CN209627996U - 模块化结构类型的控制电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种模块化结构类型的控制电子设备，其包括一个电子基本模块(10)和多个功能模块(20)，其中基本模块(10)将至少一个中间电路电压UZK提供给电源输出端，用于对功能模块(20)的电压供应，而且功能模块(20)与基本模块(10)电地并且机械地连接，而且由基本模块(10)供应中间电路电压UZK，其中基本模块(10)和功能模块(20)都分别具有载体，所述载体具有电子器件，基本模块的电子器件产生中间电路电压UZK，在基本模块(10)的载体上固定有至少一个功能模块(20)，而且其中基本模块(10)和功能模块(20)的电子器件通过热解耦和/或EMC屏蔽彼此分开地来布置。
Description
技术领域
本实用新型涉及模块化结构类型的控制电子设备。
背景技术
在现有技术中已经公知不同的模块化构造的控制电子设备。在此，通常设计为紧凑的结构类型，所述紧凑的结构类型必须符合不同的嵌入条件和紧密的空间关系。出于该原因，总电子设备的功能上属于同一整体的组件，诸如电源、通风换向器、控制和调节设备都被构造到单独的印刷电路板上并且被插入到控制电子设备的基本载体中，所述基本载体大多承载用于对这些组件进行能量供应的电力电子设备。
然而，这具有如下缺点：在组件和基本载体上不能使用易于实现的措施来改善电磁兼容性(EMC)或者这些措施没有效果或者只有不充分的效果。此外，印刷电路板也许需要分别彼此分开的电压供应，而且被插入到基本载体中的印刷电路板或组件的电子器件都具有被提高的振动和震荡灵敏度。在现有技术中公知的控制电子设备的情况下，现有的用于改善EMC以及用于进行电压供应的构件常常在这些组件的印刷电路板中的每个印刷电路板上实现而且因此冗余地存在。此外，在很多情况下，只能不充分地实现这些组件的电子部件的冷却连接或者只能在提高花费的情况下实现这些组件的电子部件的冷却连接。
实用新型内容
因此，本实用新型所基于的任务在于：提供一种灵活地构造的控制电子设备，其中用于产生电压的部件以及用于改善EMC的部件并不冗余地存在而且同时可能简单以及节约空间地构造控制电子设备。
该任务通过按照本实用新型的特征组合来解决。
本实用新型的基本思想是模块化结构类型，其中控制电子设备由其所构成的电子器件根据热的着眼点以及根据EMC的着眼点布置在分别彼此分开的模块中，使得由于划分成模块以及这些模块的布局和结构而导致EMC的改善，其中这些模块同时可以特定地有关相应的热要求来被冷却。还可以通过这些模块的布局来实现：器件没有被相邻模块的器件加热或者只是被相邻模块的器件稍微地加热。
因而，按照本实用新型，提出了模块化结构类型的控制电子设备。控制电子设备包括一个电子基本模块和多个功能模块。基本模块将至少一个中间电路电压UZK提供给电源输出端，用于对功能模块的电压供应。功能模块与基本模块电地并且机械地连接而且由基本模块供应中间电路电压UZK，使得功能模块并不都分别需要彼此分开的电压供应。基本模块和功能模块都分别具有载体，该载体具有电子器件。优选地，该载体包括至少一个印刷电路板，其中这些电子器件布置在该印刷电路板的至少一个侧面上而且例如通过嵌入到印刷电路板中的印制导线来彼此连接。基本模块的电子器件为了对功能模块的电子器件进行电压供应而产生中间电路电压UZK。在基本模块的载体上固定有至少一个功能模块，例如也通过隔片间接地来固定至少一个功能模块。基本模块和功能模块的电子器件还通过热解耦和/或EMC屏蔽彼此分开地来布置。
本实用新型的一个有利的实施方式还规定：至少一个功能模块的载体和/或基本模块的载体分别具有：器件侧，在所述器件侧上布置有电子器件；和屏蔽侧，在所述屏蔽侧上布置有延伸经过载体的EMC 屏蔽设备。用于屏蔽电磁干扰射线的EMC屏蔽设备例如可以被构造为涂层或箔片，所述涂层或箔片优选地完全覆盖载体的屏蔽侧。EMC 屏蔽设备大多由导电材料形成或包括该导电材料。
为了使功能模块相互连接和/或与基本模块连接，本实用新型的另一有利的设计变型方案规定：插入式连接器从基本模块的载体延伸到功能模块的载体或者在两个功能模块的载体之间延伸。
在一个同样有利的扩展方案中，为了改善屏蔽层的屏蔽效果，插入式连接器使基本模块的EMC屏蔽设备与功能模块的EMC屏蔽设备电连接或者使功能模块的EMC屏蔽设备相互电连接。
在该控制电子设备的一个扩展方案中，为了改善屏蔽效果，EMC 屏蔽设备中的至少一个EMC屏蔽设备还与预先确定的电位连接。
在该控制电子设备的一个有利的实施变型方案中，功能模块的载体和基本模块的载体以预先确定的布局彼此平行地并且分别彼此间隔开地布置在优选地预先确定的安装层，以便实现对屏蔽效果的进一步改善或者有针对性地屏蔽功能模块和基本模块的某些区域以防电磁干扰辐射。
另一有利的扩展方案规定：在基本模块的电子器件与功能模块的电子器件之间和/或在两个功能模块的电子器件之间都分别布置有相应的EMC屏蔽设备中的一个EMC屏蔽设备。因此，在第二载体的器件侧之间分别设置具有EMC屏蔽设备的屏蔽侧，由此通过EMC屏蔽设备使两个载体的器件彼此分开。
在一个有利的扩展替选方案中，功能模块的载体和基本模块的载体以预先确定的布局来确定它们之间的容纳空间，该容纳空间每一侧都通过功能模块的载体和基本模块的载体来限制。基本模块的电子器件和功能模块的电子器件在此布置在容纳空间内。该容纳空间通过这些载体来屏蔽以防电磁辐射，而且构成EMC保护区，器件布置在所述EMC保护区内并且在在所述EMC保护区内受保护以防电磁干扰辐射。
该控制电子设备的一个有利的扩展变型方案还规定：基本模块的载体和功能模块的载体都固定在隔片上并且这些载体通过隔片以它们彼此间预先确定的布局来保持。
此外，在本实用新型的一个替选的扩展方案中，基本模块与一个功能模块构成整体地共同构造在基本模块的载体上。
同样有利的是如下构造替选方案，其中至少两个功能模块相互构成整体地构造在共同的载体上。
在本实用新型的一个有利的变型方案中，功能模块的至少一个部分还包括用于使中间电路电压UZK换向的换向单元和EMC滤波器，作为电子器件。EMC滤波器在这种情况下被构造为过滤换向的电压。
关于为了这些器件的从中得到的布局的目的而进行分组，该控制电子设备的一个有利的扩展方案规定：这些电子器件根据它们的功能来分组。这些组根据它们的电子功耗或功率输出的大小或设计参数来评价。对功耗或功率输出的评价决定器件相对基本模块以及相对功能模块的布局以及器件彼此间的相对位置和/或基本模块和功能模块彼此间的相对位置。
除了对功耗或功率输出的评价之外，也还可以评价对于电磁干扰辐射来说的易受干扰性和/或由这些器件发射的电磁干扰辐射的大小，所述对于电磁干扰辐射来说的易受干扰性和/或由这些器件发射的电磁干扰辐射的大小决定了这些器件相对基本模块和功能模块的布局以及功能模块彼此间和相对基本模块的布局。
在该控制电子设备的一个有利的扩展方案中，对功耗或功率输出的评价决定了功能模块之间的间距以及相应的功能模块相对基本模块的间距。附加地或替选地，所述评价可以决定功能模块彼此间或者与基本模块的取向和/或间距。
在基本模块的载体上和/或在功能模块的载体上还优选地布置有冷却元件。
附图说明
本实用新型的其它有利的扩展方案在从属权利要求中表征或在下文与对本实用新型的优选的实施方案的描述一起依据附图进一步予以阐述。其中：
图1示出了由多个功能模块和一个基本模块组成的第一控制电子设备；
图2示出了第二控制电子设备的一个基本模块和多个功能模块彼此间的布局；
图3示出了第三控制电子设备的一个基本模块和多个功能模块彼此间的布局。
附图是示例性地示意性的。附图中的相同的附图标记表明相同的功能和/或结构特征。
具体实施方式
图1示意性地示出了控制电子设备的模块化结构。器件11、101、 102、103、104、201、202、203、204、205、206是根据它们的功能和它们的电磁干扰功率来组成模块的。为此，所有用于产生中间电路电压UZK的器件都被分配给基本模块10。
用于从在基本模块10中产生的中间电路电压UZK中产生供电电压并且用于控制耗电器、例如马达M的器件被分组到功能模块20，其中功能模块20的器件的功耗以及因此温度发展分别不超过预先确定的极限值。这些器件还可以发出电磁干扰辐射，其中功能模块的器件也不超过干扰辐射的预先确定的极限值。功能模块20依据它们的功耗和由它们所产生的电磁干扰辐射彼此间以确定的取向和布局来布置在基本模块10上，然而，所述取向和布局在图1中未示出。功能模块20可以固定在基本模块10上，例如以在图2和图3中示出的布局固定在基本模块10上。
在图1中示出的实施变型方案中，为了产生中间电路电压UZK，基本模块10包括整流器101；用于与集成的EMC滤波进行电压适配的电压调节构件102；以及中间电路电容器103。为了对基本模块10 的输入电压进行EMC滤波，在基本模块10和所有功能模块20前面连接有前端模块20'，该前端模块在输入侧与电网电压连接而在输出侧与基本模块10连接，而且通过EMC滤波器202对电网电压进行滤波并且将经滤波的电压提供给基本模块10。用三相UVW电压接线端子来给马达M供电。因而，所属的功能模块具有带换向的DC/AC转换器201，而且为了对所产生的交变电压进行滤波而具有EMC滤波器202。在所示出的实施例中，EMC滤波器202以线路技术布置在 DC/AC转换器201与马达M之间，使得对通过DC/AC转换器201 转换的电压进行滤波。替选地，EMC滤波器202也可以以线路技术布置在DC/AC转换器201前面，使得DC/AC转换器201布置在EMC 滤波器202与马达M之间，其中接着中间电路电压UZK被滤波并且紧接着为了进行转换而被引入到DC/AC转换器201中。针对马达M 的电压生成装置的功耗大得使得该功耗必须分别作为自己的功能模块20来提供。此外，针对每个马达M必须提供单独的功能模块20，因为马达M中的每个马达都有自己的电参量，每个马达M都按照自己的(各自的)转速特性曲线来运行而且针对每个马达M或针对每个通过相应的马达M驱动的耗电器(通风装置)的额定值规定都可能是不同的。另一功能模块20给附加的部件或器件、诸如像继电器203 那样的一般的耗电器供应所需的中间电路电压UZK。需要低压而不是中间电路电压UZK的其它功能模块20可以共享低压转换器104并且由该低压转换器104来供应低压。在这种情况下，低压转换器104是基本模块10的组成部分。例如，通过该低压可以供应具有显示器206 的功能模块20或者用于调节冷却循环的功能模块20。在当前的实施例中，冷却循环调节至少包括部件202、204、205，所述部件202、 204、205给至少一个用于冷却循环调节的膨胀阀A供应电压并且控制所述至少一个用于冷却循环调节的膨胀阀A。为此，用于调节膨胀阀的功能模块20具有电压生成装置205和所属的EMC滤波器，用于对膨胀阀的阀A进行电压供应。为了调节膨胀阀，功能模块20还包括冷却循环调节204，该冷却循环调节204与传感装置和其它设施部件连接。
图2和3分别示出了功能模块20相对基本模块10的一个有利的布局。
在图2中，功能模块20以它们相应的载体22平行于基本模块 10的载体12地来取向。这些功能模块通过隔片30彼此间保持在它们的预先确定的位置。在两个载体12、22之间分别布置有EMC屏蔽设备23，该EMC屏蔽设备在所示出的示例中被构造为完全覆盖功能模块20的载体22的层。EMC屏蔽设备23分别屏蔽基本模块10和功能模块20的器件11、21以防电磁干扰辐射，所述电磁干扰辐射分别由相应其它模块的器件11、21产生。此外，功能模块20根据它们的功耗的大小和由它们所产生的干扰辐射的程度来布置。如下功能模块20在空间上与基本模块10间隔开最远，该功能模块20的器件21 与其它功能模块20的器件21相比具有最高的功耗并且因此具有最高的放热以及发射最多的干扰辐射。此外，EMC屏蔽设备通过插入式连接器31相互连接，由此改善了相互连接的EMC屏蔽设备23的屏蔽效果，其中插入式连接器31也可以与隔片30构成整体地来构造。
在图2中示出的布局下，基本模块10和功能模块20的器件11、 21受保护以防其它功能模块20的干扰辐射和温度。不同于此，在图 3中示出了如下结构，其中基本模块10和功能模块20的器件11、21 受保护以防从外部起作用的、不是由基本模块10或功能模块20的器件11、21产生的干扰辐射。基本模块10和示例性地五个功能模块20布置成长方体形或立方体形，使得基本模块10和功能模块中的每个功能模块都确定立方体或长方体的六个侧面中的一个侧面。在此，相应的EMC屏蔽设备13、23朝向外而且相应的器件11、21布置在该立方体或该长方体的内部空间中，该立方体或该长方体构成针对器件11、21的容纳空间40。器件11、21朝向每个方向都被EMC屏蔽设备13、23包围并且通过该EMC屏蔽设备13、23来保护。在外侧或在EMC屏蔽设备13、23之一上还布置有冷却元件24，该冷却元件24可以与容纳空间40或器件11、21中的一个器件或器件11、21 中的多个器件以进行冷却的方式保持接触。在当前的示例中，隔片 30可以被构造为框架，基本模块10和功能模块20固定在所述框架上。
图2中示出的布局可以与图3中示出的布局相结合，使得例如在容纳空间40中平行于基本模块10地布置有多个功能模块20。
Claims (15)
1.一种模块化结构类型的控制电子设备，其包括一个电子基本模块(10)和多个功能模块(20)，其中，
所述基本模块(10)将至少一个中间电路电压UZK提供给电源输出端，用于对所述功能模块(20)的电压供应，以及
所述功能模块(20)与所述基本模块(10)电地并且机械地连接，而且由所述基本模块(10)供应所述中间电路电压UZK，其中，
所述基本模块(10)和所述功能模块(20)都分别具有载体，所述载体具有电子器件，
所述基本模块的电子器件产生所述中间电路电压UZK，
在所述基本模块(10)的载体上固定有至少一个功能模块(20)，而且，
其中所述基本模块(10)和所述功能模块(20)的电子器件通过热解耦和/或EMC屏蔽彼此分开地来布置。
2.根据权利要求1所述的控制电子设备，其特征是，
至少一个功能模块(20)的载体和/或所述基本模块(10)的载体分别具有：器件侧，在所述器件侧上布置有所述电子器件；和屏蔽侧，在所述屏蔽侧上布置有延伸经过所述载体的EMC屏蔽设备。
3.根据权利要求1或2所述的控制电子设备，其特征是，所述控制电子设备还包括插入式连接器(31)，其中，
所述插入式连接器(31)从所述基本模块(10)的载体延伸到功能模块(20)的载体或者在两个功能模块(20)的载体之间延伸。
4.根据权利要求3所述的控制电子设备，其特征是，
所述插入式连接器(31)使所述基本模块(10)的EMC屏蔽设备与所述功能模块(20)的EMC屏蔽设备电连接或者使所述功能模块(20)的EMC屏蔽设备相互电连接。
5.根据权利要求2所述的控制电子设备，其特征是，
所述EMC屏蔽设备中的至少一个EMC屏蔽设备与预先确定的电位连接。
6.根据权利要求1或2所述的控制电子设备，其特征是，
所述功能模块(20)的载体和所述基本模块(10)的载体以预先确定的布局彼此平行地并且分别彼此间隔开地来布置。
7.根据权利要求2或5所述的控制电子设备，其特征是，
在所述基本模块(10)的电子器件与功能模块(20)的电子器件之间和/或在两个功能模块(20)的电子器件之间都分别布置有相应的EMC屏蔽设备中的一个EMC屏蔽设备。
8.根据权利要求1或2所述的控制电子设备，其特征是，
所述功能模块(20)的载体和所述基本模块(10)的载体以预先确定的布局来确定它们之间的容纳空间(40)，所述容纳空间每一侧都通过所述功能模块(20)的载体和所述基本模块(10)的载体来限制，而且
所述基本模块(10)的电子器件和所述功能模块(20)的电子器件布置在所述容纳空间(40)内。
9.根据权利要求1或2所述的控制电子设备，其特征是，所述控制电子设备还包括隔片(30)，其中，
所述基本模块的载体和所述功能模块(20)的载体都固定在所述隔片(30)上并且通过所述隔片(30)以所述载体的彼此间预先确定的布局来保持。
10.根据权利要求1或2所述的控制电子设备，其特征是，
所述基本模块(10)与一个功能模块(20)构成整体地共同构造在所述基本模块(10)的载体上。
11.根据权利要求1或2所述的控制电子设备，其特征是，
至少两个功能模块(20)相互构成整体地构造在共同的载体上。
12.根据权利要求1或2所述的控制电子设备，其特征是，
所述功能模块(20)的至少一个部分包括用于使所述中间电路电压UZK换向的换向单元(201)和EMC滤波器(202)，作为电子器件，所述EMC滤波器被构造为对换向的电压进行滤波。
13.根据权利要求1或2所述的控制电子设备，其特征是，
所述电子器件根据它们的功能来分组，
所述组根据它们的电子功耗或功率输出的大小或设计参数来评价，而且
对所述功耗或功率输出的评价决定所述器件相对所述基本模块(10)以及相对所述功能模块(20)的布局以及它们彼此间的相对位置。
14.根据权利要求13所述的控制电子设备，其特征是，
对所述功耗或功率输出的评价决定了所述功能模块(20)之间的间距以及相应的功能模块(20)相对所述基本模块(10)的间距。
15.根据权利要求1或2所述的控制电子设备，其特征是，
在所述基本模块(10)的载体上和/或在所述功能模块(20)的载体上布置有冷却元件(24)。
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