專利名稱：用于連接到變壓器繞組上的半導(dǎo)體組件和變壓器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于連接到變壓器繞組上的半導(dǎo)體組件以及一 種變壓器裝置，其包括初級繞組和次級繞組連同后面連接的輸出整流 器裝置。
盡管在后面基本上是參考電阻焊系統(tǒng)來描述本發(fā)明的，但是本發(fā) 明并不局限于這種用途。
背景技術(shù)：
在已知的變壓器裝置中、尤其是在必須提供較高輸出功率的用于 電阻焊系統(tǒng)的焊接變壓器裝置中，存在尤其對次級或輸出回路進行充 分冷卻的需要。例如已知使用變形的銅管作為次級繞組，其中在工作 期間，冷卻液或冷卻介質(zhì)導(dǎo)引通過銅管，以用來對繞組進行充分的冷 卻。為了改善這種結(jié)構(gòu)的較弱的機械穩(wěn)定性，銅管通常是被焊接在支 承構(gòu)件上，例如用于連接繞組的表面上。而通過焊接過程會將熱量輸 送給材料，這會對材料的機械性能帶來負面影響，并也會導(dǎo)致部分氧 化，這種氧化必須要在之后麻煩地予以清理。
而且，在輸出整流器的區(qū)域內(nèi)，由于在整流器二極管上較高的功 率損失，充分的冷卻也是有必要的。在已知的方案中，整流器二極管 借助于冷卻體得以冷卻，已知方案的缺點在于，熱量的排出以及因此 間接地變壓器裝置的輸出功率由于較小的冷卻面而有所局限。作為改
進，在DE 103 34 354 Al中提出了 一種用于功率半導(dǎo)體的液體冷卻器， 其中，兩個彼此電絕緣的接觸件在它們的面向功率半導(dǎo)體元件的內(nèi)表 面上具有朝功率半導(dǎo)體元件敞開的槽，功率半導(dǎo)體元件設(shè)置在這兩個 接觸件之間，所述槽用作冷卻通道。在這種方案中，功率半導(dǎo)體與冷 卻介質(zhì)直接接觸，這會導(dǎo)致腐蝕并要求提高的密封。此外，伴有強烈 提高的熱量出現(xiàn)的點區(qū)域(所謂的"熱點")僅被較差地冷卻，就此 而言，這些區(qū)域處于半導(dǎo)體和冷卻介質(zhì)之間的直4妻接觸區(qū)域之外。
不僅如此，整流器二極管平面在主電流方向上的傳統(tǒng)布置和定位 方案，由于較差的可達到性也使得冷卻變得困難，并且這種結(jié)構(gòu)的構(gòu) 造費用較高，其原因在于，為了導(dǎo)引電流必須采用昂貴的導(dǎo)電帶或例如層疊帶。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于連接到變壓器繞組上的 半導(dǎo)體組件和一種變壓器裝置，它們能夠較為容易和有效地得到冷卻 并且具有堅固、穩(wěn)定卻又廉價的結(jié)構(gòu)形式。
該目的通過具有權(quán)利要求1特征的半導(dǎo)體組件和具有權(quán)利要求5 特征的變壓器裝置得以解決。優(yōu)選方案是從屬權(quán)利要求以及下述說明 中的內(nèi)容。
按照本發(fā)明的半導(dǎo)體組件適合用于連接到變壓器繞組、尤其是焊 接變壓器繞組上，其中尤其呈盤形的半導(dǎo)體元器件被設(shè)置在兩個接觸 板之間，其中至少 一個接觸板能夠在其背向半導(dǎo)體元器件的側(cè)面上被 冷卻液施力口作用。
利用按照本發(fā)明的措施，可以實現(xiàn)對半導(dǎo)體元器件的有效冷卻， 而無需使半導(dǎo)體元器件直接與冷卻液連接。接觸板纟皮冷卻液冷卻，并 保護半導(dǎo)體元器件尤其防止腐蝕，并且保證了對半導(dǎo)體元器件的均勻 冷卻，其原因在于，優(yōu)選的接觸板材料，例如銅或鋁，與半導(dǎo)體元器
件材料(通常是硅)相比擁有更高的導(dǎo)熱能力。因此尤其上面早已描 述過的"熱點"能夠有效地得到冷卻。接觸板同時起導(dǎo)電觸頭和冷卻 面的作用。由于在半導(dǎo)體元器件和冷卻液之間不存在直接接觸，所以 密封變得更加容易，其原因在于，尤其當(dāng)出現(xiàn)故障的時候，僅須更換 接觸板之間的半導(dǎo)體元器件，并不需要介入密封材料。提出通過冷卻 通道在接觸板的背向半導(dǎo)體元器件的側(cè)面上對冷卻液進行導(dǎo)引，其中
同時通道的這種結(jié)構(gòu)和布置應(yīng)該對通過半導(dǎo)體元器件的電流密度的 均勻性帶來盡可能微小的影響。此外，對于通道的這種方案來說還應(yīng) 當(dāng)注意的是，在冷卻液流經(jīng)通道時應(yīng)當(dāng)有盡可能小的壓力降，這例如 可以通過盡可能大的通道橫截面和并聯(lián)支路實現(xiàn)。
推薦讓至少一個接觸板借助于彈力頂壓到半導(dǎo)體元器件上。由 此，對于半導(dǎo)體元器件來說能夠?qū)崿F(xiàn)可預(yù)定的浮動的夾緊，從而可以 尤其保證制造商所要求的用于確定的半導(dǎo)體元器件、例如二極管的夾 緊力，以及在半導(dǎo)體元器件上施加盡可能均勻的壓力，所述半導(dǎo)體元 器件由于膨脹的原因就溫度而言允許盡可能小的波動。因此可以保證在半導(dǎo)體元器件和接觸板之間存在較小的電阻、通過半導(dǎo)體元器件的 盡可能均勻的電流密度以及借助于接觸板對半導(dǎo)體元器件的均勻的 平面的冷卻。
半導(dǎo)體組件優(yōu)選具有兩個設(shè)有至少一個空腔的接合元件，它們分 別與所述其中 一個接觸板連接，其中所述至少 一個空腔被構(gòu)造用于容
納冷卻液。因此可以獲得非常緊湊和堅固的結(jié)構(gòu)形式，其中僅需要少 量穩(wěn)固構(gòu)件來實現(xiàn)封閉的導(dǎo)電和冷卻功能。
特別優(yōu)選的是，半導(dǎo)體元器件構(gòu)造成盤形的整流器二極管。尤其 是對于那些通常、尤其在焊接應(yīng)用中功率下降較高的整流器二極管而 言，這種在所述方案中實現(xiàn)的高效冷卻是必要的。
按照本發(fā)明的變壓器裝置、尤其是焊接變壓器裝置具有初級繞組 和次級繞組連同后面連接的輸出整流器裝置。所述輸出整流器裝置包 括至少一個按照本發(fā)明的半導(dǎo)體組件，所述半導(dǎo)體組件構(gòu)造成整流器 組件，所述整流器組件具有盤形的整流器二極管作為半導(dǎo)體元器件。
通過在變壓器裝置中使用按照本發(fā)明的半導(dǎo)體組件可以大大簡 化變壓器裝置的結(jié)構(gòu)和冷卻，其原因在于，尤其在焊接變壓器裝置中 在整流器二極管上出現(xiàn)非常強烈的發(fā)熱。其余方面參照結(jié)合按照本發(fā) 明的半導(dǎo)體組件所述的優(yōu)點。
特另'J優(yōu)選的是，從次級繞組到整流器組件的主電流方向基本垂直 于呈盤形的整流器二極管的主延展平面。在這種情況下，整流器二極
以$省昂貴的電::件例;層疊帶。:匕外:通過這;方案，、還可以i
小所需的結(jié)構(gòu)空間。變壓器裝置可以較小地和廉價地制造。
在一種特別優(yōu)選的實施方式中，次級繞組包括至少一個線匝元 件，該線匝元件為導(dǎo)電用作線圈繞組的組成部分。線匝元件具有用于 將該線匝元件固定到支承構(gòu)件上的固定機構(gòu)，和優(yōu)選至少一個在內(nèi)部 或者說構(gòu)造在其內(nèi)部的用于容納冷卻液的空腔。尤其可以將例如整流 器組件的接合構(gòu)件設(shè)置在變壓器內(nèi)作為支承構(gòu)件。利用已述方案，不 僅可以實現(xiàn)對線匝元件的良好冷卻，而且也可以實現(xiàn)線匝元件可靠且 堅固的固定，而不會伴有改變或影響材料的副作用。冷卻液，尤其水， 可以在線壓元件的內(nèi)部循環(huán)并，從而4艮好地導(dǎo)走所形成的熱量。通過 所設(shè)置的固定機構(gòu)，可以將線匝元件固定在支承構(gòu)件上，而不用如其例如在熔焊或釬焊過程中必要的那樣輸入熱量。此外也不用在安裝之 后對這種結(jié)構(gòu)進行冷卻和清理。
所述固定機構(gòu)優(yōu)選構(gòu)造成螺紋固定機構(gòu)，尤其是螺紋孔。因此線 匝元件可以以簡單的方式與支承構(gòu)件固定相連，其中除了避免熱量進 入以外，還實現(xiàn)了例如為修理或維護目的可再度拆卸。通過螺紋連接 方案可以避免較為麻煩并因此較為昂貴的制造或安裝工序。
在一種特別優(yōu)選的實施方式中，線匝元件呈E形地設(shè)有一個背部 和三個支臂。當(dāng)然，除此以外，C形或其它造型也是可以的。在E形 的方案中，線匝元件特別堅固地構(gòu)成并且可以特別穩(wěn)固地例如在三個 支臂處與支承構(gòu)件連接。在E形的方案中，存在兩個處于這三個支臂 之間的開口，它們能夠例如被鐵芯填充。此外，E形的方案由于結(jié)構(gòu) 尺寸的原因還保證了線匝元件在中頻范圍內(nèi)具有較低的阻抗，尤其如 在電阻焊變壓器中出現(xiàn)的那樣。E形的線匝元件由于其實心的型體的 原因，可以例如借助于螺釘以簡單的方式固定在其余的結(jié)構(gòu)上，從而 安裝較之已知系統(tǒng)而言變得簡單和便宜，在已知系統(tǒng)中是通過硬焊和 熔焊來完成組裝的。
線匝元件優(yōu)選由實心的尤其是一體的材料元件制成。線匝元件尤 其可以是材料塊或材料板。所述空腔或冷卻管路可以鉆入或銑入到材 料元件中，其中僅出于制造緣由存在的、對于后期的冷卻循環(huán)不必要 的開口可以通過合適的密封材料封閉。作為所述材料尤其可以是銅或 者鋁，因為其擁有較小的電阻且同時還擁有較高的導(dǎo)熱能力。
適宜的是，所述至少 一個線匝元件尤其借助螺紋連接固定在輸出 整流器裝置上。通過使線匝元件并由此使次級繞組與輸出整流器裝置 連接，可以優(yōu)選棄用額外的用于導(dǎo)電的導(dǎo)線。螺旋連接使得固定特別 穩(wěn)固并也能夠被拆卸。由此可以從整體上降低制造和安裝成本。
在另外一種優(yōu)選的實施方式中，所述至少一個線匝元件的至少一 個空腔與所述至少一個整流器組件的至少一個空腔連接。從而可以形 成關(guān)聯(lián)的冷卻回路，這大大簡化了冷卻液的導(dǎo)引。
初級繞組適宜地包括至少 一個自支承的線圏元件，在該線圈元件 中，帶形的導(dǎo)體導(dǎo)引到兩個相連的并排布置的反向的繞組中。通過自 支承的結(jié)構(gòu)形式可以棄用線圈體或繞組體。由此可以實現(xiàn)更高的填充 系數(shù)和更大的導(dǎo)體橫截面。而且線圈元件可以更為簡單地得到冷卻，因為它可以更好地適配于存在的結(jié)構(gòu)。最終降低制造成本。
提出將帶形導(dǎo)體的橫截面構(gòu)造成使自支承的線圈元件在中頻中 具有低阻抗。從而線圈元件可以有利地用于電阻焊變壓器。例如可以
針對約9至10的匝數(shù)，每個反向繞組使用大約lmmx8mm的橫截面。
在一種特別優(yōu)選的實施方式中，次級繞組包括四個線匝元件，和 /或輸出整流器裝置包括兩個整流器組件，和/或初級繞組包括六個自 支承的線圈元件。從而能夠提供 一 種特別堅固構(gòu)成的安裝簡單且提供 良好冷卻性的中頻焊接變壓器裝置。
特別優(yōu)選的是，次級繞組借助于線匝元件固定住被初級繞組所包 圍的鐵芯，并螺紋空連接到輸出整流器裝置上。利用這種方式，可以 僅使用少量螺釘就能將整個變壓器裝置組裝起來，而不必進行熔焊或 釬焊過程。輸出整流器裝置支撐著次級繞組，次級繞組又固定著鐵芯， 而鐵芯又支承著初級繞組。變壓器的這種總體結(jié)構(gòu)可以通過螺紋連接 得以安裝，從而不必輸入熱量，因此避免了材料機械特性發(fā)生變化， 尤其是惡化。整個裝置以狹窄的空間實現(xiàn)良好的熱接觸，這顯著地改 善了冷卻性。該結(jié)構(gòu)的接觸和連接面可以在螺紋連接之前就得到相應(yīng) 的加工和/或處理，以避免會造成結(jié)構(gòu)的電氣特性發(fā)生改變的氧化。
不言而喻的是，前面所講的以及后面還要解釋的特征不僅可以用 在各個給出的組合中，也可以在其它的組合中或獨立地加以應(yīng)用而不 會脫離本發(fā)明的范疇。
本發(fā)明借助實施例在附圖中示意性地示出，并在下面結(jié)合附圖得 以詳細解釋。圖1示出了按照本發(fā)明的變壓器裝置的一種實施例的電路圖； 圖2示出了用于按照本發(fā)明的變壓器裝置的線匝元件的一種優(yōu)選
方案的示意性結(jié)構(gòu)視圖3示出了用于按照本發(fā)明的變壓器裝置的自支承的線圈元件的
一種優(yōu)選方案；
圖4示出了按照本發(fā)明的變壓器裝置的繞組裝置的一種優(yōu)選方
案；
圖5從不同視圖示出了按照本發(fā)明的整流器組件的一種優(yōu)選方
案；
8圖6示出了按照本發(fā)明的變壓器裝置的一種優(yōu)選方案的分解視圖。
具體實施例方式
圖1中示意性地示出了整體上以IOO標識的焊接變壓器裝置的電 路圖。焊接變壓器100具有通過變壓器130連接起來的初級回路110 和次級電路120。變壓器130的具有匝數(shù)N!的初級繞組132被接入到 初級回路110中，變壓器130的具有匝數(shù)N2+N3的次級繞組133被接 入到次級電路120中。變壓器130還具有變壓器芯131。初級回路110 以初級電壓U,在中頻范圍中工作。
次級電路120構(gòu)造成整流器裝置并提供變壓器輸出電壓U2。為達 這一目的，次級繞組133具有與裝置IOO的負輸出端(-)連接的中間 抽頭A。從中間抽頭A起，次級繞組133被劃分成具有匝數(shù)N2和N3 的兩個分繞組，它們與繞組抽頭B或C連接。繞組抽頭B和C后面 連接有兩個整流器二極管134,這兩個整流器二極管的輸出端共同與 所述裝置100的正輸出端(+ )連接。
次級繞組133具有至少一個優(yōu)選的線壓元件作為組成部分，如結(jié) 合圖2詳細描述的那樣。同樣，初級繞組132也優(yōu)選地具有至少一個 自支承的線圏元件，如結(jié)合圖3在下面詳細描述的那樣。
在圖2中示出了整體上以200標識的線匝元件的一種優(yōu)選方案的 平面剖視圖。線匝元件200由實心的一體的銅塊201構(gòu)成，銅塊201 呈具有背部202和三個支臂203的E形結(jié)構(gòu)。在支臂203之間具有兩 個開口 204，在所示出的優(yōu)選方案中，在這兩個開口 204中延伸有鐵 芯，所述鐵芯例如在圖4中以401標識。
線匝元件200具有構(gòu)造成螺紋孔205的固定機構(gòu)。借助于優(yōu)選的 螺紋孔205可以實現(xiàn)線臣元件200結(jié)實而可靠地固定在支承構(gòu)件上、 尤其固定在輸出整流器裝置的構(gòu)件上。此外，線匝元件200還具有構(gòu) 造成孔或冷卻通道206的、用于容納冷卻液的空腔?？?06被設(shè)置在 線匝元件200的內(nèi)部，使得所述孔206建立起相關(guān)聯(lián)的冷卻液管^各或 冷卻回路。在所述線臣元件的背部202之內(nèi)縱向延伸的用于將在支臂 203中延伸的冷卻通道或孔連接起來而設(shè)的孔206的開口 207,利用 封閉元件向外得到密封。冷卻通道206的另外的開口 208設(shè)有環(huán)繞的 槽口 ，用于容納密封元件并起到用于冷卻液的導(dǎo)入和導(dǎo)出管路的作用。
在圖3中以側(cè)視圖和剖視圖A-A示意性地示出了整體上以300標 識的自支承的線圏元件的一種優(yōu)選方案。線圏元件300由矩形的導(dǎo)電 帶繞成，并由兩個反向纏繞且并排的繞組302和303構(gòu)成。線圏元件 300的繞組軸線延伸通過開口 304,變壓器芯優(yōu)選導(dǎo)引通過開口 304。 線圈元件300從線圏中心開始纏繞，其中第 一繞組302和第二繞組303 都從中心出發(fā)向外纏繞，從而各個繞組的電流接頭處于各個繞組的外 側(cè)面上并能容易地接觸到。盡管如此，在這兩個繞組中的電流方向依 然是相同的，從而產(chǎn)生沿著繞組軸線方向的磁場。線圈元件300通過 所述方案構(gòu)造成自支承的，從而可以棄使用線圈體。
圖4中示意性地示出了變壓器的優(yōu)選的整體上以400標識的繞組 裝置的分解圖。繞組裝置400的初級繞組408包括六個自支承的線圏 元件300，所述線圈元件300正如結(jié)合圖3所詳細解釋的那樣。初級 繞組408的這六個線圈元件300部分并聯(lián)且部分串聯(lián)地連4妾。為了施 加初級電壓Ui而設(shè)置了兩個接線端406。次級繞組409包括四個E形 的線匝元件200，這四個線匝元件正如結(jié)合圖4所詳細解釋的那樣。
為了組裝繞組裝置400，將鐵芯401導(dǎo)引穿過線匝元件200的開 口 204以及線圏元件300的開口 304，其中線圈元件300和線匝元件 200交替地并排布置和取向。線匝元件200被固定在構(gòu)造成連接件 402、 403、 404的支承構(gòu)件上。在所示出的優(yōu)選方案中，線匝元件200 借助螺釘405旋緊到連接件402至404上，其中處于簡明的原因并沒 有給所有螺釘405設(shè)置附圖標記。連接件402至404為此具有開口 ， 螺釘405導(dǎo)引通過所述開口并旋入到線匝元件200的螺紋孔205中。 連接件402至404還具有開口 407,開口 407通過所設(shè)置的管^各通道 與線匝元件200的開口 208相連，以便形成用于冷卻液的冷卻回路。
連接件402至404對應(yīng)于圖2所示的抽頭A、 B、 C。連接件402 對應(yīng)于中間抽頭A，連接件403、 404對應(yīng)于繞組抽頭B或C。連接 件402至404尤其可以是半導(dǎo)體或整流器裝置的零件，就如例如結(jié)合 圖6所描述的那樣。
圖5從不同的視圖示出了整體上以500標識的整流器組件的一種 優(yōu)選方案。在組件500的中間設(shè)置了盤形的整流器二極管501，所述 整流器二極管提供整流器組件500的電功能性。在二極管501上于兩側(cè)連接了接觸板502,所述接觸板502同時形成用于二極管的電觸頭 和冷卻面。二極管501因此內(nèi)連在兩個冷卻體之間，這兩個冷卻體與 優(yōu)選通過冷卻通道或冷卻管路流動的冷卻液保持連接。在接觸板502 的背向于二極管501的側(cè)面上設(shè)置了密封環(huán)503,以便阻止冷卻液逸 出。密封環(huán)503被設(shè)置到在接合元件504a、 504b中銑出的所屬的槽 508中。
接合元件504b具有經(jīng)鉆孔而形成的用于冷卻液的流入口/流出口 507,所述流入口/流出口通到構(gòu)造成冷卻管路或冷卻通道506的空腔 中并可以在那里循環(huán)。冷卻通道506 ^皮如此制成， -使得冷卻液和4妾觸 板502之間的表面在二極管的貼靠面的區(qū)域中盡可能地大，同時通道 的分布對通過二極管的電流密度的均勾性具有盡可能小的影響。在冷 卻液流過接合元件時，壓力降很小，因為設(shè)置了盡可能大的通道橫截 面和并聯(lián)支i 各。冷卻液通過經(jīng)鉆孔而形成的并在4妄合元件504b的底 面上封閉的開口 510離開4矣合元件504b。冷卻液乂人開口 510通過連接: 元件509到達接合元件504a中，所述接合元件504a與所述接合元件 504b類似地構(gòu)成并同樣具有用于容納和導(dǎo)引冷卻液的冷卻通道。冷卻 液流過接合元件504a并接著通過另外為此所設(shè)的空腔或通道到達連 接的線匝元件200。
整流器組件500此外還具有固定和彈性元件505，其用于固定整 流器組件500并以可預(yù)定的彈力作用在所述構(gòu)件上。由此保證了 一種 可預(yù)定的浮動的夾緊，通過這種夾緊為整流器二極管501提供由二極 管制造商所規(guī)定的夾緊力；并由此保證在二極管501上作用有盡可能 均勻的壓力；以及由此保證了通過二極管的盡可能均勻的電流密度。
圖6中以分解圖示出了整體上以600標識的焊接變壓器裝置的一 種優(yōu)選方案。變壓器裝置600具有兩個基本相同構(gòu)造的整流器組件 500，它們分別在接合元件504a的處于圖5中右側(cè)的外側(cè)面上與繞組 裝置400的連接件403或404連接。由此，從次級繞組到整流器組件 的、在圖6中基本從上向下延伸的主電流方向，基本垂直地豎立在盤 形整流器二極管的主延展平面上，從而整流器組件500能夠通過連接 件403、 404直接與次級繞組連接，而無需附加的昂貴的導(dǎo)電帶。這 兩個整流器組件的兩個接合元件504b彼此電連接并充當(dāng)變壓器裝置
的正llr出端。變壓器外殼601構(gòu)造成柱形的空心體，正如例如在EP 1 584 404 Al中所詳細描述的那樣。在變壓器外殼601的在圖6中處于上側(cè)的 外側(cè)面上，可以看到用于初級電壓的電接頭。在變壓器外殼601的內(nèi) 部設(shè)置了按照圖4的繞組裝置400。繞組裝置400近乎完全設(shè)置在外 殼601之內(nèi)，從而在外側(cè)只能看到連接件404和402。
連接件402充當(dāng)次級繞組的中間抽頭A并與充當(dāng)變壓器600的負 輸出端的連接板602連接。連接件404 (可見)和403 (不可見)分 別與一個整流器組件500連接，正如在圖5中所詳細解釋的那樣。這 兩個整流器組件500的兩個接合元件504b共同與連接板603連接， 所述連接板603充當(dāng)變壓器600的正輸出端。連接件402至404連同 這兩個整流器組件500和可選的連接板602、 603共同充當(dāng)輸出整流 器裝置604。
包括輸出整流器裝置604在內(nèi)的整個變壓器裝置600優(yōu)選通過螺 紋連接的方式組裝，這在制造時尤其從時間的角度考慮相對于傳統(tǒng)的 焊接結(jié)構(gòu)而言提供了顯著的優(yōu)點。對于焊接的結(jié)構(gòu)而言必須讓整流器 裝置在焊接過程之后得到冷卻、去氧化層以及表面再加工。況且，所 述結(jié)構(gòu)優(yōu)選由銅合金構(gòu)成，而加熱到高溫會導(dǎo)致銅合金的機械性能發(fā) 生變化。所述結(jié)構(gòu)的接觸和連接面在螺紋連接之前就已經(jīng)相應(yīng)地得到 加工和/或處理以避免接觸面的氧化，而接觸面的氧化會引起所述結(jié)構(gòu) 的電氣特性發(fā)生變化。
不言而喻的是，在所示附圖中僅僅示出了本發(fā)明的特別優(yōu)選的實 施方式。除此之外在本發(fā)明范圍之內(nèi)的其它實施形式也是可能的。附圖標記列表
100變壓器裝置
110初級回3各 120次級電^各 130變壓器 131變壓器芯 132初級繞組 133次級繞組 200線臣元件 201銅塊 202背部 203支臂 204開口 205螺紋孔 206冷卻通道 207開口 208開口 300線圈元件 302、 303繞組 400繞組裝置 401鐵芯
402、 403、 404連接件
405螺釘
406接線端
407開口
408初級繞組
409次級繞組
500整流器組件
501整流器二極管
502接觸板
503密封環(huán)504a、 504b接合元件 506冷卻通道 507流入口 /流出口 508槽
509連接元件 510開口
600焊接變壓器裝置 601變壓器外殼 602連接板(-) 603連接板(+ ) 604輸出整流器裝置
權(quán)利要求
1.用于連接到變壓器繞組(132、133；408、409)、尤其是焊接變壓器繞組上的半導(dǎo)體組件(500)，其特征在于，尤其呈盤形的半導(dǎo)體元器件(501)被設(shè)置在兩個接觸板(502)之間，其中至少一個接觸板(502)能夠在該接觸板的背向所述半導(dǎo)體元器件(501)的側(cè)面上被冷卻液施加作用。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體組件(500 )，其特征在于，所述 至少一個接觸板(502 )借助彈力頂壓到所述半導(dǎo)體元器件(501 )上。
3. 如權(quán)利要求l或2所述的半導(dǎo)體組件(500)，其特征在于， 所述半導(dǎo)體組件具有兩個設(shè)有至少一個空腔(506、 507、 510)的接 合元件(504a、 504b)，所述接合元件(504a、 504b)分別與所述其 中一個接觸板(502 )連接，其中所述至少一個空腔(506、 507、 510) 被構(gòu)造用于容納冷卻液。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的半導(dǎo)體組件(500)，其特 征在于，所述半導(dǎo)體元器件構(gòu)造成盤形的整流器二極管(501)。
5. 變壓器裝置(100; 600 )，尤其是焊接變壓器裝置，具有初 級繞組(132; 408 )和次級繞組(133; 409)連同后面連接的輸出整 流器裝置(604),其特征在于，所述輸出整流器裝置(604)包括至 少一個構(gòu)造成整流器組件(500)的如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體組件。
6. 如權(quán)利要求5所述的變壓器裝置(100; 600)，其特征在于， 從次級繞組(133; 409 )到整流器組件(500 )的主電流方向基本上 垂直于呈盤形的整流器二極管(501)的主延展平面。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的變壓器裝置(100; 600),其特征 在于，所述次級繞組(133; 409 )包括至少一個線匝元件(200 ), 所述線匪元件(200)具有用于將該線匝元件固定在支承構(gòu)件(402、 403、 404)上的固定機構(gòu)(205 )。
8. 如權(quán)利要求7所述的變壓器裝置(100; 600)，其特征在于， 所述至少一個線匝元件(200)具有至少一個構(gòu)造在該線匝元件內(nèi)部 的用于容納冷卻液的空腔(206 )。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的變壓器裝置(100; 600 ),其特征 在于，所述固定機構(gòu)(205 )構(gòu)造成螺紋固定機構(gòu)，尤其是構(gòu)造成螺 紋孔。
10. 如權(quán)利要求7、 8或9所述的變壓器裝置(100; 600)，其 特征在于，所述至少一個線匝元件(200 )呈E形地具有一個背部(202 ) 和三個支臂(203 ),和/或由實心的尤其是一體的材料元件(201)制成。
11. 如權(quán)利要求7至10中任一項所述的變壓器裝置(100; 600)， 其特征在于，所述至少一個線匝元件(200 )尤其借助于螺紋連接(205; 405 )固定在輸出整流器裝置(604)上。
12. 如權(quán)利要求7至11中任一項所述的變壓器裝置(100; 600), 其特征在于，所述至少一個線匝元件(200)的至少一個空腔(206) 與所述至少一個整流器組件(500)的至少一個空腔(506、 507、 510) 相互連接。
13. 如權(quán)利要求5至12中任一項所述的變壓器裝置(100; 600)， 其特征在于，所述初級繞組(132; 408 )包括至少一個自支承的線圏 元件(300)，在該線圈元件中，帶形的導(dǎo)體(301)導(dǎo)引到兩個相連 的并排布置的反向的繞組(302， 303 )中。
14. 如權(quán)利要求13所述的變壓器裝置(100; 600),其特征在 于，所述帶形的導(dǎo)體(301)的橫截面被構(gòu)造成使所述自支承的線圈 元件(300)在中頻范圍中具有低阻抗。
15. 如權(quán)利要求5或6和/或權(quán)利要求7至12中任一項和/或權(quán)利 要求13或14所述的變壓器裝置(100; 600)，其特征在于，所述次 級繞組(133; 409)包括四個線匝元件(200 )，和/或所述輸出整流 器裝置(604)包括兩個整流器組件(500),和/或所述初級繞組(132; 408 )包括六個自支承的線圈元件(300)。
16. 如權(quán)利要求15所述的變壓器裝置(100; 600),其特征在 于，所述次級繞組(133; 409)借助于所述線匝元件(200)來固定 被初級繞組(132; 408 )所包圍的鐵芯(401)，并被螺紋連接到所 述輸出整流器裝置(604)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于連接到變壓器繞組(132、133；408、409)，尤其是焊接變壓器繞組上的半導(dǎo)體組件(500)，其中尤其呈盤形的半導(dǎo)體元器件(501)被設(shè)置在兩個接觸板(502)之間，其中至少一個接觸板(502)能夠在該接觸板的背向所述半導(dǎo)體元器件(501)的側(cè)面上被冷卻液施加作用。本發(fā)明還涉及一種變壓器裝置(100；600)，尤其是焊接變壓器裝置，具有初級繞組(132；408)和次級繞組(133；409)連同后面連接的輸出整流器裝置(604)，其特征在于，所述輸出整流器裝置(604)包括至少一個構(gòu)造成整流器組件(500)的如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體組件。
文檔編號H01F27/10GK101622681SQ200780052073
公開日2010年1月6日 申請日期2007年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月8日
發(fā)明者A·索拉, B·克洛普西克, R·利斯加克, T·克林杰 申請人:羅伯特·博世有限公司