DE-102015113513-B4 - Sammelschienen-Positionierungskomponente

Abstract

Sammelschienen-Positionierungskomponente, welche umfasst: ein oder mehrere erste Anbauteile (104A-B), die zum Anbringen einer Sammelschienenschicht an der Sammelschienen-Positionierungskomponente ausgelegt sind; wenigstens einen Einbauplatz (206), der dafür ausgelegt ist, eine Anordnung (200) von Transistoren (302A, 402) aufzunehmen und senkrecht zu der Sammelschienenschicht zur Verbindung zu positionieren; wobei jeder der Einbauplätze (206) durch eine Seitenwand (206A), eine Bodenwand (206B) und eine Außenseite (206C) eines benachbarten Schlitzes definiert ist, eine Anschlussdurchführung (205) neben der Seitenwand (206A) und außerhalb des wenigstens einen Einbauplatzes (206); mehrere erste Schlitze (102A-B), wobei jeder erste Schlitz (102A-B) dafür ausgelegt ist, eine Sammelschiene (304, 420) aufzunehmen und relativ zu der Sammelschienenschicht zur Verbindung zu positionieren, und wobei jeder erste Schlitz (102A-B) relativ zu dem wenigstens einen Einbauplatz (206) der Anschlussdurchführung (112, 205, 416) gegenüber liegt; und mehrere zweite Schlitze (102C), die benachbart der Fläche (206C) und außerhalb des wenigstens einen Einbauplatzes (206) angeordnet sind; wobei die Sammelschienen-Positionierungskomponente Sammelschienen (304, 420) in den mehreren ersten Schlitzen (102A-B) von Sammelschienen (304, 420) in den mehreren zweiten Schlitzen (102C) elektrisch isoliert.

Inventors

• Robert James Ramm
• Dino Sasaridis
• Colin Campbell
• Wenjun Liu

Assignees

• TESLA, INC.

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20150817

Priority Date

20141201

Claims (15)

1. Sammelschienen-Positionierungskomponente, welche umfasst: ein oder mehrere erste Anbauteile (104A-B), die zum Anbringen einer Sammelschienenschicht an der Sammelschienen-Positionierungskomponente ausgelegt sind; wenigstens einen Einbauplatz (206), der dafür ausgelegt ist, eine Anordnung (200) von Transistoren (302A, 402) aufzunehmen und senkrecht zu der Sammelschienenschicht zur Verbindung zu positionieren; wobei jeder der Einbauplätze (206) durch eine Seitenwand (206A), eine Bodenwand (206B) und eine Außenseite (206C) eines benachbarten Schlitzes definiert ist, eine Anschlussdurchführung (205) neben der Seitenwand (206A) und außerhalb des wenigstens einen Einbauplatzes (206); mehrere erste Schlitze (102A-B), wobei jeder erste Schlitz (102A-B) dafür ausgelegt ist, eine Sammelschiene (304, 420) aufzunehmen und relativ zu der Sammelschienenschicht zur Verbindung zu positionieren, und wobei jeder erste Schlitz (102A-B) relativ zu dem wenigstens einen Einbauplatz (206) der Anschlussdurchführung (112, 205, 416) gegenüber liegt; und mehrere zweite Schlitze (102C), die benachbart der Fläche (206C) und außerhalb des wenigstens einen Einbauplatzes (206) angeordnet sind; wobei die Sammelschienen-Positionierungskomponente Sammelschienen (304, 420) in den mehreren ersten Schlitzen (102A-B) von Sammelschienen (304, 420) in den mehreren zweiten Schlitzen (102C) elektrisch isoliert.
2. Sammelschienen-Positionierungskomponente nach Anspruch 1 , wobei jeder der ersten Schlitze (102A-B) wenigstens ein lösbares Arretierelement (106A/B) aufweist, das dafür ausgelegt ist, die entsprechende Sammelschiene innerhalb des ersten Schlitzes (102A-B) zu halten.
3. Sammelschienen-Positionierungskomponente nach Anspruch 1 oder 2 , wobei die Sammelschienen-Positionierungskomponente in einem Wandler implementiert ist, der dafür ausgelegt ist, Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, wobei DC-Sammelschienen in benachbarten Schlitzen auf einer Seite der Sammelschienen-Positionierungskomponente positioniert sind und wobei jeder der Einbauplätze (206) eine AC-Sammelschiene (304C) in einem jeweiligen AC-Sammelschienenschlitz aufweist.
4. Sammelschienen-Positionierungskomponente nach Anspruch 3 , wobei wenigstens zwei AC-Sammelschienenschlitze vorhanden sind, die jeweils eine Erweiterung (108A, 108B) aufweisen, die sich an einem Ende des jeweiligen Einbauplatzes (206) vorbei erstreckt, wobei die Sammelschienen-Positionierungskomponente ferner eine Stützstruktur (108C, 204B) umfasst, welche jeweilige Enden der Erweiterungen (108A, 108B) brückenförmig miteinander verbindet.
5. Sammelschienen-Positionierungskomponente nach Anspruch 3 oder 4 , die ferner ein oder mehrere zweite Anbauteile (110A-B) umfasst, die zum Anbringen wenigstens einer Leiterplatte (406) an der Sammelschienen-Positionierungskomponente ausgelegt sind, wobei die Leiterplatte (406) auf einer den Einbauplätzen (206) gegenüberliegenden Seite der Sammelschienenschicht positioniert ist.
6. Sammelschienen-Positionierungskomponente nach Anspruch 3 , 4 oder 5 , wobei jeder der Einbauplätze (206) ferner eine quer zum Einbauplatz (206) angeordnete Anschlussdurchführung (112, 205, 416) von dem entsprechenden AC-Sammelschienenschlitz umfasst, wobei die Anschlussdurchführung (112, 205, 416) dafür ausgelegt ist, dass sich wenigstens ein Kondensatoranschluss (414A) von unterhalb der Sammelschienen-Positionierungskomponente durch sie hindurch zur Sammelschienenschicht erstreckt, um einen Kondensator mit der Sammelschienenschicht zu verbinden.
7. Sammelschienen-Positionierungskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Einbauplätze (206) vorgesehen sind und die Anordnung (200) von Transistoren (302A, 402) in jedem der Einbauplätze (206) einen Kühlkörper (302B) umfasst, der sich in dem Einbauplatz (206) von einem Ende zum anderen erstreckt, wobei jeder der Einbauplätze (206) außerdem dafür ausgelegt ist, den entsprechenden Kühlkörper aufzunehmen und zu positionieren, wobei die Transistoren (302A, 402) der Anordnung (200) so positioniert sind, dass sie auf wenigstens einer Seite am Kühlkörper (302B) anliegen.
8. Sammelschienen-Positionierungskomponente nach Anspruch 7 , wobei die ersten Anbauteile (104A-B) dafür ausgelegt sind, die Sammelschienenschicht quer zu einer Oberseite der Sammelschienen-Positionierungskomponente zu positionieren, wobei sich die Transistoren (302A, 402) von der Sammelschienenschicht aus senkrecht nach unten erstrecken.
9. Verfahren zum Zusammenbauen einer Sammelschienen-Positionierungskomponente nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst: Einsetzen einer jeweiligen Sammelschiene in jeden der mehreren ersten Schlitzen oder den einen oder die mehreren zweiten Schlitze; Einsetzen einer Anordnung (200) von Transistoren (302A, 402) in den wenigstens einen Einbauplatz (206); Anbringen der Sammelschienenschicht an der Sammelschienen-Positionierungskomponente durch ein oder mehrere erste Anbauteile (104A-B), auf der Sammelschienen-Positionierungskomponente; und Anschweißen, nach Anbringung der Sammelschienenschicht, der Transistoren (302A, 402) und der Sammelschienen (304, 420) an die Sammelschienenschicht.
10. Verfahren nach Anspruch 9 , welches ferner das Anbringen wenigstens einer Leiterplatte (406) an der Sammelschienen-Positionierungskomponente durch ein oder mehrere zweite Anbauteile (110A-B) auf der Sammelschienen-Positionierungskomponente, nach der Anbringung der Sammelschienenschicht, umfasst.
11. Verfahren nach Anspruch 10 , welches ferner das Anlöten einer Zuleitung (408) jedes der Transistoren (302A, 402) an die Leiterplatte (406), nach der Anbringung der Leiterplatte (406), umfasst.
12. Wandler, welcher umfasst eine Sammelschienen-Positionierungskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 8 .
13. Wandler nach Anspruch 12 , wobei sich jede Anschlussdurchführung (112, 205, 416) über eine gesamte Länge des entsprechenden Einbauplatzes (206) erstreckt.
14. Wandler nach Anspruch 12 oder 13 , ferner umfassend Mittel zum Aufnehmen und Positionieren der Anordnung von Transistoren, wobei die Mittel umfassen: (i) einen ersten Einbauplatz (206), dem der AC-Sammelschienenschlitz und die benachbarten Schlitze für die erste und zweite DC-Sammelschiene benachbart sind, und (ii) mehrere zweite Einbauplätze (206), welche einander benachbart und parallel zum ersten Einbauplatz (206) sind, wobei jeder der zweiten Einbauplätze eine entsprechende AC-Sammelschiene in einem entsprechenden AC-Sammelschienenschlitz aufweist.
15. Wandler nach Anspruch 14 , wobei die Mittel mit einer Dimensionierung der benachbarten Schlitze für die erste und zweite DC-Sammelschiene ausgelegt sind, welche eine Dimensionierung der AC-Sammelschienenschlitze für jeden der zweiten Einbauplätze bestimmt, so dass eine Maßtoleranz an den benachbarten Schlitzen enger als an jedem der AC-Sammelschienenschlitze ist.

Description

HINTERGRUND Elektronische Vorrichtungen können eine Anzahl verschiedener Typen von Komponenten verwenden, darunter Transistoren oder andere aktive Schaltelemente, Dioden und Kondensatoren, um nur einige Beispiel zu nennen. Eine Gruppe elektronischer Vorrichtungen sind Leistungswandler, zum Beispiel jene, die zum Umwandeln von Hochspannungsgleichstrom in Wechselstrom zum Antreiben eines Elektromotors verwendet werden (z. B. in einem Elektrofahrzeug). Die Konstruktion elektronischer Vorrichtungen erfordert gewöhnlich die Berücksichtigung verschiedener konkurrierender Anforderungen und Einschränkungen. Erstens muss die Vorrichtung so konzipiert sein, dass sie die gewünschten Leistungsmerkmale aufweist (z. B. ausreichend leistungsstark und effizient ist). Zweitens ist bei manchen Anwendungen der verfügbare Raum begrenzt, so dass das Hauptaugenmerk auf die Schaffung einer kompakten und leistungsdichten Vorrichtung gelegt werden muss, welche über eine geeignete Wärmeregelung verfügt. Drittens ist für Vorrichtungen, die für die Massenfertigung bestimmt sind, die leichte Herstellbarkeit ein kritischer Faktor, da die Möglichkeit, Montageschritte zu automatisieren und schnell auszuführen, sich unmittelbar auf den Wert der Vorrichtung im Endprodukt auswirkt. US 2013/ 0 308 362 A1 offenbart einen getakteten Leistungswandler mit einer Grundplatte, auf der mindestens ein Kühlkörper angeordnet ist. Der Wandler umfasst außerdem mindestens einen Leistungstransistor, der auf einer Seite des mindestens einen Kühlkörpers angeordnet ist. Mindestens ein Federelement drückt gegen den auf einer Seite des mindestens einen Kühlkörpers angeordneten Leistungstransistor und gegen die gegenüberliegende Seite entweder eines benachbarten Kühlkörpers oder einer parallel zum mindestens einen Kühlkörper verlaufenden Grundplattenstirnfläche. Dies hat den großen Vorteil, dass das Federelement eine Kraft auf den Leistungstransistor ausübt. Dadurch wird der Leistungstransistor gegen den Kühlkörper gedrückt, auf dessen Seite er angeordnet ist. Dadurch wird thermischer Kontakt zwischen dem Leistungstransistor und dem Kühlkörper hergestellt, und die Wärmeableitung vom Transistor über den Kühlkörper wird erheblich erleichtert. Die Federelemente sind zudem eine kostengünstige Möglichkeit, eine hohe Druckkraft auf die Leistungstransistoren zu erzielen. US 2008/ 0 158 824 A1 offenbart eine elektronische Schaltungsvorrichtung, die ein unteres Substrat mit einer Hauptschaltung, ein oberseitiges Substrat mit einer Antriebssteuerschaltung zur Steuerung der Hauptschaltung, einen Trägerkörper, der mit ausgehärtetem Harz über dem unterseitigen Substrat fixiert ist, und ein Gehäuse mit einem Randabschnitt mit einer Außenfläche, auf der sich zumindest ein Abschnitt eines externen Anschlusses der Antriebssteuerschaltung und der Hauptschaltung befindet, sowie einen Substrataufbewahrungsraum umfasst, der das unterseitige Substrat auf einer Seite innerhalb des Randabschnitts aufnimmt. KURZDARSTELLUNG Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, die obengenannten Probleme durch eine verbesserte Vorrichtung zur Anordnung der Leistungskomponenten zu lösen. Gelöst wird die Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN 1 zeigt ein Beispiel einer Sammelschienen-Positionierungskomponente.2 zeigt ein Beispiel einer Anordnung aus einer Sammelschienen-Positionierungskomponente und einem Kondensator.3 zeigt ein Beispiel einer Sammelschienen-Positionierungskomponente mit einer Transistoranordnung und Sammelschienen.4 zeigt ein Beispiel einer Sammelschienen-Positionierungskomponente mit Transistoren, einer geschichteten Sammelschienenstruktur und einer Leiterplatte.5 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zum Zusammenbauen einer elektronischen Vorrichtung. AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG In diesem Dokument werden Beispiele von Sammelschienen-Positionierungskomponenten beschrieben, die für eine Verwendung bei der Positionierung von Sammelschienenschichten, Transistoren und Sammelschienen relativ zueinander in elektronischen Vorrichtungen geeignet sind. Zum Beispiel kann eine Sammelschienen-Positionierungskomponente dazu dienen, Transistoren und Kondensatoranschlüsse im Wesentlichen senkrecht zu Sammelschienenschichten und einer Leiterplatte anzuordnen, um die Herstellung elektrischer Verbindungen, etwa durch Schweißen oder Löten, zu erleichtern. Als ein weiteres Beispiel kann eine Sammelschienen-Positionierungskomponente vorhersagbare Toleranzen zum Positionieren von Teilen überall in der elektronischen Vorrichtung gewährleisten. Als ein weiteres Beispiel kann eine Sammelschienen-Positionierungskomponente eine elektrische Isolation gewährleisten, etwa um Anforderungen zu erfüllen, die für Hochspannungskomponenten in einem Leistungswandler gelten. 1 zeigt ein Beispiel einer Sammelschienen-Positionierungskomponente 100. Die Komponente kann eine Anzahl von