POLSKA
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej
(12)
OPIS OCHRONNY
WZORU UŻYTKOWEGO
(19)PL
(11)66868
(21) Numer zgłoszenia: 119621
(22) Data zgłoszenia: 29.12.2010
(13)
Y1
(51) Int.Cl.
H01L 23/00 (2006.01) H05K 7/00 (2006.01) H01R 13/00 (2006.01) H01R 24/00 (2011.01) H01R 25/00 (2006.01)
(54) Zespół blach przyłączeniowych do tranzystorów HV-IGBT
w przekształtniku energoelektronicznym wysokonapięciowym
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
02.07.2012 BUP 14/12
(45) O udzieleniu prawa ochronnego ogłoszono:
31.12.2013 WUP 12/13
(73) Uprawniony z prawa ochronnego:
MEDCOM SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Warszawa, PL
(72) Twórca(y) wzoru użytkowego:
MAREK NIEWIADOMSKI, Warszawa, PL SŁAWOMIR BUCHOWICZ, Warszawa, PL
PL 66868 Y1
Opis wzoru
Przedmiotem wzoru użytkowego jest zespół blach przyłączeniowych tranzystorów HV-IGBT w przekształtniku energoelektronicznym wysokonapięciowym. Tranzystory HV-IGBT są obecnie pod- stawowym elementem składowym falowników wysokiego napięcia. W typowym module HV-IGBT znajduje się tranzystor IGBT oraz zintegrowana z nim dioda. Napięcia pracy falowników osiągają rząd kilku kilowoltów a prądy wynoszą kilkaset amperów. Ze względu na wysoką szybkość przełączania tranzystorów i związane z tym wysokie wartości stromości zmian prądu di/dt, indukcyjności pasożytni- cze powodują przepięcia na elementach półprzewodnikowych. Ogranicza to zakres napięć maksymal- nych, przy których falownik może bezpiecznie pracować. Od parametrów połączeń między elementa- mi falownika zależy niezawodność oraz sprawność energetyczna falownika.
Istotą rozwiązania według wzoru użytkowego jest zespół blach przyłączeniowych do tranzysto- rów HV-IGBT w przekształtniku energoelektronicznym wysokonapięciowym charakteryzujący się tym, że składa się z trzech odpowiednio ukształtowanych blach, z których co najmniej środkowa blacha jest izolowana elektrycznie, przy czym blacha środkowa zapewnia połączenie pomiędzy tranzystorami, natomiast blachy zewnętrzne łączą tranzystory z zaciskami kondensatora blokującego.
Ponadto zespół według wzoru użytkowego charakteryzuje się tym, że blachy w pobliżu tranzy- storów stopniowo oddalają się do siebie, tak aby przestrzeń izolacyjna między nimi stanowiła odwró- coną literę V.
Ponadto zespół według wzoru użytkowego charakteryzuje się tym, że zaciski kondensatora sta- nowią jednocześnie zaciski przyłączeniowe gałęzi tranzystorowej przekształtnika energoelektronicz- nego.
Ponadto zespół według wzoru użytkowego charakteryzuje się tym że zaciski przyłączeniowe sterowania tranzystorów znajdują się na zewnątrz.
Zaletą nowego rozwiązania jest uzyskanie bardzo małych indukcyjności pasożytniczych połą- czeń, duże odstępy izolacyjne zapewniające odpowiednią wytrzymałość elektryczną, bardzo dobry dostęp montażowy do poszczególnych elementów. Dodatkowo zespół połączeń nie zasłania zacisków sterujących tranzystorów.
Przedmiot wzoru użytkowego uwidoczniony jest na rysunkach, na których:
Fig. 1 przedstawia układ połączenia tranzystorów IGBT w gałęzi tranzystorowej znany ze stanu techniki;
Fig. 2 przedstawia rozwiązanie według wzoru użytkowego;
Fig. 3 przedstawia korzystny przykład wykonania zespołu według wzoru użytkowego;
Fig. 4 przedstawia kolejny korzystny przykład wykonania zespołu według wzoru użytkowego.
Figura 1 przedstawia typową gałąź tranzystorową będącą częścią składową falownika napięcia.
Układ składa się z dwóch tranzystorów 1 i 6 oraz kondensatora blokującego 5. Do połączeń elemen- tów składowych stosuje się odpowiednio ukształtowane elementy wykonane z blachy, najczęściej miedzianej. Głównym problemem przy projektowaniu takich połączeń jest zapewnienie niskiej induk- cyjności połączeń silnoprądowych pomiędzy tranzystorami 1, 6 i kondensatorem blokującym 5 przy jednoczesnym zachowaniu odpowiednich odległości izolacyjnych.
Przedmiot wzoru użytkowego przedstawiony jest na figurach 2, 3, 4. Odpowiednio ukształtowa- ny układ blach łączy emiter tranzystora 1 za pośrednictwem blachy 3 z kolektorem tranzystora 6 oraz kolektor tranzystora 1 z dodatnim biegunem kondensatora blokującego 5 za pośrednictwem blachy 2, oraz emiter tranzystora 6 za pomocą blachy 4 z ujemnym biegunem kondensatora blokującego 5.
Blacha 3 jest pokryta materiałem izolacyjnym 7. Odległość między blachami połączeniowymi zmniej- sza się w miarę oddalania się od tranzystorów.
Blachy 2, 3, 4 w pobliżu tranzystorów 1, 6 stopniowo oddalają się do siebie, tak aby przestrzeń izolacyjna między nimi stanowiła odwróconą literę V.
Zaciski kondensatora 8, 9 stanowią jednocześnie zaciski przyłączeniowe gałęzi tranzystorowej przekształtnika energoelektronicznego.
Zaciski przyłączeniowe sterowania tranzystorów 10, 11, 10', 11’ znajdują się na zewnątrz.
Zastrzeżenia ochronne
1. Zespól blach przyłączeniowych do tranzystorów HV-IGBT w gałęzi tranzystorowej prze- kształtnika energoelektronicznego wysokonapięciowego, znamienny tym, że składa się z trzech od- powiednio ukształtowanych blach (2, 3, 4), z których co najmniej środkowa blacha (3) jest izolowana elektrycznie, przy czym blacha środkowa (3) zapewnia połączenie pomiędzy tranzystorami (1, 6), natomiast blachy zewnętrzne (2, 4) łączą tranzystory (1, 6) z zaciskami (8, 9) kondensatora blokujące- go (5).
2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że blachy (2, 3, 4) w pobliżu tranzystorów (1, 6) stopniowo oddalają się do siebie tak aby przestrzeń izolacyjna między nimi miała kształt odwróconej litery V.
3. Zespół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zaciski (8, 9) kondensatora (5) są jedno- cześnie zaciskami przyłączeniowymi gałęzi tranzystorowej przekształtnika energoelektronicznego.
4. Zespół według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że zaciski (10, 11, 10’, 11') przyłą- czeniowe sterowania tranzystorów (1, 6) znajdują się na zewnątrz.
Rysunki
Departament Wydawnictw UP RP
