CN104054405A - 电气设备 - Google Patents

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Abstract

一种电气设备，具有所配备的电路板和至少一个泡沫材料部件，其中，该泡沫材料部件至少部分形成壳体地包围电路板。

Description

电气设备
技术领域
本发明涉及一种电气设备。 
背景技术
通常公知，泡沫材料用于隔热。电气设备壳体由金属或塑料制成。 
发明内容
因此本发明的目的是，改进电气设备，其中要能够实现尽可能简单的制造。 
按照本发明该目的在电气设备方面通过在权利要求1中给出的特征实现。 
在电气设备方面本发明的重要特征是，具有所配备的电路板和至少一个泡沫材料部件，其中，该泡沫材料部件至少部分形成壳体地包围电路板。 
在此有利的是，通过泡沫部件排出热量。即，所述泡沫部件没有隔热功能，而是具有散热壳体部件的功能。尽管泡沫材料的质量小，但泡沫材料吸收冲击能的能力是非常高的。因此可以实现对于电路板的良好保护。 
因此对于产生热量的元器件起到冷却装置作用的泡沫材料本身也发挥电绝缘体、接触保护和壳体的功能。 
在这里泡沫材料指的是发泡塑料，它们具有大于50％的夹杂气体或气泡的体积分量。在发泡时基本材料通过添加泡沫添加剂发泡，其中材料体积至少倍增。由发泡的基本材料制成的小球优选地被在模具中以热水蒸气加载，由此使小球焊接、即材料结合地连接，并且整个物体得到由模具给定的形状。 
在一个有利的设计方案中，该泡沫材料包括发泡的基本材料，该基本材料含有聚丙烯和非氧化的陶瓷材料，该基本材料尤其具有碳化硅、氮化硼和/或碳化硼，尤其具有3％至30％的体积分量。在此有利的是，能够通过简单的方法制成具有导热性能的泡沫材料。 
在一个有利的设计方案中，在所述电路板上配备有一个或多个产生热量的元器件。在此有利的是，尽管壳体由泡沫材料制成，仍能通过壳体把热量排出到周围环境。 
在一个有利的设计方案中，所述泡沫材料部件相互间形状锁合地连接，尤其利用螺栓连接或者以卡夹方式连接。在此有利的是，实现简单且可靠的连接。 
在一个有利的设计方案中，所述电气设备利用螺栓旋紧在安装部件、尤其金属的安装部件上，其中所述螺栓使压紧力流导入到一个泡沫材料部件或所述泡沫材料部件中。在此有利的是，由电气设备产生的热量能够被安装部件导出。 
在一个有利的设计方案中，与所述电路板连接的产生热量的功率模块在背离电路板的一侧上与冷却体、尤其与铝冷却体连接，该冷却体穿过泡沫材料部件、尤其在其背离功率模块的一侧上通到周围环境中，尤其通到安装部件中。在此有利的是，大的热流能够通过冷却体排出到周围环境。其它由电气设备产生的热流能够通过泡沫材料排出。 
在一个有利的设计方案中，在所述电路板上配备有至少一个插接部件，该插接部件从一个泡沫材料部件或所述泡沫材料部件中伸出，尤其用于与对应插接部件连接。在此有利的是，电接头从泡沫材料中伸出并因此能够接触。所述插接部件在电路板配备时能够自动配备，由此能够简单且成本有利地制造。 
在一个有利的设计方案中，在所述泡沫材料中设置有尤其由铝或铜制成的金属部件，该金属部件从泡沫材料中伸出到周围环境中并与电路板和配备在该电路板上的元器件间隔开。在此有利的是，能够实现改善的散热。因为尽管泡沫材料的特别导热能力比空气好、尤其至少好十倍，但是比铜 差并且也比铝差。 
在一个有利的设计方案中，所述功率模块与电路板利用螺栓连接，尤其压板在背离功率模块的一侧上被以螺栓连接方式压在电路板上，而所述功率模块被以螺栓连接方式压在电路板上。在此有利的是，在接触部位中产生微小的压力。在此，所述压板由塑料制成或者多件式地构成，其中向着电路板的方向设置有电绝缘的塑料部件，它被金属板压在电路板上。 
其它优点由从属权利要求给出。本发明不局限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员而言可以由权利要求和/或各个权利要求特征和/或说明书的特征和/或附图、尤其由任务的提出和/或通过与现有技术比较而提出的任务得出其它有意义的组合可能性。 
附图说明
下面借助于附图详细解释本发明： 
在图1中示出按照本发明的实施例的示意结构的横剖面图。 
在图2中示出按照本发明的第二实施例的示意结构的横剖面图。 
在图3中示出第一或第二实施例的斜视图。 
具体实施方式
如图1所示，配备有产生热量的元器件6的电路板5在两侧被泡沫材料部件(1、2)包围。 
为此，第一泡沫材料部件1被放置在电路板5的第一侧面上，在该第一侧面上也设置有元器件6。 
在电路板5的另一侧面上配备有功率模块9，该功率模块具有功率半导体并因此也具有高的热功率。电路板5连同功率模块9一起被第二泡沫材料部件2包围。 
两个泡沫材料部件(1、2)同时形成壳体。它们也就形成壳体地包围所配备的电路板。 
此外，至少一个或两个泡沫材料部件(1、2)由能够导热的基本材料 制成。 
该基本材料包括聚丙烯、非氧化的陶瓷材料、如碳化硅、氮化硼和/或碳化硼和其它用于改善防火和减小泄露电流、即改善电绝缘强度的添加剂。陶瓷材料的体积分量为3％至30％，该陶瓷材料在制造时被作为细粉添加。因此，尽管基本材料被发泡并因此制成为含有大量夹杂气体的泡沫材料部件，仍然能够达到突出的导热性。尽管夹杂气体使导热变得非常差，但是通过陶瓷材料颗粒形成的链在由基本材料形成的泡沫壁中这样作为局部中断的从热源到冷却源的链进行设置，使得通过该一个或多个泡沫材料部件能够实现非常小的热阻。 
泡沫材料部件(1、2)也机械地保持住所配备的电路板并且利用螺栓3(该螺栓优选地具有加宽的螺栓头和/或在其螺栓头下面设置有垫片)压向安装部件12、尤其工作台或壁，其方法是，使螺栓3至少部分地旋入到那里。 
在功率模块9所在的电路板5同一侧面上还设有电容器4，它起到由所配备的电路板所实现的变流器的中间电路电容器的作用。 
产生热量的元器件6被通过其连接部件与电路板的导体线路钎焊连接。 
而为了连接功率模块9与电路板5设有螺栓7，其螺栓头压在压板8上，该压板——也包括螺栓头——位于电路板的背离功率模块的一侧上。 
为了产生这种压紧力，使螺栓7与螺母10连接，螺母又通过压板被压在功率模块上，其中螺母10和压板11设置在功率模块的背离电路板的一侧上。 
在电路板5上也钎焊连接插接部件，该插接部件的触点从泡沫材料部件2中伸出，由此能够从外面连接对应插接部件。通过这种方式能够使电路板与数据总线连接或者利用其它数据接口连接到另一设备。 
如图3所示，另一插接部件30还能够与电路板5钎焊连接，由此能够通过对应插接部件连接供电线路，该对应插接部件能与同样从泡沫材料部件2中伸出的插接部件30触点相连接。 
通过这种方式也就能够为电路板配备元器件、模块和插接部件，然后使所配备的电路板被泡沫材料部件包围，尤其被相应热压的泡沫材料部件包围。 
由此产生的电气设备能够被运输并能安装在安装部件12上。 
代替泡沫材料部件也能够在模具中实现发泡。例如为此将电路板设置在模具中，被球形的基本材料颗粒包围，然后以热水蒸汽加载，化学地发泡和/或通过多组分的混合物发泡。 
通过这种方式可以不必制造单个的泡沫材料部件，而是能够在唯一一个步骤中制造壳体。 
如图2所示，冷却体20也能够与功率模块5连接，由此能够使功率模块的热量从由泡沫材料部件(1、2)形成的壳体中通过功率模块5与冷却体20的直接接触排出到周围环境、尤其排出到安装部件12。由元器件6和/或电容器4产生的热量还通过导热的泡沫材料部件1或2排出到周围环境。 
在另一按照本发明的实施例中，代替两个泡沫材料部件(1、2)使用更多更少的泡沫材料部件来形成壳体功能、散热功能和用于电路板连同配备件的机械保持功能。 
附图标记列表： 
1  泡沫材料部件，尤其塑料泡沫材料部件 
2  泡沫材料部件 
3  螺栓，尤其具有加宽的螺栓头和/或垫片 
4  电容器 
5  电路板 
6  产生热量的元器件 
7  螺栓 
8  压板 
9  功率模块 
10 螺母 
11 压板 
12 安装部件，尤其工作台或壁 
13 插接部件 
20 冷却体 
30 插接部件 。

Claims (9)

1.一种电气设备，具有所配备的电路板和至少一个泡沫材料部件，
其特征在于，
该泡沫材料部件至少部分形成壳体地包围电路板。
2.根据权利要求1所述的电气设备，
其特征在于，
该泡沫材料包括发泡的基本材料，该基本材料含有聚丙烯和非氧化的陶瓷材料，该基本材料尤其具有碳化硅、氮化硼和/或碳化硼，尤其具有3％至30％的体积分量。
3.根据上述权利要求中至少一项所述的电气设备，
其特征在于，
在所述电路板上配备有一个或多个产生热量的元器件。
4.根据上述权利要求中至少一项所述的电气设备，
其特征在于，
所述泡沫材料部件相互间形状锁合地连接，尤其利用螺栓连接或者以卡夹方式连接。
5.根据上述权利要求中至少一项所述的电气设备，
其特征在于，
所述电气设备利用螺栓旋紧在安装部件、尤其金属的安装部件上，其中所述螺栓使压紧力流导入到一个泡沫材料部件或所述泡沫材料部件中。
6.根据上述权利要求中至少一项所述的电气设备，
其特征在于，
与所述电路板连接的产生热量的功率模块在背离电路板的一侧上与冷却体、尤其与铝冷却体连接，该冷却体穿过泡沫材料部件、尤其在其背离功率模块的一侧上通到周围环境中，尤其通到安装部件中。
7.根据上述权利要求中至少一项所述的电气设备，
其特征在于，
在所述电路板上配备有至少一个插接部件，该插接部件从一个泡沫材料部件或所述泡沫材料部件中伸出，尤其用于与对应插接部件连接。
8.根据上述权利要求中至少一项所述的电气设备，
其特征在于，
在所述泡沫材料中设置有尤其由铝或铜制成的金属部件，该金属部件从泡沫材料中伸出到周围环境中并与电路板和配备在该电路板上的元器件间隔开。
9.根据上述权利要求中至少一项所述的电气设备，
其特征在于，
所述功率模块与电路板利用螺栓连接，尤其压板在背离功率模块的一侧上被以螺栓连接方式压在电路板上，而所述功率模块被以螺栓连接方式压在电路板上。
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