CN107431311A - 电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子设备、特别是一种控制器，其具有壳体。在此该壳体具有空腔，在该空腔中布置有配有电气和/或电子器件的电路载体以构造电气和/或电子电路。此外电子设备包括与电路载体接触的保护元件，以用于保护电气和/或电子电路以防静电放电。电气和/或电子电路附加地包括插头触点，其具有连接引脚并且该连接引脚与电路载体接触。在此至少一个连接引脚通过以下方式被构造为保护元件，即通过将至少一个连接引脚与接地线连接。此外在被构造为保护元件的该至少一个连接引脚的位置处得到壳体相对于电气和/或电子电路的导电区域的最小距离，使得在静电放电情况下形成在壳体和接地线之间的倾向性的放电路径。

Description

电子设备
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求前序部分所述的电子设备。
背景技术
电子设备包括对于静电放电非常敏感的电气和/或电子电路。静电放电可能由于各种原因而发生。例如可能的是，例如由塑料制成的壳体部分静电充电。于是，自特定的电荷量起可能发生静电荷从壳体跳跃到电气和/或电子电路的导电区域上。同样可能的是，电子设备靠近或接触带有电荷的元件。原则上在电子设备与其他元件之间存在电位差就足够了。在此可能发生电荷转移到电子设备的壳体上，其中在电荷量足够时又可能放电到电气和/或电子电路中。静电放电常常足以能损坏电气和/或电子电路的电气元件。而至少在静电放电的时间点可能发生电子设备的运行故障。
对静电放电的兼容性可在电子设备中通过特定的测试方法进行检测。在这些测试方法中，电子设备、例如控制器在紧邻其壳体壁部的附近受到由装置产生的空气放电。在公开文献DE 102010040558 A1中例如说明了这种测试方法。同样由所述公开文献已知一种具有布置在电路板上的高阻抗电路部分的控制器。为了保护该高阻抗电路部分，在电路板上设置有附加的接地的保护元件。在此，由静电放电而在控制器外部引起的电场分布向保护元件偏转。在电路板上必须为该附加的保护元件保留安装空间。
同样已知的是，在控制器中以弹簧的形式构造附加的保护元件。这种弹簧可以一个端部接触电路板上的电气和/或电子电路、特别是接地线，而弹簧以另一端部接触控制器的壳体部分，例如金属盖板。通过该直接接触确保始终通过弹簧静电放电。然而，这种弹簧在电路板布局上占据较大的区域。此外，在装配期间必须将金属盖板机械地固定到控制器上，因为弹簧通过其回位力向上顶推盖板。如果例如粘合盖板，则必须直到粘接剂完全硬化才能完成盖板的机械固定。
由公开文献DE 102004049053 A1已知一种汇电板，其具有至少一个火花隙以用于在汇电板上两个导电区域之间进行过压保护。这种火花隙可以传统的蚀刻工艺结构化在电路板上并且也适用于形成对连接引脚的静电保护。
发明内容
本发明所基于的目的在于，为电子设备提供简单且低成本的静电保护。
该目的通过具有独立权利要求的特征的电子设备实现。
本发明涉及一种电子设备，特别是一种控制器，其具有壳体，该壳体具有空腔并且在空腔中布置有配有电气和/或电子器件的电路载体以构造电气和/或电子电路。此外，电子设备包括与电路载体接触的保护元件，以用于保护电气和/或电子电路以防静电放电。附加地，电气和/或电子电路包括具有连接引脚的插头触点。在此，连接引脚与电路载体接触。至少一个连接引脚通过以下方式被构造为保护元件，即通过将该至少一个连接引脚与接地线连接并且在被构造为保护元件的该至少一个连接引脚的位置处得到壳体相对于电气和/或电子电路的导电区域的最小距离，使得在静电放电情况下形成在壳体和接地线之间的倾向性的放电路径。有利的是，在电气和/或电子电路中已经包含的器件(即插头触点)除了提供电气和/或电子电路例如与供电线和/或控制线的电气和/或机械接触可能性之外，附加地还执行静电保护的功能。由此得到很大的优点，即根据本发明通过设置静电保护既不会产生额外的成本又不必在电路载体上保留另外的安装空间。由此可有效地保护电气和/或电子电路以防静电放电，并且同时可保持非常紧凑地实施该电气和/或电子电路。作为至少一个被构造为保护元件的连接引脚，可选择无需用于电路功能的连接引脚，从而例如是插头触点在其他情况下不被占用的连接引脚。在一个简单的实施方式中，接地线可例如作为电气和/或电子电路的组成部分位于电路载体上。在另一实施方式中同样存在的可能性是，通过与插头触点共同作用的配对插头提供接地线，其中配对插头在插入插头触点时与构造为保护元件的连接引脚接触。原则上，配对插头包括其他导线，例如供电线、测试线或信号控制线，这些导线与插头触点的其他连接引脚接触。因此，针对电气和/或电子电路的运行或功能，根据电子设备的应用场合而限定地占用插头触点的其他连接引脚。
在有利的实施方式中，放电路径通过弥合最小距离的火花隙引导。因此，放电路径具有无接触的部分区域，其包括位于壳体和至少一个构造为保护元件的连接引脚之间的气隙。该气隙在静电放电时可通过空气放电被突破，其中在静电放电的时间点火花隙完全弥合存在的气隙。由于省去了机械接触，可排除从壳体向以所述方式设置的保护元件、插头触点整体和/或电路载体传递机械负载。通过公差计算可以最小距离为基础，该最小距离即使在所得到的所有设置最小距离的尺寸的公差链最不利的情况下，也可保证尚留有用于火花隙的气隙。以相同的方式检测用于在预先确定的静电放电可能性下形成火花隙的最大允许气隙。
在替代的实施方式中，至少一个构造为保护元件的连接引脚与壳体接触。为了避免损坏或过大的机械负载而弹性地进行这种接触。这例如可通过以下方式实现，即在至少一个构造为保护元件的连接引脚处连接有至少一个设计为可弯曲的部分区域。这种实现方式在连接引脚实施为线形时是非常简单的。在线形区段足够长时可实现的是，在横向于线长度的力作用下，该线形区段朝力作用的方向弹性地变形。因此线形区段可以是连接引脚的端部或者被布置在连接引脚的两个固定的端部之间。通过将线形区段和壳体布置为相对于彼此成一定角度，在形成接触点的瞬间，例如在装配电子设备时，通过壳体将弹性可弯曲的线形区段推挤到为电子设备的运行所预设的接触位置。
一个特别的实施方式规定，壳体具有突出到空腔中的成型部，并且相对于该成型部形成最小距离。以这种方式，就没有必要一定将设置为保护元件的连接引脚构造为电气和/或电子电路的最突出的元件。反而通过本实施方式得到以下优点，即可存在电气和/或电子电路的任意拓扑结构或多样性结构。因此，通过设置前述成型部有针对性地在至少一个构造为保护元件的连接引脚的区域中迁就壳体，使得恰好在该区域中确保壳体相对于电气和/电子电路的导电区域有最小距离。由此有利地可考虑在电路载体上的任意位置设置保护元件。
此外一种可能的实施方式规定，壳体包括至少两个形成空腔的壳体元件。因此，例如作为其中一个壳体元件可考虑盖板并且作为另一壳体元件可考虑可由盖板闭合的底部元件。此外，该多个壳体元件中的至少一个、例如盖板被构造为铸件。在这种情况下，前述突出到壳体空腔中的成型部可简单地实现为相应地模制在铸件中的穹顶部。在此，该穹顶部可具有加工面，例如通过机械去除(例如通过铣削工艺)。由此可在较窄的公差范围内在穹顶部和至少一个构造为保护元件的连接引脚之间实现最小距离。这同样也适用于一个替代的实施方式，其中多个壳体元件中的一个特别是以冲压件和深冲件的形式构造为板钣金件。在此可特别有利地通过深冲工具在构造前述成型部时实施凹槽。此外在需要时也可通过在深冲工具中的使用与相应的电路板布局适配地改变该位置。以这种方式可保持制造不同电子设备的灵活性。原则上，多个壳体元件的其中一个可由金属构成，其中另一壳体元件由塑料制成，特别是实施为塑料注塑件。
在非常有利的实施方式中，包含在电气和/或电子电路中的插头触点相对于电路载体以如下方式布置，即插头触点的连接引脚分别以其一个端部插过电路载体的一侧并且从电路载体的另一侧伸出。在此，电路载体的一侧例如可朝向一个壳体侧部，从而连接引脚也朝向该壳体侧部，特别垂直于该壳体侧部。于是，通过至少一个构造为保护元件的连接引脚可非常简单地通过以下方式得到最小距离的位置，即例如通过使所述壳体侧部附加地具有朝保护元件的方向突出的成型部。替代地，至少一个构造为保护元件的连接引脚的突出的端部被构造得比其余连接引脚的各个突出的端部更长。以这种方式简单地在所设置的保护元件的位置处得到最小距离。
在一个优选的实施方式中，在壳体中的空腔被壳体侧部围绕，并且相对于壳体侧部之一的边缘区域得到最小距离。在此，空腔优选被构造为基本上呈长方体形。壳体侧部特别是通过主要横向延伸的基本上彼此成直角的壳体壁形成。在此，壳体侧部的边缘区域构成壳体刚度最大的区域。因此，壳体的任何机械应力在该边缘区域中仅导致较小的变形或理想情况下可忽略的较小变形。由此，即使在电子设备运行中也可在构造为保护元件的连接引脚之间保持曾经预设的最小距离。此外，通过以下方式非常简单地得到这种实施方式，即通过将插头触点布置在电路载体的边缘区域中，其中电路载体以较小的距离被壳体包围。由此可以获得简单的实施方式，使得在该实施方式中电子设备包括从壳体引出的插头触点。在此壳体例如具有开口，通过该开口引导插头触点。附加地，插头触点可额外地固定在壳体处并且例如相对于开口密封。以这种方式可在壳体外部将布置在壳体中的电气和/或电子电路特别是与供电线和/或信号控制线接触。
附图说明
本发明的其他优点、特征和细节由对优选实施例的以下说明以及借助于附图得到。其中：
图1以侧向剖视图示出了电子设备，
图2a示出了用于调节在壳体和插头触点的至少一个构造为保护元件的连接引脚之间的最小距离的第一实施方式的详细视图，
图2b示出了用于调节在壳体和插头触点的至少一个构造为保护元件的连接引脚之间的最小距离的第二实施方式的详细视图。
具体实施方式
在附图中功能相同的部件分别以相同的附图标记表示。
图1以侧向剖视图示出了根据本发明的电子设备100。电子设备100包括由底部元件11和盖板12组成的壳体10。底部元件11例如由塑料制成，特别是构造为塑料注塑件。盖板12例如由金属、特别是由铝或铝合金制成。在此，盖板12平放在底部元件11上并且与底部元件固定，例如通过螺纹连接或粘接。在此，在盖板12和底部件11之间形成壳体10的空腔20。在空腔20的内部容纳有电路载体30。在电路载体30的上侧32和/或下侧31构造有导体路径结构(未示出)。此外，电路载体30配有至少一个电气和/或电子器件50。电气和/或电子器件50又与导体路径结构连接，其中整体上在电路载体30上构造有电气和/或电子电路40。在此电气和/或电子电路40还包括插头触点60。在此插头触点60穿过底部元件11的壁部。在底部元件11为塑料注塑件的情况下，插头触点60例如可一起喷注到塑料中。总体上，插头触点60具有从壳体10引出的连接引脚61。在此，插头触点60包括多个相同的这样的连接引脚61，例如位于外部的第一和第二连接引脚61.1、61.2。此外这些连接引脚也被引入到壳体的空腔20中，其中这些连接引脚在此作为位于内部的连接引脚62，例如作为位于内部的第一和第二连接引脚62.1、62.2。在此这些连接引脚以其相应的端部从下侧31插过电路载体30，从而使其从上侧32伸出。在此，位于内部的连接引脚62中的大多数与电路载体30的导体路径结构连接，从而通过该导体路径结构可进行电气和/或电子电路40的供电和/或信号控制。为此，例如可将配对插头70从外侧沿插入方向P放置到插头触点60上。配对插头70与不同的导线75(例如供电线、信号控制线、接地线和/或测试线)接触。此外，插头触点50具有位于内部的连接引脚65，其无需用于电气和/或电子电路40的供电、测试或信号控制，从而在常规的电子设备中不被占用。现在，在根据本发明的电子设备100中，该连接引脚65被构造为保护元件以用于保护电气和/或电子电路40以防静电放电E。为此，构造为保护元件的连接引脚65与接地线连接。该接地线例如可被构造在电路载体30上并且通过所述连接引脚65接触。同样可通过插头触点60的相应的接触将接地线提供为配对插头70的多根导线75中的一根。
在图1中以A和B表示根据本发明的设备100的截取部分，在图2a和图2b中以在不同的实施方式中分别示出的详细视图示出该截取部分。图2a和图2b基本上示出了壳体10相对于电气和/或电子电路40的导电区域的距离D、d。在此，在构造为保护元件的连接引脚65的位置处构造有最小距离d。与此相比，其他位于内部的连接引脚62、例如62.1和62.2以及导体路径结构和至少一个电气和/或电子器件50相对于壳体具有较大距离D。此外，在构造为保护元件的连接引脚65和盖板12之间有剩余气隙，从而两者相互不接触。在根据图2a的实施方式中，通过以下方式得到最小距离d，即通过在构造为保护元件的连接引脚65的区域中在盖板12中构造有与保护元件相对的成型部12.1。例如通过构造为深冲件的盖板12中的凹槽来实施该成型部12.1。类似地通过以下方式得到最小距离d，即通过在构造为铸件的盖板12中将成型部12.1设置为附加的穹顶部。相对地，在根据图2b的实施方式中，通过以下方式设置最小距离d，即通过使构造为保护元件的连接引脚65实施得比其余位于内部的连接引脚62更长，从而相应地离盖板12最近。在该实施方式中，盖板12可在整体上或者至少在插头触点60上方的区域中保持平面地实施。在根据图2a和图2b的所述实施方式中，在放电E的时间点，在最小距离d的位置处出现空气放电，由此在该处存在的间隙通过所形成的火花隙F弥合。由此可通过与构造为保护元件的连接引脚65连接的接地线放电并且可有效地保护电气和/或电子电路40不受损坏或干扰。
在图2b中还以如下方式示出了替代的实施方式，即在盖板12已被安装在底部元件11上的状态中，在盖板12和构造为保护元件的连接引脚65之间存在接触点。在此，在盖板12中例如设置有倾斜成型的突出部12.5，其在盖板12处于最终装配位置时侧向推挤连接引脚65并且使之弹性变形。在此构造为保护元件65的连接引脚12贴靠在突出部12.5的斜面处并且具有相应的弯曲轮廓65.1。在所构造的位于内部的连接引脚62倾斜地实施在电路载体30和位于外部的连接引脚61之间时，例如也可在该倾斜的区域中借助类似的突出部12.5通过形成接触触点使构造为保护元件的连接引脚65弹性变形。
由此通过接触触点得到最小距离。在该情况下则直接通过接触触点实现静电放电的放电路径，而不必构造火花隙。

Claims (9)

1.一种电子设备(100)、特别是控制器，具有壳体(10)，所述壳体具有空腔(20)，并且在所述空腔中布置有配有电气和/或电子器件(50)的电路载体(30)以构造电气和/或电子电路(40)，并且所述电子设备具有与所述电路载体(30)接触的保护元件(65)，以用于保护所述电气和/或电子电路(40)以防静电放电(E)，
其特征在于，
所述电气和/或电子电路(40)包括插头触点(60)，所述插头触点具有连接引脚(61、62)并且所述连接引脚(62)与所述电路载体(30)接触，其中至少一个连接引脚(65)通过以下方式被构造为所述保护元件，即通过将所述至少一个连接引脚(65)与接地线连接并且在被构造为保护元件的所述至少一个连接引脚(65)的位置处得到所述壳体(10)相对于所述电气和/或电子电路(40)的导电区域的最小距离(d)，使得在静电放电(E)情况下形成在所述壳体(10)和所述接地线之间的倾向性的放电路径。
2.根据权利要求1所述的电子设备(100)，其特征在于，所述放电路径经由弥合所述最小距离(d)的火花隙(F)引导。
3.根据权利要求1所述的电子设备(100)，其特征在于，被构造为所述保护元件的所述至少一个连接引脚(65)与所述壳体(10)接触，特别是弹性地接触。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电子设备(100)，其特征在于，所述壳体(10)具有突出到所述空腔(20)中的成型部(12.1、12.5)并且相对于所述成型部(12.1、12.5)形成所述最小距离(d)。
5.根据权利要求4所述的电子设备(100)，其特征在于，所述壳体(10)包括形成所述空腔(20)的至少两个壳体元件(11、12)，其中所述壳体元件(11、12)中的至少一个被构造为铸件或钣金件，其中在所述壳体(10)中的所述成型部(12.1、12.5)被设置为在所述铸件中的穹顶部或在所述钣金件中的凹槽。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电子设备(100)，其特征在于，所述连接引脚(62)分别以其一个端部插过所述电路载体(30)的一侧(31)并且从所述电路载体(30)的另一侧(32)伸出，其中所述最小距离(d)的位置通过被构造为保护元件的所述至少一个连接引脚(65)的伸出端限定。
7.根据权利要求6所述的电子设备(100)，其特征在于，被构造为所述保护元件的所述至少一个连接引脚(65)的所述伸出端被构造为比其余连接引脚(62)的伸出端更长。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电子设备(100)，其特征在于，所述壳体(10)中的所述空腔(20)被壳体侧部围绕，并且相对于所述壳体侧部的其中一个的边缘区域限定所述最小距离(d)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电子设备(100)，其特征在于，所述电子设备(100)包括从所述壳体(10)引出的插头触点(60)。
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