CN101904000B - 功率电路 - Google Patents

功率电路 Download PDF

Info

Publication number
CN101904000B
CN101904000B CN200880121476.3A CN200880121476A CN101904000B CN 101904000 B CN101904000 B CN 101904000B CN 200880121476 A CN200880121476 A CN 200880121476A CN 101904000 B CN101904000 B CN 101904000B
Authority
CN
China
Prior art keywords
storage heater
power circuit
power switch
power
driver element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200880121476.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101904000A (zh
Inventor
G·米肯费尔德
S·波利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN101904000A publication Critical patent/CN101904000A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101904000B publication Critical patent/CN101904000B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0209—External configuration of printed circuit board adapted for heat dissipation, e.g. lay-out of conductors, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3011—Impedance
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/06—Thermal details
    • H05K2201/066—Heatsink mounted on the surface of the PCB
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09654—Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
    • H05K2201/09781—Dummy conductors, i.e. not used for normal transport of current; Dummy electrodes of components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10166—Transistor

Abstract

用于触发汽车雨刷设备的驱动单元的功率电路(10)具有用于触发驱动单元的功率开关(14)。按本发明，用于接收在驱动单元卡住的情况下积累在功率开关(14)中的热量的蓄热器(16)与功率开关(14)进行热连接。在功率开关(14)突然放热时，大部分所产生的热量能够快速散发到蓄热器(16)上，从而能够将功率开关(14)的尺寸设计得较小，并且功率电路(10)实现了高欧姆的功率开关(14)的使用。

Description

功率电路
技术领域
本发明涉及一种用于触发汽车雨刷设备的驱动单元的功率电路，借助于该功率电路例如能够控制雨刷器的运动。
背景技术
由WO 00/46082公开了一种用于触发汽车雨刷设备的驱动单元的功率电路。为了触发该驱动单元设置了功率开关。
在这种功率电路中，必须如此设计所述功率开关的尺寸，使得其即使在驱动单元卡住时、例如当雨刷器在冬天冻结在有待擦拭的玻璃上时也不会发生故障。为了在驱动单元卡住的情况下能够可靠地承受突然出现的功率峰值而不会发生故障，所述功率开关有意识地进行过度设计，使得该功率开关具有相应低欧姆的电阻。这引起了制造成本的提高。
发明内容
本发明的任务是提供一种用于触发汽车雨刷设备的驱动单元的功率电路，该功率电路实现了高欧姆的功率开关的使用。
该任务的解决方案按本发明由一种功率电路实现。按本发明的用于触发汽车雨刷设备的驱动单元的功率电路具有用于触发驱动单元的功率开关，其特征在于，用于接收在驱动单元卡住的情况下积累在功率开关中的热量的蓄热器与所述功率开关进行热连接。
按本发明的用于触发汽车雨刷设备的驱动单元的功率电路具有用于触发驱动单元的功率开关，该功率开关与蓄热器进行热连接，该蓄热器用于接收在驱动单元卡住的情况下积累在功率开关中的热量。
通过该蓄热器能够散发出在功率开关中突然出现的热量并且尤其与功率开关隔开地存储所述热量。在此，利用这样的认识，即在驱动单元卡住的情况下由热量引起功率开关的显著负载并且所述功率开关的尺寸取决于在卡住情况下最大出现的温度。通过所述蓄热器能够降低功率开关中最大出现的温度，使得所述功率开关的尺寸能够设计得较小并且该功率电路实现了高欧姆的功率开关的使用，由此降低了功率电路的制造成本。
此外，通过所述蓄热器不需要仅仅通过自然的对流来实现功率开关中所需要的温度降低，从而不需要安置在功率开关上的冷却体。与冷却体相比较，能够通过蓄热器更快地实现温度降低，从而已经能够提早地散发出热量并且实现更低的最大温度。也不需要仅仅通过连接的导线和/或电路板来散发热量，该导线和/或电路板具有明显更小的导热能力和/或热容，从而通过蓄热器能够更快地散发出功率开关的更多的热量。在确定的温度下每单位时间的热能的平均的热功率通过蓄热器尤其与能够由导线和电路板散发出的热功率相比大了一个因数f，其中对于因数f，f≥1.2，尤其f≥1.8，优选f≥2.5并且特别优选f≥4.0。此外，与功率开关热连接的蓄热器散发出了由功率开关的欧姆电阻引起的热量。尤其所述功率开关的变热明显更慢，从而在功率开关会具有临界温度之前例如能够由监控软件用合适的传感机构及时地探测到所述驱动单元的卡住，因为在功率开关的温度较低时就已经能够进行紧急切断。
优选所述蓄热器主要由金属材料制成，从而能够特别快速地实现热量传送到蓄热器的内部。这导致热量在蓄热器中更好的分布，从而所述蓄热器的平均外部温度上升得相应更慢，并且在驱动单元卡住的情况下将功率开关到蓄热器的大的温度落差保持特别长的时间。所述蓄热器尤其基本上由铜或者铜合金制成。
所述蓄热器尤其具有紧凑的实心成形的几何形状，由此该蓄热器的各个部分区域具有相互间良好的热接触。这简化了蓄热器内部的热量分布，从而避免高的外部温度。额外地避免了与蓄热器其余区域相比具有高的热量输送流的瓶颈。
所述蓄热器特别优选的是基本上方形的，由此实现了可以容易制造的紧凑的结构形式，该结构形式能够特别简单地在与功率开关热接触的情况下布置在共同的电路板上。
所述蓄热器尤其具有比功率开关的平均导热能力更高的导热能力。由于蓄热器的更高的导热能力能够将热量特别快速地从功率开关导向蓄热器。
蓄热器尤其能够通过补焊、尤其积聚焊料来制成。这实现了特别简单的制造，方法是例如能够在将所需要的电导线焊接到电路板上时通过以下方法产生所述蓄热器，即确定的位置多次设置导体电路，从而产生多层导体电路，该导体电路构成了实心的并且紧凑的蓄热器。
所述功率开关和蓄热器优选与共同的电路板连接，并且该功率开关尤其通过电导线与蓄热器连接。由此，所述电导线能够同时承担作为导热体的功能并且将在功率开关中产生的热量传向优选隔开布置的蓄热器。不需要蓄热器和功率开关之间绝缘的连接。此外，电路板本身能够接收一部分热量并且通过其较大的表面借助于自然的对流散发到周围环境中。
所述功率开关尤其可以具有场效应晶体管，尤其是MOSFET。由此能够构成成本更低廉的功率开关。与两级的晶体管相反，尤其能够提供具有正温度系数的功率开关，该功率开关在驱动单元卡住的情况下在电流太高时变热并且获得高欧姆的电阻。这引起了自动地限制电流直到功率开关再次冷却，其中热连接的蓄热器阻止了太强烈的变热。
特别优选地设置了表明驱动单元卡住的信号线路，其中尤其能够根据蓄热器的温度用信号加载所述信号线路。由此，不需要监控驱动单元本身，而是设置可简单实现的集成电路。在此尤其利用这一点，即所述蓄热器的温度是卡住的驱动单元的尺度，其中不需要维护措施的短时间的卡住被自动忽略。
此外，本发明涉及一种用于运行汽车雨刷设备的驱动装置，该驱动装置具有用于驱动至少一个雨刷器的驱动单元以及与该驱动单元连接的用于触发驱动单元的功率电路，其中该功率电路能够像前面所描述的一样进行构造以及改进。借助于与功率开关热连接的蓄热器，能够将功率开关构造成高欧姆的并且能够将驱动装置构造成成本更低廉的。
附图说明
下面参照附图根据优选的实施例对本发明进行详细解释。
其中：
图1是按本发明的功率电路的示意性的剖视图。
具体实施方式
在图1中示出的功率电路10具有电路板12，功率开关14例如MOSFET与该电路板连接。此外，铜制立方体形式的蓄热器16与电路板12连接。在此，该蓄热器可以布置在电路板12的与功率开关14所布置的相同的一侧，并且/或者布置在电路板12的背对功率开关14的一侧。所述蓄热器16与功率开关14隔开布置并且通过导热体18和/或导体电路20与功率开关14进行热连接，其中功率开关切换汽车雨刷设备的没有示出的驱动单元。在功率开关14突然放热时，大部分所产生的热量能够快速散发到蓄热器16上，从而能够将功率开关14的尺寸设计得如此小，使得功率开关14能够设计成更高欧姆的并且由此设计成成本更低廉的。

Claims (13)

1.用于触发汽车雨刷设备的驱动单元的功率电路，该功率电路具有用于触发驱动单元的功率开关(14)，其特征在于，用于接收在驱动单元卡住的情况下积累在功率开关(14)中的热量的蓄热器(16)与所述功率开关(14)进行热连接，其中，所述蓄热器(16)能够通过补焊来制造。
2.按权利要求1所述的功率电路，其特征在于，所述蓄热器(16)由金属材料制成。
3.按权利要求1或2所述的功率电路，其特征在于，所述蓄热器(16)具有紧凑的实心成形的几何形状。
4.按权利要求1所述的功率电路，其特征在于，所述蓄热器(16)是方形的。
5.按权利要求1所述的功率电路，其特征在于，所述蓄热器(16)具有比功率开关(14)的平均的导热能力更高的导热能力。
6.按权利要求1所述的功率电路，其特征在于，所述功率开关(14)和所述蓄热器(16)与共同的电路板(12)连接。
7.按权利要求1所述的功率电路，其特征在于，所述功率开关(14)具有场效应晶体管。
8.按权利要求1所述的功率电路，其特征在于，设置了表明驱动单元卡住的信号线路。
9.按权利要求1所述的功率电路，其特征在于，所述蓄热器(16)能够通过积聚焊料来制造。
10.按权利要求6所述的功率电路，其特征在于，所述功率开关(14)通过电导线(20)与蓄热器(16)连接。
11.按权利要求7所述的功率电路，其特征在于，所述功率开关(14)具有MOSFET。
12.按权利要求8所述的功率电路，其特征在于，能够根据蓄热器(16)的温度用信号加载所述信号线路。
13.用于运行汽车雨刷设备的驱动装置，该驱动装置具有用于驱动至少一个雨刷器的驱动单元以及与驱动单元连接的按权利要求1到12中任一项所述的用于触发驱动单元的功率电路(10)。
CN200880121476.3A 2007-12-21 2008-10-27 功率电路 Active CN101904000B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007062167A DE102007062167A1 (de) 2007-12-21 2007-12-21 Leistungsschaltung
DE102007062167.3 2007-12-21
PCT/EP2008/064535 WO2009083293A1 (de) 2007-12-21 2008-10-27 Leistungsschaltung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101904000A CN101904000A (zh) 2010-12-01
CN101904000B true CN101904000B (zh) 2014-02-05

Family

ID=40111113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880121476.3A Active CN101904000B (zh) 2007-12-21 2008-10-27 功率电路

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100238633A1 (zh)
EP (1) EP2225775A1 (zh)
CN (1) CN101904000B (zh)
DE (1) DE102007062167A1 (zh)
RU (1) RU2492077C2 (zh)
WO (1) WO2009083293A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160046759A (ko) * 2013-03-15 2016-04-29 핀식스 코포레이션 전력 변환 시스템들에서 열을 제어하기 위한 방법 및 장치
AT518872B1 (de) * 2016-07-06 2018-02-15 Zkw Group Gmbh Bestückung von thermisch hochleistungsfähigen Bauteilen zu Wärmespreizung
RU2677633C1 (ru) * 2017-12-12 2019-01-18 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") Конструкция многослойных печатных плат со встроенным теплоотводом
RU196103U1 (ru) * 2019-09-05 2020-02-17 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Теплоаккумулирующее устройство
DE102019215523A1 (de) * 2019-10-10 2021-04-15 Vitesco Technologies GmbH Leistungshalbleiterbauteil sowie Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauteils

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000046082A1 (de) * 1999-02-01 2000-08-10 Robert Bosch Gmbh Scheibenwischerantriebsanordnung
WO2006044757A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-27 Trico Products Corporation Of Tennessee Dual mode motor controller for a vehicle window wiper system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2500959A1 (fr) * 1981-02-27 1982-09-03 Thomson Csf Boitier de dispositif electronique a forte dissipation thermique
US4663575A (en) * 1986-02-21 1987-05-05 United Technologies Automotive, Inc. Speed control for a window wiper system
DE4021663A1 (de) * 1990-07-07 1992-01-09 Mulfingen Elektrobau Ebm Ansteuerschaltung mit blockierschutz-einrichtung fuer einen kollektorlosen gleichstrommotor
US5153449A (en) * 1990-08-28 1992-10-06 Milwaukee Electric Tool Corporation Heatsink bus for electronic switch
US5363552A (en) * 1993-07-23 1994-11-15 Eaton Corporation Method of heat sinking and mounting a solid-state device
DE4326506A1 (de) * 1993-08-06 1995-02-09 Bosch Gmbh Robert Elektrisches Gerät, insbesondere Schalt- oder Steuergerät für Kraftfahrzeuge
DE19523010A1 (de) * 1995-04-25 1996-11-07 Duerrwaechter E Dr Doduco Schaltungsanordnung aus einem Leistungshalbleiter und einer Ansteuerschaltung dafür
US6239502B1 (en) * 1999-11-22 2001-05-29 Bae Systems Controls Phase change assisted heat sink
US6812562B2 (en) * 1999-12-30 2004-11-02 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for surface mounted power transistor with heat sink
US6483706B2 (en) * 2000-12-22 2002-11-19 Vlt Corporation Heat dissipation for electronic components
US6759278B2 (en) * 2000-12-22 2004-07-06 Texas Instruments Incorporated Method for surface mounted power transistor with heat sink
DE10259732A1 (de) * 2002-12-19 2004-07-01 Delphi Technologies, Inc., Troy Scheibenwischersteuerung
GB2422249A (en) * 2005-01-15 2006-07-19 Robert John Morse Power substrate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000046082A1 (de) * 1999-02-01 2000-08-10 Robert Bosch Gmbh Scheibenwischerantriebsanordnung
WO2006044757A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-27 Trico Products Corporation Of Tennessee Dual mode motor controller for a vehicle window wiper system

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007062167A1 (de) 2009-06-25
WO2009083293A1 (de) 2009-07-09
RU2010129546A (ru) 2012-02-27
US20100238633A1 (en) 2010-09-23
EP2225775A1 (de) 2010-09-08
RU2492077C2 (ru) 2013-09-10
CN101904000A (zh) 2010-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101904000B (zh) 功率电路
CN100408382C (zh) 交通工具电气保护装置及利用该装置的系统
CN100365751C (zh) 过热保护型控制装置、预装配致动装置及电加热装置
CN103477498B (zh) 电连接元件
WO2005089019A3 (de) Flächiges heizelement
CN103975410A (zh) 大电流用自复型保险丝
CN1891013A (zh) 用于汽车的电加热装置
CN102390356B (zh) 汽车雨刮电机自动回位系统
KR102534999B1 (ko) 차량 탑재용 로컬 네트워크 시스템
US20120282820A1 (en) Terminal for accumulator cells
CN103050335A (zh) 电流断开装置
EP3594556B1 (de) Led-leuchte für ein fahrzeug und fahrzeug mit einer led-leuchte
CN101847858B (zh) 报警可靠的防雷保险丝及其浪涌过电压保护装置
KR101534277B1 (ko) 가용성 링크
CN201936765U (zh) 汽车玻璃升降控制开关
CN213520335U (zh) 一种扁平电连接元件及车窗玻璃总成
CN110936906B (zh) 汽车保险盒、汽车保护系统和汽车
CN211008824U (zh) 一种尿素泵
CN214505728U (zh) 电池包和具有它的车辆
CN112406543A (zh) 板碰撞监测方法、板、电池包和车辆
CN201226258Y (zh) 复合绝缘管形母线
JP4515995B2 (ja) 開閉スイッチ
CN211669331U (zh) 电池单体电压采集结构及电压采集装置
CN216636109U (zh) 一种车门结构及车辆
CN220884058U (zh) 车辆电源线束系统及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant