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1. (WO2019025457) ENTWÄRMUNG VON LEISTUNGSHALBLEITERSCHALTERN MIT BREITEM BANDABSTAND IN EINEM ELEKTRISCHEN UMRICHTER
Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

Patentansprüche

1. Elektrischer Umrichter (1), aufweisend

- einen Leistungshalbleiterschalter (2) mit breitem Bandab-stand aus GaN oder aus InGaN,

- ein Trägerelement (3) zur mechanischen Aufnahme des Leistungshalbleiterschalters (2) und

- ein Gehäuse (4) , in dessen Gehäuseinnenraum (5) das Trägerelement (3) mit dem Leistungshalbleiterschalter (2) angeord-net ist,

wobei der Leistungshalbleiterschalter (2) mit einer Sperrspannung von mindestens 400V, mit einer Taktfrequenz von mindestens 40kHz und mit einem Schaltstrom von mindestens 7A betreibbar ist und hierbei mindestens 60% bis zu 90% der durch den Leistungshalbleiterschalter (2) entstehenden Verlustwärme als eine erste Verlustwärme (6) zur Entwärmung an ein gasförmiges Umgebungsmedium (7) innerhalb des

Gehäuseinnenraums (5) abgeführt wird.

2. Elektrischer Umrichter (1) nach Anspruch 1, wobei der Leistungshalbleiterschalter (2) im Betrieb des elektrischen Umrichters (1) mindestens 10% bis zu 40% seiner entstehenden Verlustwärme als eine zweite Verlustwärme zur Entwärmung (8) unmittelbar an das Trägerelement (3) abgibt und von dort die zweite Verlustwärme (8) mindestens zu 85% bis zu 95% an das gasförmige Umgebungsmedium (7) innerhalb des

Gehäuseinnenraums (5) abgeführt wird.

3. Elektrischer Umrichter (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die erste Verlustwärme (6) des Leistungshalbleiterschalters (2) unmittelbar an das gasförmige Umgebungsmedium (7) innerhalb des Gehäuseinnenraums (5) abgeführt wird.

4. Elektrischer Umrichter (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Leistungshalbleiterschalter (2) im Betrieb des elektrischen Umrichters (1) mindestens 60% bis zu 90% seiner entstehenden Verlustwärme als eine dritte Verlustwärme (9) zur Entwärmung unmittelbar an ein in direktem thermischen Kontakt stehendes und ihn zumindest teilweise umschließendes wärmeleitfähiges, elektrisch nichtleitendes Material (10), insbesondere Vergussmaterial, abgibt und von dort die dritte Verlustwärme (9) mindestens zu 85% bis zu 95% an das gasför-mige Umgebungsmedium (7) innerhalb des Gehäuseinnenraums (5) abgeführt wird.

5. Elektrischer Umrichter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abführung der Verlustwärme des Leis-tungshalbleiterschalters (2) an das gasförmige Umgebungsmedium (7) im Gehäuseinnenraum (5) ausschließlich durch natürliche Konvektion erfolgt.

6. Elektrischer Umrichter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abführung der Verlustwärme des Leistungshalbleiterschalters (2) an das gasförmige Umgebungsmedium (7) im Gehäuseinnenraum (5) zumindest teilweise durch ein Mittel (13) zur Erzeugung einer erzwungenen Konvektion (14) erfolgt.

7. Elektrischer Umrichter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (4) eine oder mehrere Gehäuseöffnungen (11) aufweist, mittels der im Betrieb des elektrischen Umrichters (1) ein Austausch des erwärmten gasförmigen Umgebungsmediums (7) des Gehäuseinnenraums (5) gegen ein wei-teres gasförmiges Umgebungsmedium (12) außerhalb des Gehäuses (4) durchgeführt wird.

8. Elektrischer Umrichter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (4) mindestens zu 95~6 ein wärme leitfähiges, nichtmetallisches Material, insbesondere Kunststoff, aufweist.

9. Elektrischer Umrichter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend als Leistungshalbleiterschalter (2) mit breitem Bandabstand aus GaN oder aus InGaN einen ersten Leistungshalbleiterschalter (15) und einen oder mehrere weitere Leistungshalbleiterschaltern (16), welche an einem ersten Trägerelement (17) als Trägerelement (3) oder an einem ersten Trägerelement (17) und einem oder mehreren weiteren Trägerelementen (18) als Trägerelement (3) angeordnet sind.