用于中電壓或高電壓的模塊化電子系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于中電壓或高電壓的模塊化電子系統(tǒng)。系統(tǒng)包括具有布置在陣列中的多個(gè)插槽（120）的機(jī)柜（160），在機(jī)柜的插槽（120）中提供至少一個(gè)電子模塊（130），模塊包括具有三維形狀的封裝（10），封裝（10）具有封裝壁（30），封裝壁（30）包括電介質(zhì)材料，以及與封裝壁（30）的面（70）鄰接的場成形傳導(dǎo)層（60），以及位于封裝（10）內(nèi)的電子裝置（20），其中在模塊化電子系統(tǒng)（100）的工作狀態(tài)中，場成形傳導(dǎo)層（60）可電連接到預(yù)定電位。
【專利說明】用于中電壓或高電壓的模塊化電子系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及電子模塊和系統(tǒng)，并且具體地涉及電子模塊的絕緣。具體地，本實(shí)用新型涉及具有模塊的模塊化電氣和/或電子系統(tǒng)，其中模塊具有位于至少一個(gè)封裝中的部件。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]電力電子積木(PEBB)在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域中使用，例如在電壓轉(zhuǎn)換中。因此，特別在中電壓到高電壓的范圍內(nèi)，將復(fù)雜的基于半導(dǎo)體的電路集成在經(jīng)濟(jì)的空間中并同時(shí)滿足關(guān)于散熱(即冷卻)和防備局部放電的問題的安全要求是過分要求的任務(wù)。
[0004]已經(jīng)進(jìn)行了一些嘗試來通過固體材料使這樣的PEBB絕緣，例如通過使用電介質(zhì)外殼?？梢栽?Berth M.:“New Main Circuits, HV-Design of Submodules”, ABB-Report,HIP49/ATP5-3,以及在 Steiner M, Reinold, H.:“Medium Frequency Topology in RailwayApplicat1ns，，，European Railway Review (EPE), 2007, Aalborg, Denmark 中找到這樣的概念的示例。然而，到目前為止，這些方法都沒有導(dǎo)致可銷售的PEBB產(chǎn)品中的應(yīng)用，部分由于持續(xù)的局部放電問題。
[0005]考慮到以上，需要避免已知解決方案的缺點(diǎn)的電力電子模塊和系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]通過根據(jù)權(quán)利要求1的模塊化電子系統(tǒng)至少部分地解決以上提及的問題。
[0007]在第一方面，提供了用于中電壓和高電壓的模塊化電子系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括具有布置在陣列中的多個(gè)插槽的機(jī)柜，在機(jī)柜的插槽中提供至少一個(gè)電子模塊，模塊包括具有三維形狀的封裝，所述封裝具有包括固體電介質(zhì)材料的封裝壁，以及與封裝壁的面鄰接的場成形傳導(dǎo)層，以及位于封裝中的電子裝置，其中在模塊化電子系統(tǒng)的工作狀態(tài)中，場成形傳導(dǎo)層可電連接到預(yù)定電位。
[0008]本實(shí)用新型的其他方面、優(yōu)點(diǎn)和特征根據(jù)從屬權(quán)利要求、說明書和附圖是顯而易見的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]在說明書的剩余部分中包括參考附圖而向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員更具體地闡述包括其最佳模式的完整的和使能夠?qū)崿F(xiàn)的公開，其中:
[0010]圖1示意性示出用于根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)的封裝的局部截面圖；
[0011]圖2示意性示出用于根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)的電子模塊的透視正視圖；
[0012]圖3示意性示出用于根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)的電子模塊的封裝的截面圖；
[0013]圖4示出用于根據(jù)實(shí)施例的封裝的類似框架的絕緣體的透視正視圖；
[0014]圖5示意性示出根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)的正視圖；
[0015]圖6示意性示出根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)的透視正視圖；
[0016]圖7不出根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)的截面?zhèn)纫晥D；
[0017]圖8示意性示出示范性模塊化電子系統(tǒng)內(nèi)部的電場模擬。
[0018]圖9示意性示出根據(jù)實(shí)施例的模塊化電子系統(tǒng)內(nèi)部的電場模擬。

【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)在將詳細(xì)地參考各種實(shí)施例，其中每個(gè)附圖中示出所述實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)示例。作為解釋提供每個(gè)示例并且不意在作為限制。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分被圖示或描述的特征可以用于其他實(shí)施例上或結(jié)合其他實(shí)施例使用以便產(chǎn)生更多的實(shí)施例。本公開旨在包括這樣的修改和變化。
[0020]在附圖的以下描述中，相同的參考標(biāo)號(hào)指代相同的部件。通常，僅描述關(guān)于不同實(shí)施例的差別。當(dāng)在附圖中出現(xiàn)若干個(gè)相同的項(xiàng)目或部分時(shí)，不是所有的部分都具有參考標(biāo)號(hào)以便簡化外觀。
[0021]本文所述的系統(tǒng)和方法不限于所述的特定實(shí)施例，而是系統(tǒng)的部件和/或方法的步驟可獨(dú)立于或分離于本文所述的其他部件和/或步驟利用。而是，示范性實(shí)施例可以連同許多其他應(yīng)用實(shí)現(xiàn)和使用。
[0022]雖然本實(shí)用新型的各種實(shí)施例的具體特征可在一些附圖中示出而不在其他附圖中示出，但這僅僅是為了方便。根據(jù)本實(shí)用新型的原理，附圖的任何特征可以與任何其他附圖的任何特征組合地引用和/或要求權(quán)利。
[0023]一般而言，本實(shí)用新型的實(shí)施例關(guān)于具有多個(gè)電子模塊的模塊化電子系統(tǒng)。模塊包括封裝相應(yīng)外殼和中電壓到高電壓電子電路、即電源開關(guān)，一起形成例如PEBB的電子模塊。封裝包括在內(nèi)面或外面具有傳導(dǎo)層的電介質(zhì)材料。若干封裝可以布置在例如mXn矩陣(即m乘η矩陣)的陣列中。因此，可布置封裝使得它們可以分別是尺寸合適的經(jīng)由封裝外面上的安裝元件互相安裝。在實(shí)施例中，封裝可以可拉出地安裝在機(jī)架或機(jī)柜中使得通常在模塊的后側(cè)提供電接觸件。術(shù)語機(jī)柜和機(jī)架在本文中可互換使用，其中它們未必是封閉的殼體；它們還可以是架子形狀的元件用于插入電子模塊。以上提及的術(shù)語“中電壓”被理解為大約1000伏特一直到大約36000伏特的額定電壓(DC，或在AC情況下電壓有效值)。高于此的電壓在下文中被認(rèn)為是“高電壓”。必須意識(shí)到設(shè)備必須能夠耐受通常更高(例如大于10kV)的脈沖電壓(例如雷電沖擊)，即使對(duì)于MV設(shè)備。參見例如IEC61800-5-1，Tab.8以供參考。
[0024]封裝的電介質(zhì)材料滿足對(duì)相鄰封裝相應(yīng)模塊的可靠絕緣的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)材料的擊穿強(qiáng)度、所施加的電壓和系統(tǒng)的個(gè)別配置來確定電介質(zhì)厚度的尺寸。因此，涂覆有傳導(dǎo)層的至少一個(gè)封裝的面在各自的電子模塊的工作狀態(tài)中連接到限定電位，使得傳導(dǎo)層是有效地場成形傳導(dǎo)層。
[0025]通常，形成封裝使得位于封裝的內(nèi)部或外部的傳導(dǎo)層具有光滑的表面并且實(shí)質(zhì)上沒有尖緣，以便避免可促進(jìn)局部放電的局部峰值。傳導(dǎo)層覆蓋封裝壁的整個(gè)外表面或內(nèi)表面，或者在其他情況下覆蓋位于封裝的邊緣部分附近的封裝壁的若干區(qū)域，由此，封裝的面上的區(qū)域沒有被傳導(dǎo)層覆蓋。因此，在封裝具有箱子形狀的情況下，傳導(dǎo)層可以只覆蓋邊緣部分附近的區(qū)域，使得傳導(dǎo)層具有箱子框架的總體形狀，而電介質(zhì)封裝可以實(shí)質(zhì)上是在前后具有通風(fēng)口的封閉的箱子。電介質(zhì)封裝還可具有與上述傳導(dǎo)層相同的箱子框架形狀，使得箱子相應(yīng)長方體的一些或全部側(cè)面被留在外面。一個(gè)或多個(gè)側(cè)表面(表示長方體的所有六個(gè)面)還可個(gè)別地涂覆有傳導(dǎo)層，使得傳導(dǎo)層覆蓋在電介質(zhì)封裝壁的邊緣部分之間形成中間部分的至少一個(gè)表面區(qū)域。
[0026]例如在封裝壁的內(nèi)部，通過將傳導(dǎo)層連接到與模塊內(nèi)部的電子電路的電位相同的電位，可以實(shí)現(xiàn)在鄰近的、各自相鄰的模塊之間的空氣間隙中的電場的均勻化。
[0027]此外，由于空氣間隙中的均勻化電場，可以理解相比于在傳統(tǒng)電介質(zhì)封裝的情況下將有可能的更窄的空氣間隙。
[0028]此外，封裝壁內(nèi)部的傳導(dǎo)層可隔離/絕緣于電子電路并且具有浮動(dòng)電位，或傳導(dǎo)層可接地。
[0029]在實(shí)施例中，傳導(dǎo)層(本文中還稱為場成形傳導(dǎo)層)覆蓋封裝壁的全部內(nèi)面的至少30%至40%,或封裝壁的全部外面的至少30%至40%。該場成形傳導(dǎo)層可以以在形成封裝壁后涂敷到封裝壁的涂層形式來涂敷。
[0030]在實(shí)施例中，封裝壁通常可以是單體封裝壁。封裝壁通常包括聚合物塑料、纖維增強(qiáng)聚合物(FRP)、聚合物樹脂或陶瓷中的至少一個(gè)。除作為封裝的高級(jí)材料的陶瓷之外，封裝壁可通過例如噴射模塑法、鑄造或拉擠成型的過程整體形成。封裝壁還可由多件形成，例如由一起形成箱子形狀的兩半形成。取決于封裝的使用和要求，封裝壁30可包括纖維增強(qiáng)材料，纖維增強(qiáng)材料可包括木質(zhì)材料或基于纖維素的材料。如果導(dǎo)電層也是聚合物，它可以在制造封裝壁30之時(shí)或之后不久在封裝壁上模制。
[0031]封裝可具有多種形狀，通常它具有與箱子相應(yīng)的長方體的形狀。然而，封裝還可具有六角形或是不同尺寸或者形狀的多個(gè)長方體的組合。通常，封裝或箱子在其正面和背面分別在兩個(gè)相對(duì)表面上具有充當(dāng)用于內(nèi)部的電子電路的冷卻空氣的排放的開口。因此，封裝形成從正面到背面用于空氣冷卻的一種通道。此管狀形狀未必展現(xiàn)環(huán)狀截面，而是可以具有多種截面形狀，例如正方形、三角形、六角形等。在封裝具有開口的正面和背面，分別在開口周圍，封裝的內(nèi)壁或外壁上的傳導(dǎo)層被終止，使得滿足用于空氣間隙和爬電的絕緣標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)施例中，取決于不同設(shè)置，還可以在封裝的電介質(zhì)材料中提供/構(gòu)造波紋以便延長爬電表面距離。
[0032]在可以與本文所述的其他實(shí)施例組合的實(shí)施例中，根據(jù)高壓絕緣標(biāo)準(zhǔn)，正面和背面中的開口可分別裝備有與格柵相應(yīng)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以便保護(hù)免于接觸。這個(gè)結(jié)構(gòu)通常連接到場成形傳導(dǎo)層。在適當(dāng)?shù)牡胤?，格柵可以電連接到地電位。
[0033]在實(shí)施例中，封裝可以是框架。這表示不僅如前所述在正面和背面(其中正面和背面可關(guān)于所得到的空氣通道限定，或者還關(guān)于其中封裝/模塊可被插入機(jī)架或其他封裝/模塊的陣列中的方向限定)有開口，而且長方體的其他面也具有開口，使得在實(shí)施例中封裝是替代所有側(cè)面而具有開口的箱形框架。
[0034]因此，實(shí)施例關(guān)于包括多個(gè)所述電子模塊的電子系統(tǒng)。模塊通常布置在陣列中?；蛘?，模塊的封裝展現(xiàn)其外表面中的充當(dāng)互相連接各種模塊的例如導(dǎo)軌和/或溝槽的安裝裝置的元件。因此，在實(shí)施例中，導(dǎo)軌元件還可是封裝的組成整體的一部分，相應(yīng)地例如邊緣的封裝的一部分用作導(dǎo)軌元件。
[0035]因此，在實(shí)施例中，電子模塊包括封裝，所述封裝在其外部具有形成用于幫助封裝插入機(jī)柜或機(jī)架以便形成模塊化電子系統(tǒng)以及從模塊化電子系統(tǒng)中拔出封裝的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的溝槽或?qū)к壴械闹辽僖粋€(gè)。電子模塊通常安裝在具有開口、導(dǎo)軌、溝槽或其他用于安裝目的標(biāo)準(zhǔn)裝置的框架、機(jī)柜或機(jī)架中。電子模塊可以被插入陣列或從陣列拔出并且還可包括熱插拔設(shè)施，例如在模塊的背面上提供電接觸件使得在插入期間它們首先進(jìn)入插槽。
[0036]在實(shí)施例中，模塊本身還具有模塊化結(jié)構(gòu)。因此，電子電路板用例如導(dǎo)軌的可分離裝置安裝在封裝內(nèi)。為了進(jìn)入電子模塊的內(nèi)部(因此進(jìn)入電路)，封裝的一個(gè)表面(通常正面或背面)通常配置成它可以打開以移除電路板。因此，包括具有布置在陣列中的封裝的模塊的電子系統(tǒng)具有兩級(jí)或雙模塊化結(jié)構(gòu)。在一方面，包括封裝和其中的電路的電子模塊可從系統(tǒng)中分離。通過這樣做，系統(tǒng)例如可按各種功率要求或成本要求快速并且具有極大彈性地調(diào)整規(guī)模。同時(shí)或另外地，電路板可個(gè)別移除或插入單個(gè)模塊的封裝。
[0037]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例允許由于封裝上的場成形傳導(dǎo)層的緊湊系統(tǒng)設(shè)計(jì)，所述場成形傳導(dǎo)層連接到可以是模塊內(nèi)的電子電路的工作電位的電位。模塊中的電子電路和/或模塊的熱交換是可獲得的。由于有效絕緣原理，用于模塊的小形狀因子是可能的，相應(yīng)地在電子電路和外殼之間，或在相鄰模塊的封裝之間需要很少的空氣空間。因此，可以獲得緊湊的并且同時(shí)重量輕的小的模塊和整個(gè)系統(tǒng)。
[0038]在實(shí)施例中，兩個(gè)相鄰電子模塊的封裝壁通過空氣間隙分隔。因此，確定空氣間隙的尺寸使得在至少兩個(gè)相鄰電子模塊之間的Vpeak是可實(shí)現(xiàn)的。因此，取決于傳導(dǎo)層的實(shí)際電位，模塊內(nèi)的電子電路和傳導(dǎo)層(在電位上)之間的場強(qiáng)例如接近零或者關(guān)于封裝的傳導(dǎo)層接地的情況可以大大地最小化。因此，電子模塊內(nèi)的局部放電的問題大大減少。由于電子模塊具有沒有邊緣或小半徑的相對(duì)光滑或完全光滑的外表面，由傳導(dǎo)層涂覆的封裝引起的電場是相對(duì)均勻的。因此，在電位上的傳導(dǎo)層是場成形傳導(dǎo)層。即使當(dāng)鄰近模塊在不同電位上時(shí)，它們相鄰的平行表面之間的場是近似均勻的并且因此在局部放電方面不嚴(yán)重。因此空氣絕緣是可獲得的，減少局部放電的風(fēng)險(xiǎn)，否則在空氣絕緣的封裝內(nèi)在中電壓應(yīng)用中局部放電經(jīng)常是嚴(yán)重的。
[0039]在一些情況下，相鄰模塊的傳導(dǎo)層也可在相同電位上，使得不存在電位差。在這種情況下，導(dǎo)電體可連接元件以便進(jìn)一步促進(jìn)或確保它們?cè)谙嗤娢簧?。因此，所述?dǎo)電體將兩個(gè)相鄰模塊中的第一個(gè)的場成形傳導(dǎo)層的一部分電連接到兩個(gè)相鄰模塊中的第二個(gè)的場成形傳導(dǎo)層。
[0040]圖1示出根據(jù)實(shí)施例的封裝10的截面圖。它包括在一個(gè)面50、70與傳導(dǎo)層60鄰接的電介質(zhì)材料30。該層通常包括金屬或金屬合金，但還可包括例如改性碳的非金屬傳導(dǎo)材料。金屬可以例如是銅、鋁、銀、金、鐵合金或前者的任何合金。封裝壁30可包括聚合物和纖維增強(qiáng)塑料中的至少一個(gè)，例如聚氨酯。在實(shí)施例中，封裝可例如通過噴射模塑法、鑄造或拉擠成型中的一個(gè)由一件整體生產(chǎn)。在實(shí)施例中，傳導(dǎo)層60可以涂敷在封裝壁30的內(nèi)部或外部，因此，電介質(zhì)封裝壁的表面50可面向具有電子電路的封裝的內(nèi)部空間(圖1中未示出，參考圖2)，或可面向封裝的外部。
[0041]圖2示出根據(jù)實(shí)施例的電子模塊100。它非限制地具有兩個(gè)通風(fēng)開口(只有正面開口 80可見)、電子電路20和具有以上關(guān)于圖1所述的性質(zhì)的封裝10。根據(jù)材料的擊穿強(qiáng)度和施加的場強(qiáng)來確定電介質(zhì)材料30的厚度的尺寸。因此，這里在封裝10的外部的傳導(dǎo)層60在電子模塊100的工作狀態(tài)中連接到限定電位P。如所示，傳導(dǎo)層60到電位P的連接可以在關(guān)于插入機(jī)柜的方向的前側(cè)或后側(cè)。如果需要，用于建立到電位P的電連接的連接裝置可以作為在電子模塊100后側(cè)的插頭形成使得當(dāng)模塊被推入機(jī)架或機(jī)柜160時(shí)可以插上連接。
[0042]在封裝10的內(nèi)部提供傳導(dǎo)層60(不同于圖2)的實(shí)施例中，層60可通過導(dǎo)體直接連接到封裝內(nèi)的電子電路20。
[0043]通常，形成封裝壁30使得內(nèi)部或外部的傳導(dǎo)層具有光滑表面并且實(shí)質(zhì)上沒有尖緣、小半徑等，使得在工作期間由場成形傳導(dǎo)層的電位P引起的模塊100外部的電場，實(shí)質(zhì)上沒有可促進(jìn)局部放電的局部峰值。場成形傳導(dǎo)層60可例如以在形成封裝壁30后涂敷到封裝10的涂層或薄膜的形式涂敷，例如作為噴霧。它也可涂敷作收縮薄膜或收縮軟管。用于將金屬涂層或?qū)油糠蟮诫娊橘|(zhì)表面的各種技術(shù)對(duì)于技術(shù)人員是公知的并將不更詳細(xì)地描述。
[0044]在實(shí)施例中，對(duì)于場成形傳導(dǎo)層的涂敷存在若干可能性，其中一個(gè)在圖2中示出，因此該層基本覆蓋封裝壁30的整個(gè)內(nèi)表面或外表面并且因此覆蓋封裝10。在其他情況下，僅部分相應(yīng)地表面的小部分可由場成形傳導(dǎo)層60覆蓋。圖3示出穿過與圖2的封裝幾何類似的封裝的中間部分的截面圖(參考從正面到背面的軸)。與該封裝不同，圖3中的傳導(dǎo)層60僅僅從封裝的正面沿著其長度向背面覆蓋邊緣部分11、12、13、14(同樣參考圖2)。層60示出為具有與壁30的厚度不成比例的大的厚度，并且僅僅為了說明的目的。
[0045]圖4示出用于根據(jù)另外的實(shí)施例的封裝的類似框架的絕緣體的透視正視圖。在此情況下，場形成形傳導(dǎo)層60例如是薄膜狀的并且可以在形成封裝壁30之后涂敷到封裝10。如果需要，導(dǎo)電層是具有相對(duì)薄的壁厚度的收縮薄膜或甚至是收縮軟管，使得該層可以在類似框架的絕緣體30的邊緣附近容易地彎曲使得沒有氣穴或氣泡出現(xiàn)。
[0046]圖4中可以看見的類似框架的絕緣體30的邊緣部分11、12、13、14、15、16、17、18使電介質(zhì)封裝具有實(shí)質(zhì)上箱子形狀的形式，其中框架的窗口相比于已知的絕緣裝置可有助于增強(qiáng)的冷卻。取決于封裝10的實(shí)施例，傳導(dǎo)層60涂敷在框架結(jié)構(gòu)的封裝壁30的內(nèi)部或外部。
[0047]圖5示意性示出根據(jù)實(shí)施例的電子系統(tǒng)150。如前所述的具有封裝10的多個(gè)電子模塊100布置在限定X和y平面(附圖平面)的陣列中。通過在z方向(垂直于附圖平面延伸)移動(dòng)模塊100，模塊100可插入系統(tǒng)150或從系統(tǒng)150拔出。
[0048]圖6示出圖3的系統(tǒng)的另一個(gè)視圖。模塊100通?？梢?，但未必如所示布置在m乘η矩陣中(這里，非限制的，4X3)。因此，模塊100的封裝10通常在它們的外表面上或外表面中展現(xiàn)充當(dāng)連接各種模塊的安裝裝置的元件，例如導(dǎo)軌元件125和/或溝槽(未示出)。電子模塊100(例如ΡΕΒΒ)可以以如上所述的不同設(shè)置中的任一個(gè)插入系統(tǒng)150或從系統(tǒng)150拔出并還可包括熱插拔設(shè)施，例如在模塊的背面提供電接觸件，使得它們?cè)诓迦肫陂g首先進(jìn)入插槽120。在圖6中，示出在安裝或移除期間的中途的一個(gè)模塊。在實(shí)施例中，可通過導(dǎo)體135連接相鄰模塊以便確保它們?cè)谙嗤娢簧稀?br> [0049]圖7示出根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)的截面?zhèn)纫晥D，類似于圖6和圖7中所示的。因此，示出模塊100內(nèi)的電子電路20的較早描述的可交換性。就是說，經(jīng)由正面通風(fēng)開口 80從系統(tǒng)(留在圖中)的正面從模塊100中拉出電路，而到機(jī)架160的連接是拔掉的(參見箭頭)。還示出在朝向開口 80的封裝10的末端具有波紋90的設(shè)計(jì)以便增加耐受爬電。
[0050]圖8示意性示出根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的示范性模塊化電子系統(tǒng)內(nèi)電場的計(jì)算模擬繪圖，具有圍繞電子電路20的電介質(zhì)外殼。示出兩個(gè)模塊，其中外殼內(nèi)的電子電路20在相同的測試電位上?？梢钥吹诫妶鼍€還在外殼之間的空間中展現(xiàn)指示場峰值并且導(dǎo)致局部放電的重大風(fēng)險(xiǎn)的高度不規(guī)則的空間分布。
[0051]圖9示意性示出根據(jù)實(shí)施例的模塊化電子系統(tǒng)150內(nèi)的電場的模擬繪圖。因此，兩個(gè)電子模塊100各自具有位于封裝壁30的內(nèi)部的第一傳導(dǎo)層60，由此所述層只覆蓋封裝的頂端部分。層60各連接到封裝內(nèi)它們各自的電子電路20的電位。如所看到的，在封裝上沒有傳導(dǎo)層的情況下，兩個(gè)模塊100之間的空氣間隙中的電場線比圖8中所示的情況更均勻。
[0052]當(dāng)相鄰模塊100中的電子電路20在不同工作電位時(shí)，各自的傳導(dǎo)層還可連接到這些不同的電位。
[0053]本書面描述使用示例來公開本實(shí)用新型，包括最佳模式，并且還使得任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本實(shí)用新型，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)并執(zhí)行任何合并的方法。雖然在前述中已經(jīng)公開各種特定實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到權(quán)利要求的精神和范圍考慮到等效的修改。特別地，上述實(shí)施例的相互非排他的特征可互相組合。本實(shí)用新型的可取得專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他示例。如果這樣的其他示例具有與權(quán)利要求的字面語言沒有不同的結(jié)構(gòu)要素，或它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)差別的等效結(jié)構(gòu)要素，這樣的其他示例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.用于中電壓或高電壓的模塊化電子系統(tǒng)(150),包括: -機(jī)柜(160)，具有布置在陣列中的多個(gè)插槽(120)， -在所述機(jī)柜的插槽(120)中提供的至少一個(gè)電子模塊(100)，所述模塊包括: -具有封裝(10 )，所述封裝(10 )具有封裝壁(30 )，所述封裝壁(30 )包括電介質(zhì)材料，以及與所述封裝壁(30 )的面(70 )鄰接的場成形傳導(dǎo)層(60 )， -位于所述封裝(10)內(nèi)的電子裝置(20)， 其中所述場成形傳導(dǎo)層(60)可電連接到存在于所述模塊化電子系統(tǒng)(150)的工作狀態(tài)中的預(yù)定電位(P)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)電子模塊(100)的所述封裝壁(30)上的所述場成形傳導(dǎo)層(60)滿足以下條件中的至少一個(gè): -所述場成形傳導(dǎo)層(60)覆蓋位于所述封裝(10)的邊緣部分(11、12、13、14、15、16、17,18)附近的所述封裝壁(30)的若干區(qū)域； -所述場成形傳導(dǎo)層(60)覆蓋在所述封裝(10)的邊緣部分(11、12、13、14、15、16、17、18)之間形成中間部分的至少一個(gè)另外表面區(qū)域。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述場成形傳導(dǎo)層(60)覆蓋所述封裝壁的全部內(nèi)面的至少30%或所述封裝壁的全部外面的至少30%。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述場成形傳導(dǎo)層(60)是在形成所述封裝壁(30)之后涂敷到所述封裝(10)的涂層。
5.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述封裝壁(30)是單體封裝壁，通過選自噴射模塑法、鑄造以及拉擠成型中的一種過程而整體形成。
6.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述封裝壁(30)包括聚合物塑料、纖維增強(qiáng)材料、聚合物樹脂、陶瓷中的一種。
7.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述封裝(10)包括至少兩個(gè)通風(fēng)口(60,80),所述通風(fēng)口(60、80)布置在面朝垂直于所述機(jī)柜(160)的mXη平面陣列的方向的相對(duì)面上。
8.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述封裝(10)的總體形狀是管狀。
9.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述場成形傳導(dǎo)層(60)包括金屬。
10.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述場成形傳導(dǎo)層(60)包括非金屬導(dǎo)電材料。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述場成形傳導(dǎo)層(60)是薄膜。
12.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)電子模塊(100)的所述封裝壁(30)包括具有波紋(90)的部分。
13.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中兩個(gè)相鄰電子模塊的所述封裝壁(30)由空氣間隙分隔，并且其中所述間隙中的電場可以由所述相鄰模塊的傳導(dǎo)層(60)均勻化。
14.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中在兩個(gè)相鄰模塊(100)之間提供導(dǎo)電體裝置(135)使得所述導(dǎo)電體裝置將這兩個(gè)相鄰模塊的第一個(gè)的所述場成形傳導(dǎo)層(60)的部分與這兩個(gè)相鄰模塊的第二個(gè)的所述場成形傳導(dǎo)層(60)的第二部分電連接。
15.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)電子模塊(130)，其中在所述模塊化系統(tǒng)的工作狀態(tài)中，這兩個(gè)電子模塊(130)中的一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)電子模塊(130)在橫向延伸到并且垂直于χ-y平面的方向上是可替換的。
16.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述場成形傳導(dǎo)層(60)可電連接到所述電子裝置(20)的元件。
17.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述封裝(10)在其外面包括以下中的至少一個(gè):形成用于以抽拉的方式使得所述封裝(10)插入所述模塊化電子系統(tǒng)(150)以及從所述模塊化電子系統(tǒng)(150)中拔出所述封裝(10)的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的溝槽和導(dǎo)軌元件(125)。
18.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中在模塊(100)插入所述機(jī)柜(160)期間，所述傳導(dǎo)層(60)經(jīng)由接觸元件(135)可自動(dòng)連接到相鄰模塊(100)的傳導(dǎo)層。
【文檔編號(hào)】H01L23/31GK203941900SQ201320616527
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月21日
【發(fā)明者】E·庫恩, F·格魯恩格, D·科特, F·阿戈斯蒂尼, M·西米諾, R·維圖伊斯, T·格拉丁格 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司