CN102398553A - 具有串联连接的电阻器的电子系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种具有串联连接的电阻器的电子系统,该电子系统具有使直流电源的电压平滑化的电容器、对该电容器的电荷进行放电的电阻电路、以及将平滑化后的电压转换为三相交流电压并将该交流电压施加到马达的逆变器电路。该电阻电路具有布置在基板上的电阻器和图案化导线,使得所述导线将所述电阻器串联连接以对所述电容器的电荷进行放电。所述电阻器排列成直线。位于与所述电阻器串联的末端不相同的位置处的电阻器的电阻值低于位于所述电阻器串联的各个末端处的电阻器的电阻值。更优选地,随着一个电阻器的位置越接近所述电阻器串联的中心而将该电阻器设置为越低的电阻值。
Description
技术领域
本发明涉及具有电阻电路的电子系统,在所述电阻电路中多个电阻器相互串联连接。
背景技术
作为能够抑制电子部分的温度升高的电子系统,在已公布的日本专利首次公开第2010-73943号中公开了一种电子电路装置。该装置设置有电子电路芯片、基板和导热部件。该芯片布置在基板上。导热部件布置在芯片和基板之间,同时与芯片和基板相接触。因此,该导热部件减小了从芯片到基板的路径中的热阻。因此,可以有效地使芯片中产生的热辐射到外部,并且可以抑制芯片温度的升高。
混合动力车辆具有马达控制系统,在该马达控制系统中,与车辆的主体相绝缘的直流电源的高电压被改变成交流电压,以将该交流电压施加到车辆驱动马达。该控制系统设置有平滑电容器以使该直流高电压平滑化。当该控制系统的操作开始时,从该源供应的电荷蓄积在该电容器中,从而使得该直流高电压平滑化。此后,当该控制系统的操作结束时,该源与该电容器断开连接,并且蓄积在该电容器中的电荷被保持。因此,存在接触该电容器的人受到电击的可能性。为了避免该问题,在该系统的微型计算机的控制下,向马达供给无功功率,使得在马达中不产生扭矩。因此,该电容器中蓄积的电荷被放电。此外,作为针对该微型计算机中发生的故障的准备,该控制系统设置有电阻电路,并且该电容器的电荷通过该电阻电路被放电。
更具体地,与该电容器相并联地布置该电阻电路,使得总是以低速率对该电容器的电荷进行放电。为了将该电阻电路安装在基板上,具有相同电阻值的多个电阻器在基板上排列成一行,并且被相互串联连接作为该电阻电路。当放电电流流过该电阻电路时,每个电阻器产生热。因此,每个电阻器的温度不可避免地升高。由于每个电阻器的热辐射条件取决于该电阻器在基板上的位置和/或该电阻器对于该电阻电路的相对位置,所以位于低热辐射位置处的电阻器的温度显著升高。
为了抑制电阻器的温度升高,该电子电路装置的结构被应用于该控制系统。更具体地,导热部件布置在电阻电路和基板之间,同时与串联连接的电阻器的主体以及基板直接接触。为了提高该部件的导热性,通常使用诸如铜之类的金属材料。然而,由于串联连接的电阻器的主体与同一金属部件相接触,所以不能获得每个电阻器与其它电阻器的绝缘。也就是说,该马达控制系统不能确保接收高电压的电阻电路的电阻器之间的绝缘距离。
发明内容
本发明的目的是考虑到该传统的电子电路装置的缺点而提供一种电子系统,该电子系统具有由相互串联连接的多个电阻器构成的电阻电路,其抑制电阻器温度的升高,同时确保电阻器之间的绝缘距离。
根据本发明的一个方面,该目的是通过提供一种安装在车辆上的电子系统来实现的,该电子系统包括:平滑电容器,该平滑电容器蓄积与所述车辆的主体相绝缘的直流电源的电荷,以使该直流电源的电压平滑化;以及电阻电路,该电阻电路具有至少三个串联连接的电阻器,并对该平滑电容器中蓄积的电荷进行放电。位于与该电阻电路的电阻器串联的末端不相同的位置处的电阻器或位于与该电阻电路的电阻器串联的末端不相同的位置处的每个电阻器的电阻值低于位于该电阻电路的电阻器串联的各个末端上的两个电阻器的电阻值。
利用该电子系统的该结构,当放电电流流过该电阻电路时,在每个电阻器中产生热,并且每个电阻器接收在其它电阻器中产生的热。在此情况下,位于与所述电阻器串联的末端不相同的位置处的每个电阻器中接收的热大于位于所述电阻器串联的末端上的任一电阻器中接收的热。在此情况下,位于所述电阻器串联的末端上的两个电阻器中的每个可以容易地且快速地辐射在该电阻器中产生和接收的热。相对照地,难以辐射位于与所述电阻器串联的末端不相同的位置处的每个电阻器中产生和接收的热。因此,假定所述电阻电路的电阻器的电阻值相同,则位于与所述电阻器串联的末端不相同的位置处的电阻器中的温度升高大于位于所述电阻器串联的末端上的电阻器中的温度升高。
在本发明中,位于与所述电阻器串联的末端不相同的位置处的每个电阻器的电阻值被设置为低于位于所述电阻电路的电阻器串联的各个末端上的两个电阻器的电阻值。在此情况下,位于与所述电阻器串联的末端不相同的位置处的每个电阻器中消耗的电功率变得小于位于所述电阻器串联的末端上的任一电阻器中消耗的电功率。因此,在难以从其辐射热的每个电阻器中产生的热变得小于在容易从其辐射热的任一电阻器中产生的热。
因此,可以抑制难以从其辐射热的每个电阻器中的温度升高,并且可以将所述电阻电路的电阻器的温度升高抑制在可允许的范围内。
此外,由于电阻器中的温度升高被抑制,所以不需要在与该电阻器相接触的由金属材料形成的导热金属中接收热。因此,即使当向该电阻电路施加高电压时,仍可以可靠地确保该电阻器之间的绝缘距离。
附图说明
图1是代表根据本发明第一实施例的电子系统的马达控制系统的电路图;
图2是根据第一实施例的在基板表面上将电阻器相互串联连接的图案化导线的放大图;
图3是根据第一实施例的布置在基板的表面上的图案化部件(由虚线表示)的当从该基板的另一表面观看时的放大图;
图4是根据本发明第二实施例的在基板表面上将电阻器相互串联连接的图案化导线的放大图;以及
图5是根据第二实施例的布置在基板的表面上的图案化部件(由虚线表示)的当从该基板的另一表面观看时的放大图。
具体实施方式
将参考附图描述本发明的实施例,其中除非另外指出,否则在说明书中相似的附图标记始终表示相似的部分、部件或元件。在每个实施例中,马达控制系统作为根据本发明的电子系统而被安装在车辆上以控制车辆驱动马达。
第一实施例
图1是代表根据第一实施例的电子系统的马达控制系统的电路图。如图1所示,马达控制系统1将从高电压电池B1(即,直流电源)输出的直流(dc)高电压(例如288V)转换为三相交流(ac)电压,并将该交流电压施加到车辆驱动马达M1以控制马达M1。电池B1与车辆主体相绝缘。控制系统1具有平滑电容器10、逆变器电路11、控制电路12和电阻电路13。
电容器10蓄积从电池B1供给的电荷,以使电池B1的直流高电压平滑化。电容器10的第一端子通过继电器R10连接到电池B1的正电极,同时电容器10的第二端子通过继电器R11连接到电池B1的负电极。
逆变器电路11将由电容器10平滑化后的直流高电压转换为三相交流电压,并将该交流电压施加到马达M1。电路11具有多个npn绝缘栅双极晶体管(IGBT)110至115以及多个与相应的该开关元件并联连接的二极管。IGBT 110和113相互串联连接以形成该交流电压的u相。IGBT111和114相互串联连接以形成该交流电压的v相。IGBT 112和115相互串联连接以形成该交流电压的w相。更具体地,IGBT 110、111和112的发射极分别与IGBT 113、114和115的集电极相连接。IGBT 110和113的组、IGBT 111和114的组、以及IGBT 112和115的组相互并联连接。IGBT 110、111和112的集电极与电容器10的第一端子相连接,同时IGBT113、114和115的发射极与电容器10的第二端子相连接。IGBT 110至115的栅极与控制电路12相连接。IGBT 110和113的组、IGBT 111和114的组以及IGBT 112和115的组的串联连接点与马达M1相连接。
控制电路12根据从外部接收到的指令向相应的IGBT 110至115的基极输出控制信号,以控制IGBT 110至115。
电阻电路13总是缓慢地对电容器10的电荷进行放电。因此,在系统1的操作停止之后,电路13防止任何人受到来自电容器10的电击。电阻电路13具有按照以下顺序相互串联连接的多个电阻器130、131、132、133、134、135、136和137。位于电路13的一端的电阻器130与电容器10的第一端子相连接,同时位于电路13的另一端的电阻器137与电容器10的第二端子相连接。
将参考图2和图3描述安装在基板上的电阻电路13。图2是根据第一实施例的在基板的部分安装表面(part installing surface)上将电阻器130至137相互串联连接的图案化导线的放大图,而图3是根据第一实施例的布置在该基板的焊接表面上的图案化部件(由虚线表示)的当从该部分安装表面观看时的放大图。为了方便说明,定义排列方向上的前侧和后侧以及横向上的左右方向。
如图2和图3中所示,电阻电路13具有基板14以及在基板14的部分安装表面上从后侧到前侧按照以下顺序等间隔地排列成一行的多个图案化导线140a、140b、140c、140d、140e、140f、140g、140h和140i。电路13的电阻器130至137在基板14的部分安装表面上布置在基板14和导线140a至140i上。电阻器130至137以此顺序沿着排列方向从后侧到前侧等间隔地基本上排列成直线。电阻器130至137是在基板14上的具有相同表面积的片式电阻器。图案化导线140a将电阻器130与电容器10的第一端子相连接。图案化导线140b至140h将电阻器130至137串联连接。图案化导线140i与电阻器137相连接。
电阻电路13在基板14的与该部分安装表面相对的焊接表面上还具有图案化导线140j和多个图案化的热辐射部件142a、142b和142c(见图3)。图案化导线140j与电容器10的第二端子相连接。图案化导线140i具有从部分安装表面到所述焊接表面贯穿基板14的多个通孔141i,每个通孔141i填充有诸如铜之类的金属材料。图案化导线140i通过通孔141i的材料与图案化导线140j相连接。因此,电阻器137通过导线140i和140j与电容器10的第二端子相连接。导线140a至141j和辐射部件142a至142c例如由诸如铜、铝等的金属材料制成。
将图案化导线140i沿着排列方向的长度设置为大于导线140b至140h的长度。此外,将图案化导线140j形成为沿着厚度方向隔着基板14而与电阻器130至137相对。将导线140a至140j沿着横向的每个宽度Wp设置为大于电阻器130至137的宽度Wr。将图案化导线140a沿着排列方向的长度设置为大于导线140b至140h的长度。图案化导线140b至140d与图案化导线140e至140h相比向右延长,使得导线140b至140d沿着横向的宽度大于导线140e至140h的宽度。
图案化导线140b具有多个通孔141b,图案化导线140c具有多个通孔141c,并且图案化导线140d具有多个通孔141d。通孔141b至141d中的每个从部分安装表面到焊接表面贯穿基板14,并填充有诸如铜之类的金属材料。将辐射部件142a布置为沿着厚度方向隔着基板14而与导线140b相对,并且图案化导线140b通过通孔141b的材料与辐射部件142a相连接,从而将电阻器130和131中产生的热从导线140b转移到辐射部件142a。将辐射部件142b布置为沿着厚度方向隔着基板14而与导线140c相对,并且图案化导线140c通过通孔141c的材料与辐射部件142b相连接,从而将电阻器131和132中产生的热从导线140c转移到辐射部件142b。将辐射部件142c布置为沿着厚度方向隔着基板14而与导线140d相对,并且图案化导线140d通过通孔141d的材料与辐射部件142c相连接,从而将电阻器132和133中产生的热从导线140d转移到辐射部件142c。
接下来,描述电阻器130至137的电阻设置。当放电电流流过电路13时,在每个电阻器130至137中产生热,以使电阻器130至137的温度升高。在此情况下,位于电路13的电阻器串的一个末端(即,电阻器130至137的串联的一个末端)的电阻器130接收在仅位于排列方向的前侧的电阻器131至137中产生的热。以相同的方式,位于电路13的电阻器串的另一末端的电阻器137接收在仅位于排列方向的后侧的电阻器130至136中产生的热。相对照地,位于与电路13的电阻器串的任何末端不相同的位置处的电阻器131至136中的每个接收位于排列方向的前侧和后侧的其它电阻器中产生的热。因此,电阻器130和137的每个中接收的热小于电阻器131和136的每个中接收的热。由于电阻器130至137的这种位置关系,电阻器130和137的每个中产生和接收的热可以快速地且容易地通过导线140a、140b、140h和140i辐射到控制系统1的外部。相对照地,难以将电阻器131和136的每个中产生和接收的热辐射到外部。
在此情况下,假定电阻器130至137都具有相同的电阻值,则电阻器130至137以相同的速率产生热,并且电阻器131至136的每个中的温度升高变得大于电阻器130和137的每个中的温度升高。为了在电阻电路13以预定的速率消耗电容器10的电功率时将电阻器130至137中的温度升高抑制在预定范围内,将位于与电路13的电阻器串的任何末端不相同的位置处的电阻器131至136的电阻值设置为低于位于电路13的电阻器串的各个末端处的电阻器130和137的电阻值。
另外,随着电路13的一个电阻器的位置向电路13的电阻器串的中心(即,电阻器130至137的串联的中心)接近,该电阻器中从其它电阻器接收到的热增加,并且变得更加难以将该电阻器中产生和接收的热辐射到外部。在本实施例中,为了在电阻电路13以预定速率消耗电容器10的电功率时更可靠地将电阻器130至137的温度升高抑制在可允许的范围内,随着电路13的一个电阻器的位置越接近电路13的电阻器串的中心而将该电阻器设置为越低的电阻值。换言之,除了将电阻器130和137设置为电阻器130至137的电阻值当中的最高的电阻值以外,随着电路13的位于与电路13的电阻器串的任何末端不相同的位置处的一个电阻器的位置越接近电路13的电阻器串的中心而将该电阻器设置为越低的电阻值。
更具体地,将电阻器131和136的电阻值设置为高于其它电阻器132至135的电阻值,并且将电阻器132和135的电阻值设置为等于或高于电阻器133和134的电阻值。将位于电路13的电阻器串的中心的电阻器133和134设置为最小的电阻值。
为了将电阻器130至137设置为预定的电阻,例如调节电阻器130至137的厚度。例如,将电阻器130至137的电阻值分别设置为51Ω、27Ω、22Ω、20Ω、20Ω、20Ω、24Ω和27Ω。在此情况下,当电路13以1.1W的预定速率消耗电功率从而将热辐射到电路13的外部时,电阻器130至137的温度升高被抑制在从30度到33度的可允许范围内。
接下来,参考图1描述马达控制系统1的操作。当车辆的点火开关(未示出)开启时,继电器R10和R11接通,并且控制系统1的操作开始。响应于接通的继电器R10和R11,在电容器10中使电池B1的直流高电压平滑化,并且控制电路12控制构成逆变器电路11的IGBT 110至115的开关操作。在这些开关操作中,电路11将由电容器10平滑化后的直流高电压转换为三相交流电压,并将该交流电压施加到马达M1。因此,系统1可以控制马达M1。
此外,由于导线140a的长度大于导线140b至140h的长度,所以通过导线140a以高的热辐射速率有效地辐射在电阻器130中产生的热。由于导线140b至140d沿着横向延长,所以通过导线140b至140d以高的热辐射速率有效地辐射在电阻器130至133中产生的热。由于导线140i沿着排列方向延长,所以通过导线140i以高的热辐射速率有效地辐射在电阻器137中产生的热。由于导线140j沿着厚度方向隔着基板14而与电阻器130至137相对,所以可以通过基板14和导线140j以高的热辐射速率将电阻器130至137中产生的热有效地辐射到控制系统1的外部。因此,导线140j还充当热辐射部件。
此后,当点火开关开启时,继电器R10和R11关断,并且控制系统1的操作停止。因此,在电容器10中蓄积的电荷保持在高电压。在此情况下,由于电阻电路13总是缓慢地对电容器10的电荷进行放电,所以蓄积的电荷很快耗尽。因此,控制系统1可以防止任何人受到电击。
接下来,描述电阻电路13的电阻器130至137的温度升高。当放电电流流过电路13时,在电阻器130至137的每个中产生热,并且电阻器130至137的温度升高。如图2和图3中所示,电阻器130至137以等间隔排列成直线,以使每个电阻器的热接收速率不同于其它电阻器的热接收速率。因此,将电阻器130至137的电阻值分别设置为51Ω、27Ω、22Ω、20Ω、20Ω、20Ω、24Ω和27Ω,以将电阻器130至137的温度升高抑制在可允许范围内。电路13的总电阻值是211Ω。
当电路13以1.1W的预定速率消耗电功率时,测量了根据本实施例的电阻器130至137中温度升高的实验结果。此外,作为基于现有技术的比较例子,将电阻器130至137分别设置为相同的电阻值27Ω,从而将电路13的总电阻值设置为216Ω。当电路13以1.1W的速率消耗功率时,还测量了该比较例子中的实验结果。表1中示出根据本实施例的实验结果和该比较例子的实验结果。
表1
如表1中所示,在根据本实施例的实验结果中,电阻器130至137中的温度升高在从31度到32度的窄范围内。因此,电阻器130至137中的温度升高在从30度至33度的可允许范围内。相对照地,在该比较例子中,电阻器130至137中的温度升高在从27度至41度的宽范围内。
接下来,描述本实施例中的效果。
位于电路13的末端处的电阻器130和137的每个接收来自仅位于电阻器130至137的串联的一侧的其它电阻器的热,因此该电阻器可以容易地将在该电阻器中产生和接收的热通过与该电阻器相连接的导线140a和140b或者导线140i和140j而辐射到控制系统1的外部。相对照地,位于与电阻器130至137的串联的任何末端不相同的位置处的电阻器131至136中的每个接收来自位于前侧和后侧的其它电阻器的热。因此,难以将在电阻器131至136的每个中产生和接收的热辐射到外部。为了抑制电阻器130至137中的温度升高,将电阻器131至136的电阻值设置为低于电阻器130和137的电阻值。因此,在难以将热从其辐射到外部的电阻器131至136的每个中产生的热变得低于容易将热从其辐射到外部的电阻器130和137的每个中产生的热。
因此,不仅可以将电阻器130和137中的温度升高抑制在可允许范围内,而且可以将电阻器131至136中的温度升高抑制在可允许范围内。
此外,电阻器130至137的主体均不与同一导热部件相接触,而是导线140b至140h中的每个仅位于电路13的两个电阻器之间。因此,控制系统1可以确保接收高电压的电路13的电阻器130至137之间的绝缘距离。
因此,具有由相互串联连接的电阻器130至137构成的电阻电路13的控制系统1可以抑制电阻器130至137的温度升高,同时确保电阻器130至137之间的绝缘距离。
此外,最难以将热从位于电路13的电阻器串的中心的电阻器133和134辐射到外部。然而,在本实施例中,将电阻器133和134中的每个设置为具有最低电阻值(例如20Ω)。因此,在最难从其辐射热的电阻器133和134的每个中产生的热可以被最大程度地减小,从而可以可靠地将电阻器130至137的温度升高抑制在预定范围内。
另外,随着电路13的一个电阻器的位置向电路13的电阻器串的中心接近,该电阻器中从其它电阻器接收到的热增加,并且变得更难以将该电阻器中产生和接收的热辐射到外部。为了对该接收到的热的增加进行补偿,在本实施例中,随着电路13的一个电阻器的位置越接近电路13的电阻器串的中心而将该电阻器设置为越低的电阻值,从而减小在该电阻器中产生的热。因此,不仅可以抑制电阻器130和137中的温度升高,而且可以可靠地将电阻器131至136中的温度升高抑制在预定范围内。
此外,将电阻器130至137的电阻值设置为使得以预定速率消耗电功率的电路13的电阻器130至137中的温度升高在可允许范围内。因此,可以使电阻器130至137的温度在可允许范围内均匀地升高。
另外,将导线140a至140j的宽度设置为大于电阻器130至137的宽度。因此,可以通过导线140a至140j有效地辐射电阻器130至137的热。
另外,电阻电路13还具有与导线140i相连接的导线140j。因此,可以通过导线140i和140j有效地辐射在电阻器137中产生的热。此外,导线140j布置在基板14的焊接表面上,从而隔着基板14而与电阻器130至137相对。因此,可以通过导线140j有效地辐射在电阻器130至137中产生的热。
另外,电阻电路13还具有分别与导线140b、140c和140d相连接的辐射部件142a、142b和142c。因此,除了经由导线140b、140c和140d的热辐射以外,还可以通过辐射部件142a、142b和142c有效地辐射在电阻器130至133中产生的热。
另外,导线140a沿着排列方向的长度大于导线140b至140h的长度。因此,可以通过导线140a有效地辐射在电阻器130中产生的热。
在本实施例中,电阻电路13具有相互串联连接的八个电阻器。然而,不应将本实施例解释为将本发明限定于本实施例的结构。电路13可以居有至少三个串联连接的电阻器。在此情况下,将位于电路13的末端处的电阻器的电阻值设置为高于其它电阻器的电阻值,并且将位于电路13的电阻器串的中心的电阻器设置为最低的电阻值。此外,电路13可以具有至少五个串联连接的电阻器。在此情况下,随着位于与电路13的任何末端不相同的位置处的一个电阻器的位置越接近电路13的电阻器串的中心而将该电阻器设置为越低的电阻值。因此,能够以与本实施例中相同的方式均匀地抑制电阻器的温度升高。
此外,在本实施例中,随着电路13的一个电阻器的位置越接近电路13的电阻器串的中心而将该电阻器设置为越低的电阻值。然而,位于与电路13的电阻器串的任何末端不相同的位置处的电阻器131至136可以具有相同的电阻值,同时将位于电路13的电阻器串的末端处的两个电阻器130和137的电阻值设置为高于其它电阻器131至136的电阻值。利用控制系统1的这种结构,控制系统1可以将电阻器130至137的温度升高抑制在预定范围内。
另外,在本实施例中,与位于电路13的电阻器串的中心的电阻器133相邻的电阻器134具有与电阻器133的电阻值相同的电阻值。然而,电阻器134的电阻值可以高于电阻器133的电阻值。在此情况下,随着电路13的一个电阻器的位置越接近电路13的电阻器串的中心而将该电阻器确定地设置为越低的电阻值。
另外,在本实施例中,将电阻器130至137的电阻值设置为使得以预定速率消耗电功率的电路13的电阻器130至137中的温度升高在可允许范围内。然而,可以将电阻器130至137的电阻值设置为使得以预定速率消耗电功率的电路13的电阻器130至137的温度基本上升高相同的值。在此情况下,可以最大程度地抑制电阻器130至137中的温度升高。
另外,在本实施例中,特定的导线140b至140d具有相同数量的通孔。然而,可以随着一个特定导线的位置向电路13的电阻器串的中心接近而增加该特定导线中的通孔的数量。在此情况下,当该特定导线中从其它导线接收到的热增加时,该特定导线可以更有效地将热转移到对应的热辐射部件142a、142b或142c。因此,可以更可靠地将特定导线的温度升高抑制在预定范围内。
另外,在本实施例中,电阻器130至137排列成直线。然而,电阻器130至137可以沿着曲线排列。
另外,在本实施例中,以相等的间隔布置电阻器130至137。然而,可以随着两个电阻器之间的间隙的位置向电路13的电阻器串的中心接近而延长该电阻器之间的间隔。在此情况下,随着一个特定电阻器的位置向电路13的电阻器串的中心接近而延长从该特定电阻器到相邻电阻器的距离,以减少从相邻电阻器接收到的热。因此,可以进一步可靠地抑制位于电路13的电阻器串的中心附近的电阻器中的温度升高。
另外,在本实施例中,将电阻器130至137设置为具有相同的表面积。然而,不位于电路13的任何末端上的电阻器的表面积可以大于位于电路13的电阻器串的末端处的电阻器的表面积。在此情况下,可以增加来自位于与电路13的任何末端不相同的位置处的电阻器的热辐射速率,并且可以进一步可靠地抑制位于与电路13的任何末端不相同的位置处的电阻器中的温度升高。
另外,在本实施例中,在基板14的部分安装表面和焊接表面上形成图案化导线140a至140j和图案化的热辐射部件142a至142c。然而,导线140a至140j和部件142a至142c可以形成到基板14内,作为基板14的图案化的内层。在此情况下,在基板14的一个表面上形成电阻器130至137以与该内层相连接。
另外,在本实施例中,电阻电路13具有电阻器130至137的一个串联。然而,电路13可以具有多个相互并联连接的串联电阻器块,而每个串联电阻器块由电阻器的串联构成。在此情况下,电路13中的消耗电功率的速率可以增加。
另外,在本实施例中,图案化导线140a至140j沿着横向的宽度大于电阻器130至137的宽度。然而,当将每个电阻器的不与基板14或任何导线相接触的所有表面积称为暴露表面积时,基板14的部分安装表面上的每个导线的表面积可以大于与该导线相邻的每个电阻器的暴露表面积。在此情况下,以与第一实施例中相同的方式,可以通过相邻导线将每个电阻器中产生的热有效地辐射到外部。
第二实施例
图4是根据第二实施例的在基板14的部分安装表面上将电路13的电阻器串联连接的图案化导线的放大图,而图5是根据第二实施例的布置在基板14的焊接表面上的图案化部件(由虚线表示)的当从该部分安装表面观看时的放大图。为了方便解释,定义了排列方向上的前侧和后侧以及横向上的左右方向。
如图4和图5中所示,具有电容器10、逆变器电路11和控制电路12的控制系统1具有代替电阻电路13的电阻电路23。电路23具有布置在基板14的部分安装表面上的多个图案化导线240a、240b、240c、240d、240e、240f、240g、240h和240i,同时导线240a至240i以此顺序从后侧到前侧等间隔地排列成一行。电路23具有在基板14的部分安装表面上布置在导线240a至240i和基板14上的多个电阻器230、231、232、233、234、235、236和237,同时将电阻器230至237以此顺序沿着排列方向从后侧到前侧等间隔地基本上排列成直线。导线240a至240i将电阻器230至237相互串联连接。电阻器230至237是在基板14上具有相同表面积的片式电阻器。
导线240a将电阻器230与电容器10的第一端子相连接。导线240b至240i将电阻器230至237串联连接。电阻电路23在基板14的焊接表面上还具有图案化导线240j。导线240i具有多个装填有金属材料的通孔241,从而与导线240j相连接。因此,电阻器237通过导线240i和240j与电容器10的第二端子相连接。导线240a至241j例如由诸如铜、铝等的金属材料制成。
导线240a、240e、240f、240g、240h、240i和240j的形状分别与图2和图3中所示的导线140a、140e、140f、140g、140h、140i和140j的形状相同。相对照地,导线240b至240d沿着横向的宽度小于图2中所示的导线140b至140d的宽度。
电阻器230至237的电阻被设置为预定值。位于电路23的两个末端处的电阻器230和237的电阻值高于布置在电阻器230和237之间的电阻器231至236的电阻值。随着电路23的一个电阻器的位置越接近电路23的电阻器串的中心而将该电阻器设置为越低的电阻值。布置在电路24的电阻器串的中心的电阻器233和234具有电阻器230至237的电阻值当中的最低的电阻值。
另外,电阻电路23总是逐渐消耗电容器10的电功率,并且电阻器230至237的温度升高。电阻器230至237的电阻被设置为使得当电路23以预定速率消耗电容器10的电功率时电阻器230至237的温度在可允许范围内升高。
由于电路23具有宽度小于图2中所示的导线140b至140d的宽度的导线240b至240d,并且在基板14的焊接表面上不具有热辐射部件,因此电阻器230至237的热辐射速率之间的关系不同于电阻器130至137的热辐射速率之间的关系。因此,即使当电路23中的消耗功率速率与电路13中的消耗功率速率相同时,根据第二实施例的电阻器230至237的电阻值也不同于根据第一实施例的电阻器130至137的电阻值。
因此,由于电阻器230至237的电阻被设置为使得当电路23以预定速率消耗电容器10的电功率时电阻器230至237的温度在可允许范围内升高,因此控制系统1可以抑制电阻器230至237的温度升高。
此外,由于电阻器230至237与相互分离的导线240a至240i相连接,因此控制系统1可以确保电阻器230至237之间的绝缘距离。
另外,由于与图案化导线140b至140d的宽度相比图案化导线240b至240d的宽度被缩短,同时在基板14的焊接表面上没有布置与图案化导线240b至240d相连接的热辐射部件,因此可以减小图案化导线和部件所占用的面积。
Claims (15)
1.一种安装在车辆上的电子系统,包括:
平滑电容器,所述平滑电容器蓄积来自与所述车辆的主体相绝缘的直流电源的电荷,以使所述直流电源的电压平滑化;以及
电阻电路,所述电阻电路具有至少三个串联连接的电阻器,并对所述平滑电容器中蓄积的电荷进行放电,
其中,位于与所述电阻电路的电阻器串联的末端不相同的位置处的电阻器或位于与所述电阻电路的电阻器串联的末端不相同的位置处的每个电阻器被设置为具有比位于所述电阻电路的电阻器串联的各个末端处的两个电阻器的电阻值更低的电阻值。
2.根据权利要求1所述的电子系统,其中位于所述电阻器串联的中心的一个电阻器被设置为所述电阻电路的电阻器的电阻值当中最低的电阻值。
3.根据权利要求1所述的电子系统,其中所述电阻电路的电阻器的数量是五个或更多个,并且位于与所述电阻器串联的任何末端不相同的位置处的电阻器的电阻值随着所述电阻器的位置向所述电阻器串联的中心接近而减小。
4.根据权利要求1所述的电子系统,其中所述电阻电路的电阻器的电阻值被设置为使得当所述电阻电路的电阻器以预定速率消耗电功率时所述电阻器中的温度升高在预定范围之内。
5.根据权利要求4所述的电子系统,其中所述电阻电路的电阻器的电阻值被设置为使得当所述电阻电路的电阻器以预定速率消耗电功率时所述电阻器的温度基本上升高相同的值。
6.根据权利要求1所述的电子系统,其中所述电阻电路具有将所述电阻器串联连接的多个图案化导线,所述电阻电路具有基板,所述电阻器和所述图案化导线布置在所述基板上,并且所述图案化导线的沿着与所述电阻器的排列方向相垂直的方向的宽度大于所述电阻器的宽度。
7.根据权利要求6所述的电子系统,其中所述图案化导线当中的特定的图案化导线中的每个具有多个贯穿所述基板的通孔。
8.根据权利要求7所述的电子系统,其中所述特定的图案化导线中的通孔的数量随着所述特定的图案化导线的位置向所述电阻器串联的中心接近而增加。
9.根据权利要求6所述的电子系统,其中所述电阻电路在所述基板的表面上具有图案化的热辐射部件,所述表面与所述基板的布置有所述图案化导线的另一表面相对。
10.根据权利要求9所述的电子系统,其中所述图案化的热辐射部件通过一个特定的图案化导线的通孔与所述一个特定的图案化导线相连接。
11.根据权利要求9所述的电子系统,其中所述图案化导线当中的特定的图案化导线具有贯穿所述基板的通孔,所述图案化的热辐射部件通过所述特定的图案化导线的通孔与所述特定的图案化导线相连接,并且所述图案化的热辐射部件被定位成隔着所述基板而与所述电阻电路的所述电阻器相对。
12.根据权利要求3所述的电子系统,其中所述电阻电路的两个电阻器之间的间隙随着所述间隙向所述电阻器串联的中心接近而加宽。
13.根据权利要求1所述的电子系统,其中位于与所述电阻器串联的任何末端不相同的位置处的电阻器的表面积被设置为大于位于所述电阻器串联的各个末端处的电阻器的表面积。
14.根据权利要求1所述的电子系统,还包括控制单元,所述控制单元通过向车辆驱动马达施加由所述平滑电容器平滑化后的所述电压来控制所述车辆驱动马达。
15.根据权利要求1所述的电子系统,其中所述电阻电路的电阻器基本上排列成直线。
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