用于電設(shè)備的控制模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電設(shè)備的控制模塊，和包括這樣的控制模塊的加熱裝置，該加熱裝置特別是用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛，還涉及一種用于制造這樣的模塊的方法。
[0002]本發(fā)明特別地應(yīng)用于添加式電加熱裝置的技術(shù)領(lǐng)域。這樣的加熱裝置特別用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛起動(dòng)的頭幾分鐘，在發(fā)動(dòng)機(jī)不足夠熱以確保將熱空氣供應(yīng)到車(chē)輛內(nèi)部中時(shí)。對(duì)于柴油式發(fā)動(dòng)機(jī)，該變暖(warm-up)時(shí)間例如是15至20分鐘的時(shí)間。
【背景技術(shù)】
[0003]這樣的添加式加熱裝置通常包括支撐框架，在其上安裝有平行的加熱模塊，所述加熱模塊布置為被要被加熱的空氣流通過(guò)。
[0004]每個(gè)加熱模塊包括兩個(gè)電極，在這兩個(gè)電極之間布置有正溫度系數(shù)類型的電阻元件。兩個(gè)相對(duì)的熱沉固定到電極上，以便增加與要被加熱的空氣流的交換表面積。熱沉例如通過(guò)褶皺或波紋式金屬帶形成。
[0005]每個(gè)加熱模塊由此包括電連接至電池正端子的正端子，以及經(jīng)由功率晶體管電連接至電池負(fù)端子的負(fù)端子，該功率晶體管諸如具有金屬氧化物柵極的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，還稱為 MOSFET。
[0006]更特別地，每個(gè)MOSFET釬焊到控制模塊的印刷電路板上，該控制模塊也稱為“驅(qū)動(dòng)器”?？刂颇K安裝在固定至支撐框架的外殼中。
[0007]每個(gè)MOSFET包括稱為漏極且連接至相應(yīng)加熱模塊的負(fù)端子的第一端子，稱為源極且連接至電池的接地端或負(fù)端子的第二端子，以及稱為柵極且用作用于控制信號(hào)的輸入端的第三端子，該控制信號(hào)使得可以控制MOSFET的斷開(kāi)和閉合。
[0008]不同的電連接可特別地通過(guò)導(dǎo)體棒提供，這些導(dǎo)體棒通過(guò)電絕緣裝配件機(jī)械地連接在一起，所述裝配件固定到印刷電路板上。
[0009]這樣的加熱裝置特別地從申請(qǐng)人名下的文獻(xiàn)FR 2954606已知。
[0010]當(dāng)MOSFET斷開(kāi)時(shí)，沒(méi)有電流流動(dòng)通過(guò)相應(yīng)的電阻元件。相反，當(dāng)MOSFET閉合時(shí)，電流通入到電阻元件中，以便提供熱沉的和電極的加熱。
[0011]當(dāng)MOSFET閉合時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)其處于導(dǎo)通狀態(tài)，其具有不可忽視的電阻Rdson。因?yàn)橥ㄈ氲組OSFET和電阻元件中的電流相對(duì)較大，在正常操作中，不可忽視的熱量(2至3瓦)通過(guò)MOSFET消散。
[0012]還存在非常低的、MOSFET被損壞且然后處于短路狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)。在該情況下，被消散的熱量較大，例如是20至30瓦的量級(jí)。
[0013]在這兩種情況下，建議的是確保由此通過(guò)每個(gè)MOSFET產(chǎn)生的熱不損壞印刷電路板的其他電子部件。
[0014]對(duì)此，已知的實(shí)踐是把將MOSFET連接至加熱模塊負(fù)端子的導(dǎo)體棒的一部分放置在空氣流中，從而由MOSFET消散的熱的一部分經(jīng)由該空氣流釋放。
[0015]還已知的實(shí)踐是設(shè)置局部圍繞MOSFET的大體U形的縫隙，以便限制熱朝向印刷電路板的其他電子部件傳導(dǎo)。但是，這些縫隙不足以減小這些傳導(dǎo)現(xiàn)象，且依然存在周?chē)娮硬考踊娘L(fēng)險(xiǎn)，特別是當(dāng)希望尋求高功率加熱模塊或當(dāng)至少一個(gè)MOSFET被損壞時(shí)。實(shí)際上，熱可依然經(jīng)由位于支撐MOSFET的印刷電路板的一些部分和印刷電路板其余部分之間的材料橋被傳導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目的特別是提供一種針對(duì)該問(wèn)題的簡(jiǎn)單、有效和經(jīng)濟(jì)的解決方案。
[0017]為此，本發(fā)明提出一種用于電設(shè)備的控制模塊，其包括印刷電路板和至少一個(gè)功率電子部件，印刷電路板上安裝有電和電子部件，其特征在于，功率電子部件與印刷電路板分開(kāi)，且利用至少一個(gè)電連接構(gòu)件相對(duì)于所述印刷電路板被保持，所述電連接構(gòu)件固定到印刷電路板上且連接至功率電子部件的端子中的一個(gè)。
[0018]通過(guò)功率電子部件與印刷電路板分離或遠(yuǎn)離，避免了熱通過(guò)傳導(dǎo)而到其他電子部件的任何傳遞。因此避免這些電子部件的任何劣化風(fēng)險(xiǎn)。此外，功率電子部件經(jīng)由電連接構(gòu)件機(jī)械地附連到印刷電路板使得可以形成一體組件，該組件能例如在外殼內(nèi)被簡(jiǎn)單地處理和安裝。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一特征，功率電子部件是功率晶體管，例如具有金屬氧化物柵極的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0020]這樣的晶體管通常被高電流通過(guò)，且因此在開(kāi)通狀態(tài)產(chǎn)生熱，該熱特別是其電阻的函數(shù)。通過(guò)與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明使得可以利用MOSFET類型的晶體管，其在開(kāi)通狀態(tài)具有較高電阻Rdson，且因此較便宜，和/或利用被非常高的電流通過(guò)的晶體管。
[0021]第一連接構(gòu)件可電連接至功率電子部件的第一端子，第二連接構(gòu)件電連接至功率電子部件的第二端子，這兩個(gè)連接構(gòu)件經(jīng)由電絕緣裝配件機(jī)械地連接至彼此，所述支撐裝配件固定到印刷電路板上。
[0022]此外，功率電子部件可安裝在基板上，該基板大體在印刷電路板的平面中延伸，所述印刷電路板通過(guò)縫隙與所述基板分開(kāi)。
[0023]在該情況下，所述縫隙是U形的，且通過(guò)其端部在印刷電路板的周邊邊緣上露出。
[0024]通過(guò)機(jī)加工可容易地制造這樣的縫隙，特別是通過(guò)銑削。
[0025]本發(fā)明還涉及一種加熱裝置，特別地用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛，包括上述類型的控制模塊、至少一個(gè)加熱模塊，所述加熱模塊包括電連接至電池的第一端子的第一端子、經(jīng)由第一電連接構(gòu)件電連接至功率電子部件的第一端子的第二端子，電池的第二端子經(jīng)由第二電連接構(gòu)件電連接至功率電子部件的第二端子。
[0026]加熱模塊的第一端子可經(jīng)由第三電連接構(gòu)件電連接至電池的第一端子，這三個(gè)連接構(gòu)件經(jīng)由固定到印刷電路板上的電絕緣裝配件機(jī)械地連接到彼此。
[0027]連接構(gòu)件例如是導(dǎo)體棒。
[0028]本發(fā)明最后涉及一種用于制造上述類型的控制模塊的方法，包括以下步驟:
[0029]-在至少一個(gè)印刷電路板上安裝一組電子部件，所述電子部件包括至少一個(gè)功率電子部件，所述印刷電路板經(jīng)由至少一個(gè)材料橋連接到面板，
[0030]-將至少一個(gè)連接構(gòu)件電連接到功率電子部件的端子，并將所述連接構(gòu)件牢固地安裝在印刷電路板上，
[0031]-機(jī)加工印刷電路板，以便將支撐所述功率電子部件的部分與印刷電路板的其余部分分開(kāi)，功率電子部件通過(guò)電連接構(gòu)件保持，通過(guò)機(jī)加工材料橋?qū)⒂∷㈦娐钒迮c面板的其余部分分開(kāi)。
[0032]通過(guò)與現(xiàn)有技術(shù)比較，根據(jù)本發(fā)明的方法提出機(jī)加工印刷電路板以便將支撐功率電子部件的部分與印刷電路板的其余部分完全分開(kāi)。該機(jī)加工可與材料橋的機(jī)加工同時(shí)完成，以便將印刷電路板與面板的其余部分分開(kāi)。
[0033]在安裝電子部件之前，面板可包括界定印刷電路板和材料橋的縫隙，以及部分地圍繞功率電子部件以將其與電子板的其余部分隔離的至少一個(gè)縫隙。
[0034]在該情況下，可通過(guò)機(jī)加工來(lái)延長(zhǎng)部分地圍繞功率電子部件的縫隙，以便將支撐功率電子部件的部分與印刷電路板的其余部分完全分開(kāi)。
[0035]此外，面板可包括多個(gè)不同的印刷電路板，每個(gè)通過(guò)至少一個(gè)材料橋連接到面板。
【附圖說(shuō)明】
[0036]在閱讀通過(guò)非限制性示例給出的、參考附圖的以下描述時(shí)，本發(fā)明將被更好地理解，本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)勢(shì)將變得清楚，在附圖中:
[0037]圖1是根據(jù)本發(fā)明的加熱裝置的前視圖，
[0038]圖2是根據(jù)本發(fā)明的控制模塊的前視透視圖，該控制模塊屬于圖1的加熱裝置，
[0039]圖3是圖2的控制模塊的一部分的后視透視圖，
[0040]圖4是圖2和3的控制模塊的一部分的橫向橫截面的示意圖，
[0041]圖5是上述控制模塊的平面圖，
[0042]圖6是屬于根據(jù)本發(fā)明的控制模塊的MOSFET的基板和印刷電路板的平面視圖，
[0043]圖7是加熱裝置的功率電配線的示意圖，
[0044]圖8是用于制造印刷電路板的面板的平面圖，
[0045]圖9是圖8的面板的一部分的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的添加式加熱裝置1，其意圖裝備機(jī)動(dòng)車(chē)輛。這樣的加熱裝置I特別用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛使用的頭幾分鐘，在發(fā)動(dòng)機(jī)不足夠熱以確保將熱空氣供應(yīng)到車(chē)輛內(nèi)部中時(shí)。
[0047]該裝置I包括平行六面體支撐框架2，在其上安裝有平行的加熱模塊3，所述加熱模塊3布置為被要被加熱的空氣流通過(guò)。利用控制模塊4 (圖2和5)或驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制加熱模塊3，所述控制模塊4或起動(dòng)器安裝在固定至支撐框架2的外殼5中。
[0048]每個(gè)加熱模塊3包括兩個(gè)電極或端子，在圖7中標(biāo)為+和_，在電極或端子之間布置有正溫度系數(shù)(PTC)類型的電阻元件6(圖7)。兩個(gè)相對(duì)的熱沉8固定到電極上，以便增加與要被加熱的空氣流的交換表面積。熱沉8例如通過(guò)褶皺或波紋式金屬帶形成。
[0049]每個(gè)加熱模塊3由此包括電連接至電池9的正端子的正端子，以及經(jīng)由功率晶體管電連接至電池9的負(fù)端子的負(fù)端子，該功率晶體管諸如具有金屬氧化物柵極的場(chǎng)效應(yīng)晶體管10，還稱為MOSFET。
[0050]控制模塊4包括印刷電路板11，在其上釬焊或安裝有不同的電部件和電子部件12，該印刷電路板包括矩形或正方形的切口 13，所述切口 13使得可以容納基板14