Leistungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement (2) zwei identische, miteinander zusammengefügte Halbkörper (2A, 2B) aufweist.
11. Elektronische Leistungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum, der zwei benachbarte, in Fließrichtung des Fluides angeordnete Öffnungen (28) trennt, mindestens zwei Kanäle (30) aufweist,
die in Fließrichtung des Fluides verlaufen, wobei die Kanäle (30) durch mindestens eine Rippe (32), womit das Kühlelement (2) ausgestattet ist, getrennt sind.
12. Elektronische Leistungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Rippe (32) bezüglich der Fließrichtung des Fluides geneigt ist.
DE69901695T 1998-02-23 1999-02-22 Kühlelement für eine elektronische leistungsvorrichtung und eine elektronische leistungsvorrichtung mit einem solchen element Expired - Lifetime DE69901695T2 (de)

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