CN216795298U

CN216795298U - 一种车载控制器pcb发热源模拟组件、装置

Info

Publication number: CN216795298U
Application number: CN202123251810.9U
Authority: CN
Inventors: 陈振宁; 邢秀鹏; 李忠民
Original assignee: Huizhou Desay SV Automotive Co Ltd
Current assignee: Huizhou Desay SV Automotive Co Ltd
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-06-21
Anticipated expiration: 2031-12-21

Abstract

本实用新型属于车载控制器技术领域，具体涉及一种车载控制器PCB发热源模拟组件，包括金属块，用于模拟芯片的发热；发热件，设于所述金属块内，用于模拟芯片运行时其内部的发热源；以及发热控制器，与所述发热件连接，用于控制和调节发热件的发热。本实用新型提供了一种车载控制器PCB发热源模拟组件，不仅可有效的模拟散热机构的最高散热验证要求，整体结构简单、便于维修，适合专为测试验证的批量制作；而且可有效的节约材料成本和人工成本，提高散热机构散热验证的效率。本实用新型还提供了一种应用该车载控制器PCB发热源模拟组件的模拟装置，可达到散热上盖最佳的验证要求，有效的节约验证成本、提高验证效率。

Description

一种车载控制器PCB发热源模拟组件、装置

技术领域

本实用新型属于车载控制器技术领域，具体涉及一种车载控制器PCB发热源模拟组件、装置。

背景技术

随着汽车行业的发展，ECU(电子控制单元)作为实现车辆智能驾驶功能非常重要的控制器之一，在最近几年得到了长足的发展。同时，随着控制器实现功能的复杂程度不断提高，对芯片的算力要求也越来越高，其功耗也随之升高，因此ECU(电子控制单元)上盖的散热逐渐由风冷结构转变为水冷散热结构，以满足高算力芯片散热要求。

传统ECU(电子控制单元)上盖散热模拟一般采用PCB原板以及设于PCB原板上的芯片做发热源，如附图5所示，目前PCB整板的散热装置包括：散热上盖1、连接器2、热电偶3、线束4、承重支架5、锁合螺丝6和外设装置7，散热上盖与芯片处由导热胶粘接；其PCBA整板发热区的整体视图如附图6中黑色区域所示。

热功耗主要由整机工况以及软件的成熟度来决定，通常情况下，整机工况处于一种常态的稳定状态，因此，装置无法预估在某些极端情况下的热功耗；而且当ECU(电子控制单元)满负荷运转时，装置设计是否满足散热要求，同时受限于软件的编写水平，以致对PCB功能的激发有较多影响因素，导致芯片功耗达不到设计的最大功耗。

实用新型内容

为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种车载控制器PCB发热源模拟组件，采用金属块与发热件结合来模拟PCB的发热源，相较于PCB原板的模拟方式而言，不仅可有效的模拟整机工况最佳、芯片算力最大时的状态，以使散热机构达到最高的散热验证要求，而且可取消上百种物料贴片、组装和检验的过程，有效的节约材料成本和人工成本，提高散热机构散热验证的效率。本实用新型还提供了一种车载控制器PCB发热源模拟装置，采用上述的车载控制器PCB发热源模拟组件来验证散热机构的散热性能，不仅可达到最佳的验证要求，而且可有效的节约验证成本、提高验证效率。

本实用新型所要达到的技术效果通过以下技术方案来实现：

本实用新型中的车载控制器PCB发热源模拟组件，包括金属块，用于模拟芯片的发热；发热件，设于所述金属块内，用于模拟芯片运行时其内部的发热源；以及发热控制器，与所述发热件连接，用于控制和调节发热件的发热。

进一步地，所述金属块为铜金属块、铝金属块、金金属块或铜合金块。

进一步地，所述金属块包括与芯片尺寸相适配的金属块本体，以及设于所述金属块本体侧边上、用于实现与PCB基板安装连接的金属块安装部。

进一步地，所述金属块安装部对称的设于金属块本体两侧上。

进一步地，所述金属块安装部设于金属块本体两相对侧边的对角上。

进一步地，所述发热件为棒状发热件或片状发热件。

进一步地，所述发热件均匀的设于金属块本体内部，数量至少为两个。

本实用新型中的车载控制器PCB发热源模拟装置，包括PCB基板；支架，设于所述PCB基板底部，用于PCB基板的安装和支撑；多个如上所述的车载控制器PCB发热源模拟组件，通过螺钉与所述PCB基板和支架连接；以及散热上盖，罩设于所述PCB基板和车载控制器PCB发热源模拟组件上，用于车载控制器内部模拟元件的散热。

进一步地，所述PCB基板为不带刻蚀电路板的光板结构。

进一步地，所述PCB基板为酚醛树脂板、环氧树脂板或聚酯树脂板。

综上所述，本实用新型至少具有以下有益之处：

1、本实用新型的车载控制器PCB发热源模拟组件，采用金属块与发热件结合来模拟PCB的发热源，相较于PCB原板的模拟方式而言，可有效的模拟整机工况最佳、芯片算力最大时的状态，以使散热机构达到最高的散热验证要求。

2、本实用新型的车载控制器PCB发热源模拟组件，采用金属块与发热件结合来模拟PCB的发热源，相较于PCB原板的模拟方式而言，可取消上百种物料贴片、组装和检验的过程，有效的节约材料成本和人工成本，提高散热机构散热验证的效率。

3、本实用新型的车载控制器PCB发热源模拟装置，采用上述的车载控制器PCB发热源模拟组件来验证散热机构的散热性能，不仅可达到最佳的验证要求，而且可有效的节约验证成本、提高验证效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中车载控制器PCB发热源模拟组件的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的其中一种结构示意图；

图3是本实用新型实施例中发热件的另一种结构示意图；

图4是本实用新型实施例中车载控制器PCB发热源模拟装置的结构爆炸视图；

图5是背景技术中PCB整板的散热模拟装置的整体结构示意图；

图6是背景技术中PCBA整板发热区的整体分布视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

请参阅附图1，本实施例中的车载控制器PCB发热源模拟组件10，包括金属块100、设于金属块100内的发热件200，以及与发热件200连接的发热控制器300；其中，金属块100用于模拟芯片的发热，发热件200用于模拟芯片运行时其内部的发热源，发热控制器300用于控制和调节发热件200的发热。

现有技术中，通常采用PCBA正常运行达到设计发热功耗来验证散热机构的散热性能，这种模拟验证的方式存在诸多的问题：1)PCBA正常运行需SMT贴片所有电路器件，而实际的验证中需求采集及发热的器件占比很少，且为了达到PCB供电与实现功能负载的目的，往往需要焊接连接器，并通过特制的线束进行连接，不仅成本高昂、耗时耗力，而且不适合专为测试验证的批量制作。2)PCBA工况通常处于一种常态的稳定运行状态，功耗恒定在中等水平，如80％TDP(热设计功耗)＝80W，无法预估当ECU(电子控制单元)满负荷运转、芯片达到最大算力，TDPmax＝100W时的发热量，从而无法确认散热机构的验证过程是否满足最高散热要求；同时受限于软件制作编写水平，以致对PCBA功能的激发有较多影响因素，导致芯片功耗达不到设计的最大功耗。3)在前期研发验证阶段，一块完整驱动芯片且正常运行的PCBA，需要经过SMT贴片制作和上百款物料的组装、检验，不仅涉及物料良率的问题，而且在使用点亮发热过程中，需要接入电源、刷写驱动软件、调试，整个过程耗时耗力，这对于前期研发验证散热机械结构很明显是投入大于产出的，不但不利于资源的合理分配，还严重拖慢机构设计的进度。

本实施例中的车载控制器PCB发热源模拟组件10，采用金属块100和发热件200结合来模拟发热源，相较于现有技术中利用PCBA模拟发热源的方式而言，至少具有如下有益之处：1)发热源的模拟不受整机工况和芯片算力的限制，可有效的模拟散热机构的最高散热验证要求；2)发热控制器300与发热件200直接连接，实时的控制发热件200的温度，整体结构简单，便于维修，适合专为测试验证的批量制作；3)取消了上百种物料贴片、组装、检验，以及软件烧录的过程，可有效的节约材料成本和人工成本，提高散热机构散热验证的效率；4)推动前期研发验证散热机械结构的验证测试，无需等PCB Layout出来，可缩短机械开发周期，达到敏捷快速开发的目的。

实施例2：

请参阅附图1，本实施例中的车载控制器PCB发热源模拟组件10，包括金属块100、设于金属块100内的发热件200，以及与发热件200连接的发热控制器300；其中，金属块100用于模拟芯片的发热，发热件200用于模拟芯片运行时其内部的发热源，发热控制器300用于控制和调节发热件200的发热。优选地，金属块100为铜金属块、铝金属块、金金属块或铜合金块，其与电器元件的内部导电结构类似，采用类似的结构来进行模拟，可有效的保证模拟验证的准确性。

请参阅附图2，金属块100包括与芯片尺寸相适配的金属块本体110，以及设于金属块本体110侧边上、用于实现与PCB基板安装连接的金属块安装部120；且金属块安装部120对称的设于金属块本体110两侧上。金属块本体110与芯片的尺寸适配，可准确的模拟芯片与PCB基板的接触和芯片的发热，金属块安装部120可将金属块本体110稳定的装设于PCB基板上。

实施例3：

请参阅附图1，本实施例中的车载控制器PCB发热源模拟组件10，包括金属块100、设于金属块100内的发热件200，以及与发热件200连接的发热控制器300；其中，金属块100用于模拟芯片的发热，发热件200用于模拟芯片运行时其内部的发热源，发热控制器300用于控制和调节发热件200的发热。本实施例中金属块100、发热件200和发热控制器300的设计均与实施例2相同，其主要的区别在于：

请参阅附图3，金属块100包括与芯片尺寸相适配的金属块本体110，以及设于金属块本体110侧边上、用于实现与PCB基板安装连接的金属块安装部120；且金属块安装部120设于金属块本体110两相对侧边的对角上。金属块本体110与芯片的尺寸适配，可准确的模拟芯片与PCB基板的接触和芯片的发热，金属块安装部120可将金属块本体110稳定的装设于PCB基板上。

实施例4：

请参阅附图1，本实施例中的车载控制器PCB发热源模拟组件10，包括金属块100、设于金属块100内的发热件200，以及与发热件200连接的发热控制器300；其中，金属块100用于模拟芯片的发热，发热件200用于模拟芯片运行时其内部的发热源，发热控制器300用于控制和调节发热件200的发热。本实施例中金属块100、发热件200和发热控制器300的设计与实施例2或3相同，其主要的区别在于：

优选地，发热件200为棒状发热件或片状发热件，且均匀的设于金属块本体110内部，数量至少为两个；多个均匀设置的发热件200可有效的模拟金属块本体110内部各部分的发热，进一步的提高热源模拟的准确性。

实施例5：

请参阅附图4，本实施例中的车载控制器PCB发热源模拟装置，包括PCB基板20、设于PCB基板20底部的支架30、多个如实施例1-4的车载控制器PCB发热源模拟组件10，以及罩设于PCB基板20和车载控制器PCB发热源模拟组件10上的散热上盖40；其中，PCB基板20用于车载控制器PCB发热源模拟组件10的安装和固定，支架30用于PCB基板20的安装和支撑，散热上盖40用于车载控制器内部模拟元件的散热；车载控制器PCB发热源模拟组件10通过螺钉与PCB基板20和支架30连接。PCB基板20为不带刻蚀电路板的光板结构，优选地，PCB基板20为酚醛树脂板、环氧树脂板或聚酯树脂板。

本实施例中的车载控制器PCB发热源模拟装置，采用实施例1-4中的车载控制器PCB发热源模拟组件10组装而成，不仅可达到散热上盖最佳的验证要求，可有效的节约验证成本、提高验证效率；而且装置中的PCB基板20为无需刻蚀电路板的光板结构，可进一步有效的减少生产工序、节约生产成本，从而进一步有效的提高装置的验证效率。

从上述实施例的技术方案可以看出，本实用新型提供了一种车载控制器PCB发热源模拟组件，不仅可有效的模拟散热机构的最高散热验证要求，整体结构简单、便于维修，适合专为测试验证的批量制作；而且可有效的节约材料成本和人工成本，提高散热机构散热验证的效率。本实用新型还提供了一种应用该车载控制器PCB发热源模拟组件的模拟装置，可达到散热上盖最佳的验证要求，有效的节约验证成本、提高验证效率。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

虽然对本实用新型的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims

1.一种车载控制器PCB发热源模拟组件，其特征在于，包括：

金属块，用于模拟芯片的发热；

发热件，设于所述金属块内，用于模拟芯片运行时其内部的发热源；

以及发热控制器，与所述发热件连接，用于控制和调节发热件的发热。

2.根据权利要求1所述的车载控制器PCB发热源模拟组件，其特征在于，所述金属块为铜金属块、铝金属块、金金属块或铜合金块。

3.根据权利要求1所述的车载控制器PCB发热源模拟组件，其特征在于，所述金属块包括与芯片尺寸相适配的金属块本体，以及设于所述金属块本体侧边上、用于实现与PCB基板安装连接的金属块安装部。

4.根据权利要求3所述的车载控制器PCB发热源模拟组件，其特征在于，所述金属块安装部对称的设于金属块本体两侧上。

5.根据权利要求3所述的车载控制器PCB发热源模拟组件，其特征在于，所述金属块安装部设于金属块本体两相对侧边的对角上。

6.根据权利要求1所述的车载控制器PCB发热源模拟组件，其特征在于，所述发热件为棒状发热件或片状发热件。

7.根据权利要求1所述的车载控制器PCB发热源模拟组件，其特征在于，所述发热件均匀的设于金属块本体内部，数量至少为两个。

8.一种车载控制器PCB发热源模拟装置，其特征在于，包括：

PCB基板；

支架，设于所述PCB基板底部，用于PCB基板的安装和支撑；

多个如权利要求1-7任一所述的车载控制器PCB发热源模拟组件，通过螺钉与所述PCB基板和支架连接；

以及散热上盖，罩设于所述PCB基板和车载控制器PCB发热源模拟组件上，用于车载控制器内部模拟元件的散热。

9.根据权利要求8所述的车载控制器PCB发热源模拟装置，其特征在于，所述PCB基板为不带刻蚀电路板的光板结构。

10.根据权利要求8所述的车载控制器PCB发热源模拟装置，其特征在于，所述PCB基板为酚醛树脂板、环氧树脂板或聚酯树脂板。