[发明专利]功率电子模块、用于制备这种模块的方法以及包括其的机动车辆的旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及功率电子模块及其制备方法。本发明还涉及包括该功率电子模块的机动车辆的旋转电机。

背景技术

近期，功率电子器件已经取代了过去的机电器件，用于现代旋转电机的电功率供给和控制。

无论单相或多相旋转电机，同步的或是异步的，操作为马达或操作为发电机的，一个或多个功率电子模块控制所施加的电压和电流。

机动车辆的标准装备项包括可逆旋转电机，也就是说这样的旋转电机，其适于操作为发电机，且在其联接到车辆的热机时为电池充电，以及操作为用于起动的马达、或用于在其由车载电网供电时供应增加的机械功率的马达。

该电机，往往被称为“交流发电机-起动器”，包括：

-转子，包括永磁体和/或激励电流被引入其中的场框架(field frame)；

-定子，包括相绕组，相电流在其中流通。

来自VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR公司的专利申请FR2886506非常详细地描述了三相交流发电机-起动器的机电一体化系统(mecatronics)：

-激励模块，形成控制激励电流的调节器电刷保持器；

-三个功率模块，在马达模式中产生相电流或在交流发电机模式中将相电流整流；

-控制模块，用于激励模块和功率模块。

模块，为在外部设置有连接元件的壳体形式，布置在交流发电机-起动器的后承载部上。

壳体容纳电子部件，特别地，更通常为MOSFET类型的功率晶体管，其由电力线联结在一起，所述电力线包括切片(cut plate)，特别为铜的。

在功率模块的该示例中，电力线包括端部，所述端部全部布置在该壳体的第一面附近。

电力线的端部在壳体的外部，并且以适于相绕组的端部的方式成形。

专利申请EP2536261，也来自VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR公司，描述了功率模块的另一种非常近期的示例，实施允许高强度电流流通的电力线的该相同技术，简称为IML(绝缘模制引线框架，Insulated Molded Leadframe)。

电力线的端部，为以直角弯折的薄片的形式，伸出在壳体外部，用于其与模块外部的电连接。

填充材料，例如环氧树脂或硅凝胶等，填充壳体的绕功率部件的自由内部空间。

由发明实体对交流发电机-起动器进行的新的改良需要测量每一相中的电流。

该测量没有由现有技术已知的、甚至如上面示例所示的最近期的功率模块执行。

用于测量电流强度的装置(例如接近每一相的导体的霍尔效应传感器，其本身是公知的)的实施给发明实体带来体形大的问题，因为必须对每一相安装传感器。这是发明实体试图解决的问题。

发明内容

本发明因此目的为设计一种功率电子模块，包括布置在壳体中的电子部件、和外部连接元件，所述外部连接元件包括至少一个电力线，所述电力线适于电联结到旋转电机的电力回路的电力导体，以提供对上述体积大问题的解决方案。

在本发明的一般实施例中，该功率电子模块值得注意之处在于，其壳体和用于测量在电力线中流通的电流的强度的装置的至少一个元件形成单件组件。

测量装置的该元件有利地为磁路，优选包括铁氧体。

在本发明的第一特别实施例中，该磁路优选适于围绕旋转电机的电力导体。

在本发明的第二特别实施例中，该磁路优选围绕功率电子模块的电力线。

根据本发明，磁路有利地为环形形式，或替代地，为矩形形式。

优选地，该磁路包括适于接收霍尔效应传感器的狭缝。

在该例子中，从壳体、磁路和该霍尔效应传感器形成功率电子模块的单件组件的该事实而获得益处。

霍尔效应传感器则有利地钎焊到壳体内的电子板上。

本发明还涉及用于制备展现出上述特征结构的功率电子模块的方法，值得注意之处在于，该单件组件通过包覆模制制备。

无需说，机动车辆的旋转电机将从这样的功率电子模块的集成而获得益处。

这些必要说明将使得，与现有技术相比较，由该功率电子模块提供的优点对于本领域技术人员显而易见。

将在下面结合附图的详细描述中给出本发明的详细说明。应注意的是，这些附图仅有解释描述的文字的功能，并且不以任何方式构成对本发明的范围的限制。

附图说明