электронный блок управления

Формула изобретения

1. Электронный блок управления, имеющий расположенную в закрытом корпусе печатную плату (6) с электрическими и/или электронными схемными элементами (50) и по меньшей мере один расположенный на этом корпусе (1) штекерный разъем (7,8), частично заделанные в материал корпуса контакт-детали (34, 35) которого электрически соединены с указанной печатной платой (6), отличающийся тем, что корпус (1) имеет изготовленную в виде отливки литьем под давлением рамочную корпусную деталь (2) с открытыми верхней (10) и нижней (11) сторонами, в материал которой частично залиты или заделаны образованные по меньшей мере одной штампованной решеткой (3) металлические пластинчатые проводники (33), при этом рамочная корпусная деталь (2) с нижней стороны (11) закрыта служащим в качестве теплоотвода металлическим донным элементом (4), а с верхней стороны (10) закрыта крышкой (5) и между донным элементом (4) и печатной платой (6) расположены мощные схемные элементы (50), контактные выводы (51) которых электрически соединены с печатной платой (6) и/или с пластинчатыми проводниками (33) и нижние стороны которых, образованные охлаждающими пластинками (52) и обратные по отношению к печатной плате, соединены с обеспечением теплопроводного контакта с указанным металлическим донным элементом (4).

2. Электронный блок управления по п.1, отличающийся тем, что рамочная корпусная деталь (2) имеет перемычки (21, 22), на которых выполнены крепежные приспособления (25) для мощных схемных элементов (50) и/или крепежные приспособления (24) для других электрических схемных элементов (60, 70).

3. Электронный блок управления по п.1, отличающийся тем, что контакт-детали (34, 35) по меньшей мере одного штекерного разъема (7, 8) образованы металлическими пластинчатыми проводниками (33).

4. Электронный блок управления по п.1, отличающийся тем, что печатная плата (6) расположена между пластинчатыми проводниками (33) и крышкой (5).

5. Электронный блок управления по п.4, отличающийся тем, что контактные участки (36) пластинчатых проводников, отогнутые под прямым углом относительно этих пластинчатых проводников (33) к верхней стороне (10) рамочной корпусной детали (2), проходят сквозь контактные или металлизированные отверстия в печатной плате (6) и электрически соединены с ней.

6. Электронный блок управления по п.1, отличающийся тем, что рамочная корпусная деталь с верхней (10) и/или нижней (11) стороны имеет проходящее по всему периметру уплотнение (16).

7. Электронный блок управления по п.1, отличающийся тем, что металлический донный элемент (4) имеет по меньшей мере одно углубление (41) и/или по меньшей мере одну опорную площадку (42) для прилегания к их поверхностям мощных схемных элементов (50) и/или иных электрических схемных элементов (60, 70).

8. Электронный блок управления по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что образованный рамочной корпусной деталью (2), металлическим донным элементом (4) и крышкой корпус (1) представляет собой герметично закрытый корпус.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к электронному блоку управления согласно ограничительной части независимого п.1 формулы изобретения.

Блок управления подобного типа известен из DE 19851455 А1 и используется, например, для управления приводным агрегатом с приводом от электродвигателя. Этот известный блок управления имеет выполненную из пластмассы и снабженную двумя штекерными разъемами донную корпусную деталь коробчатой формы, в которую помещают печатную плату и закрывают крышкой. Такую коробчатую донную корпусную деталь изготавливают литьем под давлением в виде отливки вместе с формируемыми на ней колодками штекерных разъемов.

Недостаток этого известного блока управления состоит в том, что размещение внутри корпуса мощных схемных элементов создает определенные проблемы, связанные с отсутствием теплоотвода и по этой причине с невозможностью отвода тепла из закрытого пластмассового корпуса в окружающее пространство. Вместе с тем размещение внутри корпуса подобного теплоотвода связано со значительными техническими трудностями и повлекло бы за собой нежелательное увеличение размеров корпуса. Таким образом, оптимальный отвод тепла в этом известном блоке управления при одновременном сохранении простоты его механической конструкции невозможен.

Преимущества изобретения

Предлагаемый в изобретении блок управления, отличительные признаки которого указаны в п.1 формулы изобретения, позволяет избежать присущих известным из уровня техники решениям недостатков. Предлагаемый блок управления допускает его экономичное изготовление из небольшого количества деталей и является исключительно компактным. Особое преимущество этого блока управления состоит том, что он имеет очень плоскую компактную форму при малой габаритной высоте и одновременно обеспечивает эффективный отвод тепла, выделяемого при работе мощными схемными элементами. Указанное преимущество достигается благодаря тому, что корпус образован открытой с обеих сторон рамочной корпусной деталью, которую с нижней открытой стороны закрывают металлическим теплоотводом, образующим донную часть корпуса, при этом расположенные в корпусе мощные схемные элементы контактируют их обратными по отношению к печатной плате сторонами, выполняющими функцию охлаждающих поверхностей, с этим теплоотводом. Контакт-детали штекерных разъемов и проводящие ток большой силы пластинчатые проводники выполнены в виде простой штампованной решетки, которую можно заделать в материал рамочной корпусной детали в процессе ее литья под давлением. Контактные выводы мощных схемных элементов предпочтительно контактируют с токопроводящими дорожками печатной платы и/или с не залитыми в пластмассу, из которой изготовлена рамочная корпусная деталь, участками штампованной решетки.

Другие предпочтительные варианты выполнения изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Так, в частности, согласно одному из предпочтительных вариантов рамочная корпусная деталь имеет перемычки, на которых выполнены крепежные приспособления для мощных схемных элементов и/или крепежные приспособления для других электрических схемных элементов. Тем самым исключается необходимость в размещении на печатной плате всех схемных элементов и создается возможность закрепить наиболее крупные, занимающие много места схемные элементы вне печатной платы на крепежных приспособлениях, предусмотренных у рамочной корпусной детали. Такая мера позволяет значительно уменьшить габаритную высоту блока управления. Кроме того, указанные перемычки не только позволяют придать всей конструкции исключительно высокую жесткость, но и упростить сборку блока управления. Так, например, на рамочной корпусной детали можно предварительно монтировать большие по размерам конденсаторы и затем устанавливать в ней печатную плату.

Предпочтительно далее, чтобы контакт-детали по меньшей мере одного штекерного разъема были образованы металлическими пластинчатыми проводниками штампованной решетки.

Кроме того, печатную плату предпочтительно располагать между пластинчатыми проводниками и крышкой. Такая компоновка позволяет электрически соединить контактные выводы мощных схемных элементов, установленных на обращенной к металлическому донному элементу стороне печатной платы, с самой этой печатной платой и/или с пластинчатыми проводниками штампованной решетки. Так, в частности, при этом создается возможность электрически соединить проводящие ток большой силы контактные выводы мощных транзисторов непосредственно с пластинчатыми проводниками, а сигнальные контактные выводы, проводящие ток небольшой силы, - непосредственно с печатной платой.

Благодаря тому, что контактные участки пластинчатых проводников, отогнутые под прямым углом относительно пластинчатых проводников к верхней стороне рамочной корпусной детали, проходят сквозь контактные или металлизированные отверстия в печатной плате и электрически соединены с ней, удается простым путем обеспечить электрическое соединение штампованной решетки с печатной платой, например пайкой погружением.

По периметру верхней и/или нижней стороны рамочной корпусной детали предпочтительно предусмотреть уплотнения, на которые соответственно устанавливаются донный элемент и крышка корпуса. В том случае, когда образованный рамочной корпусной деталью, металлическим донным элементом и крышкой корпус представляет собой герметично закрытый корпус, достигается особо эффективная защита внутреннего пространства блока управления от попадания в него влаги и от других внешних воздействий.

Дополнительно повысить компактность блока управления с приданием ему плоской формы удается благодаря тому, что металлический донный элемент имеет по меньшей мере одно углубление и/или по меньшей мере одну опорную площадку для прилегания к их поверхностям мощных схемных элементов и/или иных электрических схемных элементов.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере одного из вариантов его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - изображение в перспективе рамочной корпусной детали с частично заделанными в ее материал пластинчатыми проводниками, образованными штампованной решеткой,

на фиг.2 - штампованная решетка с пластинчатыми проводниками,

на фиг.3 - металлический донный элемент,

на фиг.4 - изображение в перспективе блока управления в сборе со снятой крышкой и

на фиг.5 - изображение блока управления по фиг.4 в виде сбоку, закрытого крышкой.

Описание варианта выполнения

Корпус 1 предлагаемого в изобретении блока управления имеет, как показано на фиг.1, образованную четырьмя боковыми стенками 12, 13, 14 и 15 корпусную деталь 2 рамочного или каркасного типа с открытыми нижней 11 и верхней 10 сторонами. С верхней 10 и нижней 11 сторон эта рамочная корпусная деталь имеет проходящее по всему периметру уплотнение 16. Рамочная корпусная деталь 2 выполнена литьем под давлением в виде пластмассовой отливки с частично заделанными или залитыми в ее материал металлическими пластинчатыми проводниками 33. Эти пластинчатые проводники 33 образованы штампованной решеткой 3, как это наглядно показано на фиг.2. Пластинчатые проводники штампованной решетки 3 образуют контакт-детали (контактные выводы) 34 первого штекерного разъема 7 и контакт-детали (контактные выводы) 35 второго штекерного разъема 8, а также проводящие полоски. Некоторые из пластинчатых проводников 33 имеют отверстия 37 под штырьковые выводы элементов электрической схемы. Концы части пластинчатых проводников 33 отогнуты под прямым углом, при этом такие отогнутые концы образуют контактные участки 36 для подсоединения этих пластинчатых проводников 33 к печатной плате 6, как это более подробно описано ниже. Штампованную решетку 3 выполняют обычной листовой штамповкой (вырубкой) с последующим удалением образующихся при штамповке перемычек, соединяющих между собой пластинчатые проводники 33. Эти соединительные перемычки можно отделять, соответственно удалять либо перед заливкой пластинчатых проводников в материал рамочной корпусной детали 2, либо уже после такой заливки через соответствующие выемки, предусматриваемые для этой цели в рамочной корпусной детали 2. Как показано на фиг.1, концевые участки пластинчатых проводников образуют контакт-детали 34 первого штекерного разъема 7 и контакт-детали 35 второго штекерного разъема 8. Как показано далее на фиг.1, рамочная корпусная деталь 2 имеет перемычки 21, 22, сформированные на внутренних сторонах ее боковых стенок 12-15. Пластинчатые проводники 33 могут частично располагаться в этих перемычках 22. На перемычках 21 выполнены фиксирующие или крепежные приспособления 24 для больших по размерам конденсаторов 60. Перемычки 22 имеют выполненные в виде прямоугольных вырезов (гнезд) фиксирующие или крепежные приспособления 25 для мощных транзисторов 50.

На фиг.4 блок управления показан в сборе со снятой верхней крышкой. При этом конденсаторы 60 и иные электрические схемные элементы 70 можно устанавливать в крепежные приспособления 24 перемычки 21 с открытой нижней стороны 11 рамочной корпусной детали 2. Контактные выводы 61 конденсаторов 60 и контактные выводы 71 других схемных элементов 70 вставляют в отверстия 37 пластинчатых проводников 33 и соединяют с последними, например, пайкой. Затем рамочная корпусная деталь закрывается с нижней стороны 11 показанным на фиг.3 металлическим донным элементом в виде пластины 4, которую соединяют с этой рамочной корпусной деталью приклеиванием, привинчиванием, защелкивающимися фиксаторами или иным пригодным для этой цели способом. В этой металлической донной пластине 4 предусмотрены углубления 41, контур которых согласован с контуром конденсаторов 60. После установки донной пластины 4 конденсаторы 60 оказываются частично утоплены в эти углубления 41, что позволяет придать всей конструкции блока управления более плоскую форму.

Как показано далее на фиг.4, внутри рамочной корпусной детали 2 установлена печатная плата 6 с электронными схемными элементами. Мощные транзисторы 50, каждый из которых имеет по три контактных вывода 51, электрически соединены с печатной платой 6 этими контактными выводами 51, проходящими сквозь соответствующие контактные (металлизированные) отверстия в последней. При этом соединять транзисторы с печатной платой 6 можно еще до ее установки в рамочную корпусную деталь. Кроме того, по меньшей мере некоторые из контактных выводов 51 мощных транзисторов 50 могут быть непосредственно соединены с пластинчатыми проводниками 33 штампованной решетки 3, служащими многоамперными токопроводами. С нижней стороны мощные транзисторы 50 имеют охлаждающую (теплоотводящую) пластинку 52, выполненную, например, из меди. Контактные выводы 51 мощных транзисторов 50 отогнуты под прямым углом к верхней, обратной по отношению к охлаждающей пластинке 52 стороны этих мощных транзисторов и вставлены в этом направлении в контактные отверстия печатной платы. Предпочтительно, чтобы контактные выводы 51 располагались параллельно контактным участкам 36 пластинчатых проводников, что позволяет соединять их все вместе пайкой с печатной платой за одну технологическую операцию, например пайкой погружением. Обратной по отношению к печатной плате нижней стороной 52 мощные транзисторы 50 непосредственно прилегают к опорной площадке 42 металлической донной пластины 4. Мощные транзисторы 50 можно также крепить к этой металлической донной пластине 4 теплопроводящим клеем либо с помощью иных аналогичных средств. Перемычки 22 рамочной корпусной детали предпочтительно служат также для фиксации печатной платы 6. Как показано на фиг.4, предлагаемый в изобретении электронный блок управления имеет благодаря рассмотренной выше конструкции компактную и плоскую форму несмотря на наличие в нем теплоотвода в виде донного элемента (пластины 4), при этом тепло, выделяемое мощными транзисторами 50 при их работе, непосредственно отводится в этот донный элемент (пластину 4). После установки печатной платы б блок управления закрывают с верхней стороны 10 устанавливаемой на проходящее по периметру уплотнение 16 крышкой 5, как это показано на фиг.5.