公开(公告)号：EP1465250A1

公开(公告)日：2004-10-06

申请号：EP03405223.3

申请日：2003-04-02

Applicant: ABB RESEARCH LTD.

Inventor： Hamidi, Amina ,  Knapp, Wolfgang ,  Meysenc, Luc ,  Keser, Helmut

IPC: H01L23/24 ,  H01L23/373 ,  H01L23/498

CPC classification number: H01L23/24 ,  H01L23/3142 ,  H01L23/3735 ,  H01L24/73 ,  H01L2224/32225 ,  H01L2224/48227 ,  H01L2224/73265 ,  H01L2924/19041 ,  H01L2924/00012

Abstract: A method for assembling a power semiconductor module with reduced partial discharge behavior is described. The method comprises the steps of bonding an insulating substrate (2) onto a bottom plate (11); disposing a first conductive layer (4) on a portion of said insulating substrate (2), so that at least one peripheral top region of said insulating substrate (2) remains uncovered by the first conductive layer (4); bonding a semiconductor chip (6) onto said first conductive layer (4); disposing a precursor (51) of a first insulating material (5) in a first corner (24) formed by said first conductive layer (4) and said peripheral region of said insulating substrate (2); polymerizing the precursor (51) of the first insulating material (5) to form the first insulating material (5); and covering said semiconductor chip (6), said substrate (2), said first conductive layer (4), and said first insulating material (5) at least partially with a second insulating material. According to the invention, the precursor (51) of the first insulating material is a low viscosity monomer or oligomer, which forms a polyimide when polymerizing. Also disclosed is a semiconductor module with reduced partial discharge behavior.

Abstract translation: 描述了一种用于组装具有降低的局部放电行为的功率半导体模块的方法。 所述方法包括键合步骤到一个底板绝缘基板（2）（11）; 布置在所述的部分上的第一导电层（4）绝缘性基板（2）一样，所述至少一个外围顶部区域绝缘基板（2）保持由所述第一导电层覆盖（4）; 到所述接合的半导体芯片（6）的第一导电层（4）; 通过形成在所述第一导电层中的第一角（24）上设置第一绝缘材料（5）的前体（51）（4）和所述的周边区域绝缘基板（2）; 聚合所述第一绝缘材料（5）的前体（51），以形成第一绝缘材料（5）; 并覆盖所述半导体芯片（6），所述基板（2），所述第一导体层（4），并且所述第一绝缘材料（5）至少部分地与第二绝缘材料。 。根据本发明，第一绝缘材料的前体（51）是一种低粘度单体或低聚物，其形成聚酰亚胺聚合时。 游离缺失所以盘是具有降低的局部放电行为的半导体模块。

公开(公告)号：EP1318545A1

公开(公告)日：2003-06-11

申请号：EP01811189.8

申请日：2001-12-06

Applicant: ABB RESEARCH LTD.

Inventor： Zwick, Fabian ,  Bijlenga, Bo ,  Erne, Patrick ,  Hamidi, Amina ,  Kaufmann, Stefan ,  Meysenc, Luc

IPC: H01L23/48 ,  H01L25/07

CPC classification number: H01L24/72 ,  H01L23/62 ,  H01L25/072 ,  H01L2924/01004 ,  H01L2924/01006 ,  H01L2924/01029 ,  H01L2924/01033 ,  H01L2924/01042 ,  H01L2924/01068 ,  H01L2924/01082 ,  H01L2924/1305 ,  H01L2924/13055 ,  H01L2924/30107 ,  H01L2924/00

Abstract: Das Leistungshalbleiter-Submodul (1) umfasst zwischen zwei Hauptanschlüssen (6, 7) wenigstens zwei Halbleiterchips (21, 22), welche zwei Hauptelektroden (3, 4) umfassen, wobei auf die eine Hauptelektrode (3) durch ein Kontaktstempel (8) eine Kontaktkraft ausgeübt wird und der Halbleiterchip (21, 22) so mit der anderen Hauptelektrode (4) auf eine Grundplatte (5) gedrückt wird. Die beiden Halbleiterchips (21, 22) zwischen den beiden Hauptanschlüssen (6, 7) des Leistungshalbleiter-Submoduls sind elektrisch in Serie geschaltet.
Dadurch, dass die beiden Halbleiterchips wie bei herkömmlichen Press Pack Modulen nebeneinander auf der Grundplatte angeordnet sind, erhöht sich die Bauhöhe des erfindungsgemässen Leistungshalbleiter-Submoduls nicht. Hingegen wird durch die elektrische Serienschaltung die maximale Sperrspannung des Leistungshalbleiter-Submoduls erhöht.

Abstract translation: 该装置具有主要电极的芯片，一个由接触柱，一个在基板上的一个，连接到基板的第一连接和至少第一芯片的第一主电极，第二连接电连接到 至少第二芯片的第二主电极，其第一电极在基板上并连接到接触柱。 第一和第二芯片在连接之间串联连接。 该器件具有多个具有至少两个主电极（3,4）的半导体芯片（2,21,22），一个受到接触柱（8）的接触力，另一个搁置在基板 （5），与所述基板电连接并与至少一个第一半导体芯片的第一主电极电连接的第一主连接（7），至少电连接到第二主电极的第二主连接（6） 一个第二芯片，其第一电极在基板上并与相应的接触柱电气相互作用。 第一和第二芯片串联地电连接在第一和第二主连接之间。 AN还包括以下独立权利要求：功率半导体模块。

公开(公告)号：EP1324391B1

公开(公告)日：2007-06-27

申请号：EP01811273.0

申请日：2001-12-24

Applicant: ABB RESEARCH LTD.

Inventor： Meysenc, Luc ,  Hamidi, Amina ,  Joerg, Pieder ,  Akdag, Alper

IPC: H01L25/16 ,  H01L25/07

CPC classification number: H01L25/07 ,  H01L25/165 ,  H01L2924/0002 ,  H01L2924/00

公开(公告)号：EP1443648A1

公开(公告)日：2004-08-04

申请号：EP03405046.8

申请日：2003-01-31

Applicant: ABB RESEARCH LTD.

Inventor： Meysenc, Luc ,  Wieser, Rudolf ,  Rees, Jochen

IPC: H03K17/0814 ,  H02M7/48

CPC classification number: H02M7/483 ,  H02M7/487

Abstract: Es wird eine Umrichterschaltung zur Schaltung von drei Spannungsniveaus angegeben, die einen durch zwei in Serie geschaltete Kondensatoren gebildeten Gleichspannungskreis (1) aufweist, wobei der Gleichspannungskreis (1) einen ersten Hauptanschluss (2) und einen zweiten Hauptanschluss (3) und einen durch die zwei benachbarten und miteinander verbundenen Kondensatoren gebildeten Teilanschluss (4) umfasst. Weiterhin weist die Umrichterschaltung ein für jede Phase (R, S, T) vorgesehenes Teilumrichtersystem (5) auf, welches jeweils durch eine erste Schaltgruppe (6), durch eine zweite Schaltgruppe (7) und durch eine dritte Schaltgruppe (8) gebildet ist, wobei jede Schaltgruppe (6, 7, 8) durch zwei in Serie geschaltete Leistungshalbleiterschalter (S1, S1 , S2, S2 , S3, S3 ) gebildet ist. Jede erste Schaltgruppe (6) ist mit dem ersten Hauptanschluss (2) und mit dem Teilanschluss (4) verbunden, und jede zweite Schaltgruppe (7) ist mit dem zweiten Hauptanschluss (3) und mit dem Teilanschluss (4) verbunden. Darüber hinaus ist die dritte Schaltgruppe (8) eines Teilumrichtersystems (5) mit der ersten Schaltgruppe (6) desselben Teilumrichtersystems (5) und mit der zweiten Schaltgruppe (7) desselben Teilumrichtersystems (5) verbunden.

Abstract translation: 这个安排有d.c. 具有串联的2个电容器，每个相的2个主子和一个辅助连接和一个子整流器系统，每个具有3个开关组。 每组有2个电源开关串联。 每个第一组连接到第一个主要和辅助连接，每个第二组连接到第二个主要和辅助连接。 每个第三组连接到其副逆变器系统的第一组和第二组。 电路有直流电 电路（1）具有与第一和第二主连接（2,3）和辅助连接（4）串联的两个电容器和每相的子整流器系统，每个具有三个开关组。 每个开关组由两个串联的功率半导体开关构成。 每个第一组（6）连接到第一主连接和辅助连接，每个第二组（7）连接到第二主连接和辅助连接。 每个第三组（8）连接到相同子逆变器系统的第一组和第二组。

公开(公告)号：EP1336990A1

公开(公告)日：2003-08-20

申请号：EP02405110.4

申请日：2002-02-14

Applicant: ABB RESEARCH LTD.

Inventor： Meysenc, Luc ,  Hamidi, Amina ,  Joerg, Pieder ,  Akdag, ALper

IPC: H01L23/04 ,  H05K5/06 ,  H05K7/14

CPC classification number: H01L23/04 ,  H01L23/053 ,  H01L23/10 ,  H01L23/62 ,  H01L2924/0002 ,  H01L2924/13055 ,  H05K5/06 ,  H05K7/1432 ,  H01L2924/00

Abstract: In einem Gehäuse für ein Hochspannungsfestes Leistungshalbleitermodul mit einem teilweise mit einem Isolationsmaterial (4) gefüllten Gehäuse, einem vom Isolationsmaterial (4) bedeckten Leistungshalbleiterbauelement (7), einem gasgefüllten Volumen (30) in einem Inneren des Gehäuses, einer an das gasgefüllte Volumen (30) grenzenden Oberfläche (5) des Isolationsmaterials, mindestens einer ersten elektrischen Zuleitung (1) und einer zweiten elektrischen Zuleitung (2), welche durch das gasgefüllte Volumen (30) und die Oberfläche (5) in das Isolationsmaterial (4) geführt sind, werden Kriechströme zwischen der ersten elektrischen Zuleitung (1) und der zweiten elektrischen Zuleitung (2) auf der Oberfläche (5) dadurch unterbunden, dass eine elektrisch isolierende Ausformung einer Gehäusewand (31, 32, 33) in einem Bereich zwischen der ersten elektrischen Zuleitung (1) und der zweiten elektrischen Zuleitung (2) in die Oberfläche (5) des Isolationsmaterials (4) eingesenkt ist.

Abstract translation: 该装置具有部分地填充有绝缘材料的壳体，由绝缘材料覆盖的功率半导体部件，由绝缘材料表面界定的充气体积，通过气体填充体积馈入绝缘材料的第一和第二供电引线 以及用于在供给引线之间的区域中延伸或消除绝缘材料表面上的泄漏路径的装置。 该装置具有部分地填充有绝缘材料（4）的壳体，由绝缘材料覆盖的功率半导体部件（7），由绝缘材料的表面（5）限定的充气体积（30），至少一个第一电 供给引线（1）和通过气体填充的体积进入绝缘材料的第二供应引线（2）和用于在绝缘材料的区域内延伸或消除绝缘材料表面上的泄漏路径的装置（34） 第一和第二供应引线凹入表面。

公开(公告)号：EP1750363A1

公开(公告)日：2007-02-07

申请号：EP05405462.2

申请日：2005-08-03

Applicant: ABB RESEARCH LTD.

Inventor： Meysenc, Luc ,  Stefanutti, Philippe ,  Noisette, Philippe ,  Hugo, Nicolas ,  Akdag, Alper

IPC: H02M7/219

CPC classification number: H02M7/219 ,  H02M5/297 ,  H02M7/4807 ,  H02M7/49 ,  H02M2001/0074

Abstract: The present invention is concerned with a power supply system for railway traction applications including a multilevel AC/DC converter. The converter comprises a plurality of series-connected single-stage cycloconverters or direct AC frequency converters (20, 20', 20") connected between an AC supply line (11) and a traction transformer (21). The transformer is operable at a transformer nominal frequency below 3 kHz and above the AC line frequency. On the secondary side of the transformer, more than one parallel-connected secondary converter (22, 22', 22") are provided and connected to a DC link (23). In case of failure of one of the secondary converters, the multilevel AC/DC converter may continue to operate with reduced power delivered by the remaining operating levels.

Abstract translation: 本发明涉及一种包括多电平AC / DC转换器的铁路牵引应用的供电系统。 转换器包括多个串联连接的单级循环变频器或连接在AC供电线路（11）和牵引变压器（21）之间的直接AC变频器（20,20'，20“），变压器可在 变压器额定频率低于3 kHz，高于交流线路频率，在变压器的次级侧，提供多个并联连接的二次转换器（22,22'，22“）并连接到直流母线（23）。 在二次转换器之一发生故障的情况下，多电平AC / DC转换器可以继续以由剩余操作电平传送的功率降低来运行。

公开(公告)号：EP1750361A1

公开(公告)日：2007-02-07

申请号：EP05405464.8

申请日：2005-08-03

Applicant: ABB Research Ltd

Inventor： Stefanutti, Philippe ,  Hugo, Nicolas ,  Meysenc, Luc ,  Noisette, Philippe ,  Piazzesi, Alice

IPC: H02M7/217 ,  B60L9/28

CPC classification number: H02M7/483 ,  H02M7/003

Abstract: The present invention is concerned with the provision of the necessary power to the gate-drives controlling the semiconductor devices of a multilevel converter used in railway traction applications. A power loop with a power-loop emitter and a power-loop receptor located in different housings and connected via a power-loop conductor that is at least partially exterior to both housings is proposed. By means of a current transformer inductively coupling the conductor to the emitter or receptor, the power-loop also provides for electrical insulation between the emitter and the receptor. The fact that emitter and receptor are distant from each other offers greater flexibility in the positioning and design of the galvanic separation between the emitter and the receptor or the supplied gate-drive, respectively. In particular, the local voltages of converter levels ranging up to the supply voltage of e.g. 21 kV RMS of the multilevel converter can thus be insulated from the global earth potential of the power-loop emitter. Several power-loop receptors can be coupled to the same power-loop conductor and thus fed by the same power-loop emitter.

Abstract translation: 本发明涉及向控制铁路牵引应用中使用的多电平转换器的半导体器件的栅极驱动器提供必要的电力。 提出了具有功率环路发射器和功率回路接收器的功率回路，该功率回路接收器位于不同的壳体中，并且经由至少部分地外部的两个壳体的功率回路导体连接。 通过将导体感应耦合到发射极或受体的电流互感器，功率回路也提供发射极和受体之间的电绝缘。 发射极和受体彼此远离的事实分别在发射器和受体或所提供的栅极驱动之间的电隔离的定位和设计方面提供了更大的灵活性。 特别地，转换器电平的局部电压范围直到例如电源电压。 因此，多电平转换器的21 kV RMS可以与功率环路发射极的全局地电位绝缘。 几个功率环路接收器可以耦合到相同的功率环路导体，因此由相同的功率环路发射器馈电。

公开(公告)号：EP1750360A1

公开(公告)日：2007-02-07

申请号：EP05405461.4

申请日：2005-08-03

Applicant: ABB Research Ltd

Inventor： Meysenc, Luc ,  Noisette, Philippe ,  Stefanutti, Philippe ,  Biller, Peter ,  Hugo, Nicolas

IPC: H02M7/00 ,  B60L9/28 ,  H01F27/12 ,  H05K7/20

CPC classification number: H05K7/20927 ,  H01F27/12 ,  H01F27/40 ,  H02M7/483

Abstract: The present invention is concerned with the cooling of a medium voltage multilevel power electronic converter for converting a single-phase high voltage of a supply line to a lower voltage of a DC link in railway traction applications. The proposed unique cooling circuit is based on the use of the same cooling fluid to cool both the transformer and the power converters of the multilevel converter. This allows to save at least one circulation pump and one heat exchanger as compared to two separate cooling circuits for the converters and the transformer. Due to its intrinsic insulating properties, oil is used as a preferred coolant. Additionally, as the power semiconductor modules are in good thermal and likewise electrical contact with cold plates that are part of the cooling circuit, the cold plates of the different converter levels are at different electrical potential and have to be insulated against each other and against ground potential by means of insulating sections provided in the pipes guiding the coolant to the individual converter levels.

Abstract translation: 本发明涉及用于将铁路牵引应用中的供给线的单相高压转换为直流母线的较低电压的中压多电平电力电子转换器的冷却。 所提出的独特的冷却回路基于使用相同的冷却流体来冷却多电平转换器的变压器和功率转换器。 与转换器和变压器的两个独立的冷却回路相比，这样可以节省至少一个循环泵和一个热交换器。 由于其固有的绝缘特性，油被用作优选的冷却剂。 另外，由于功率半导体模块具有良好的热性，并且与作为冷却回路的一部分的冷板同样地电接触，所以不同转换器级的冷板具有不同的电势，并且必须彼此绝缘并抵抗地面 通过设置在将冷却剂引导到各个转换器级的管道中的绝缘部分的电位。

公开(公告)号：EP1645885A1

公开(公告)日：2006-04-12

申请号：EP04405635.6

申请日：2004-10-08

Applicant: ABB RESEARCH LTD.

Inventor： Akdag, Alper ,  Stefanutti, Philippe ,  Meysenc, Luc ,  Hugo, Nicolas

IPC: G01R19/175 ,  H02M7/42

CPC classification number: H02M1/083 ,  G01R19/175 ,  H02M7/53871

Abstract: Ein Umrichter wird mit mindestens zwei Stromrichterzweigen betrieben, wobei der Strom abwechselnd über mindestens einen ersten und über mindestens einen zweiten Stromrichterzweig fliesst. Der Zeitpunkt eines Stromnulldurchgangs in dem Umrichter wird dadurch bestimmt, dass der Strom mittels einer Vorrichtung zur Bestimmung des Zeitpunkts des Stromnulldurchgangs gemessen wird, der gemessene Stromwert in der Vorrichtung mit einem Strom-Schwellwert verglichen wird und anhand des Zeitpunkts, an dem der Stromwert den Wert des Strom-Schwellwerts vor dem Stromnulldurchgang erreicht, eine voraussichtliche Zeitdauer t von dem Erreichen des Strom-Schwellwerts bis zum Erreichen des Stromnulldurchgangs mittels der Vorrichtung berechnet wird.

Abstract translation: 通过设备测量，电流在器件中与当前阈值（Iset）进行比较，器件使用电流达到当前过零点之前的当前阈值的值，以确定估计持续时间 （Δt）达到当前阈值直到达到当前过零点。 还包括以下独立权利要求：（A）用于确定当前零交叉的时间的装置; （B）和具有电力转换器分支的电压变换器。

公开(公告)号：EP1398861A1

公开(公告)日：2004-03-17

申请号：EP02405799.4

申请日：2002-09-13

Applicant: ABB RESEARCH LTD.

Inventor： Meysenc, Luc ,  Wieser, Rudolf

IPC: H02H7/122

CPC classification number: H02M7/487 ,  H02H7/1225

Abstract: Es wird eine Umrichterschaltung zur Schaltung von n Spannungsniveaus, wobei n ≥ 3 ist, angegeben, bei dem n-2 Verschaltpunkte (10) vorgesehen sind, wobei jedem Verschaltpunkt (10) jeweils eine Klemmschaltgruppe (8) aus jedem Teilumrichtersystem (5) der Umrichterschaltung zugeordnet ist und die zugeordneten Klemmschaltgruppen (8) mit Klemmschaltgruppenanschlüssen (9) am zugehörigen Verschaltpunkt (10) miteinander verbunden sind. Zwischen jedem Verschaltpunkt (10) und einem zugeordneten Teilanschluss (4) eines Gleichspannungskreises (1) ist ein Stromsensor (12) eingeschaltet, wobei jeder Stromsensor (12) mit einer Stromüberwachungseinrichtung (13) einer Ansteuerschaltung (11 ) verbunden ist. Darüber hinaus ist ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Umrichterschaltung angegeben.

Abstract translation: 电路有直流电 具有第一和第二主连接（2,3）和子连接（4）的串联电容器的电压电路（1）以及具有带有双向功率半导体开关的第一和第二开关组的至少两个子转换器系统，电流传感器 （12）在接线点（10）和相关联的子连接器之间。 具有电流监测装置的每个电流传感器连接到用于开关组的控制电路。AN还包括以下的独立权利要求：（a）用于切换多于3个电压电平的逆变器电路的操作方法。