CN221747510U - 汇流排组件和功率转换装置 - Google Patents

Abstract

一种汇流排组件和功率转换装置，所述汇流排组件包括：用于与印刷电路板和连接端子进行电连接的汇流排；以及与所述汇流排一体成型的用于固定所述汇流排的非导电性的固定件；其中所述汇流排包括待与印刷电路板电连接的第一连接部和待与连接端子电相连的第二连接部、以及位于所述第一连接部和第二连接部之间的柔性变形部，并且其中所述固定件包括用于对所述汇流排的第一连接部进行定位和支撑的定位部和从所述定位部一体地延伸的模制部，所述汇流排通过所述第二连接部和所述模制部的一体成型而与所述固定件形成为一件。采用本申请的结构，能够使得汇流排组件更好地适配于要连接至的印刷电路板和连接器。

Description

汇流排组件和功率转换装置

技术领域

本申请涉及一种功率转换装置，尤其涉及一种具有铜或铝汇流排的功率转换装置。

背景技术

在许多功率转换装置中，往往会使用各种汇流排来传递电流和信号等。尤其是在高压ECU产品中，一般使用铜或者铝汇流排来进行电流传递。但是，由于汇流排上大电流的施加，会产生电阻热，因此，会将汇流排由铜或者铝制成且将铜或铝汇流排的厚度设计成具有一定值(例如1mm或更大)，以减少电阻热的产生。然而，一方面具有这样厚度的铜或铝汇流排很难弯曲，使得安装上比较困难，另一方面，当汇流排通过螺钉固定在PCB板或其他汇流排上时，由于尺寸公差存在，安装过程会在铜或铝汇流排上产生应力，这种应力会扩散到其他部件或结构。最终，导致其他部件或结构有可能会在工作过程中失效，使得功率转换装置的寿命缩短。因此，需要对铜或铝汇流排的结构进行合适的设计，从而能够容易且可靠地使用铜或铝汇流排来在PCB板和输出端之间传递功率。

实用新型内容

本申请旨在提供一种能克服上述缺陷的功率转换装置，其能够容易且可靠地与PCB板进行电连接，同时减少施加到各部件上的应力。

为此，本申请提供一种汇流排组件，包括：用于与印刷电路板和连接端子进行电连接的汇流排；以及与所述汇流排一体成型的用于固定所述汇流排的非导电性的固定件；其中所述汇流排包括待与印刷电路板电连接的第一连接部和待与连接端子电相连的第二连接部、以及位于所述第一连接部和第二连接部之间的柔性变形部，并且其中所述固定件包括用于对所述汇流排的第一连接部进行定位和支撑的定位部和从所述定位部一体地延伸的模制部，所述汇流排通过所述第二连接部和所述模制部的一体成型而与所述固定件形成为一件。

可选地，所述汇流排由铜或铝制成，而所述固定件由塑料制成，并且所述第二连接部与所述固定件的所述模制部通过包覆成型过程被一体成型。

可选地，所述汇流排由多层薄铜片或铝片层叠而成。

可选地，所述第一连接部和第二连接部通过对薄铜片或铝片进行压制而形成，留下所述柔性变形部未被压制。

可选地，所述柔性变形部具有弯曲的形状。

可选地，所述柔性变形部被形成为具有C形形状，其一端与第一连接部相连，另一端与第二连接部相连。

或者，所述柔性变形部被形成为具有S形形状，其一端与第一连接部相连，另一端与第二连接部相连。

可选地，所述柔性变形部单独形成并被焊接至所述第一连接部和第二连接部。

可选地，所述第一连接部具有与印刷电路板相接触的上表面和与上表面相反的下表面以及从下表面贯穿至上表面的孔口，一螺母从所述第一连接部的下表面被不可拆卸地固定到所述孔口中，并且所述定位部具有用于容纳所述螺母的通孔，在所述定位部位于所述第一连接部下方且所述螺母容纳于所述定位部的通孔中的状态下，所述定位部保持和固定住所述第一连接部。

可选地，所述第二连接部的自由端部从所述模制部突伸出来以被连接到连接端子。

本申请还涉及一种功率转换装置，其包括：至少一个如上所述的汇流排组件；待与所述汇流排组件的汇流排的第一连接部电相连的印刷电路板；以及待与所述汇流排组件的汇流排的第二连接部电相连的连接端子。

可选地，所述功率转换装置还包括容纳所述汇流排组件和所述印刷电路板的壳体，所述连接端子安装于所述壳体上或者位于所述壳体内。

采用本申请的设计，通过由多层薄铜片或铝片层叠来制造铜或铝汇流排，使汇流排具有改善的柔性，有效地消除了由汇流排产生的应力，进而提高了功率转换装置的可靠性，增加了其使用寿命，而且，通过由塑料固定件对铜或铝汇流排的固定和支撑作用，且借助于固定件对汇流排的定位作用，确保了铜或铝汇流排中的连接孔的定位度，确保铜或铝汇流排组件在组装时可以被很好的组装。

附图说明

下面结合附图更清楚地理解本申请的上述和其它方面。应当注意的是，附图仅为示意性的，并非按比例绘制。在附图中：

图1示意性地示出了根据本申请的功率转换装置的分解透视图，其中汇流排组件将印刷电路板与功率连接器或连接端子相连；

图2是根据本申请的功率转换装置的示意性剖视透视图，出了汇流排组件与印刷电路板和连接端子容纳于壳体内的组装状态；

图3是根据本申请的功率转换装置中的汇流排组件的示意性透视图；

图4示意性地示出了图3所示汇流排组件中的汇流排的透视图；以及

图5示意性地示出了图3所示汇流排组件中的固定件的透视图。

具体实施方式

下面结合示例详细描述本申请的优选实施例。本领域技术人员应理解的是，这些实施例并不意味着对本申请形成任何限制，各实施例中的特征可以相互组合。在不同的附图中，相同的部件用相同的附图标记表示，且为简要起见，省略了某些部件，但这并不表明排除其它部件。应理解，附图中各部件的尺寸、比例关系以及部件的数目均不作为对本申请的限制。

图1示意性地示出了根据本申请的功率转换装置的分解透视图，其中汇流排组件10将印刷电路板1与功率连接器或连接端子4相连；

图2是根据本申请的功率转换装置的示意性剖视透视图，出了汇流排组件10与印刷电路板1和连接端子4容纳于壳体2内的组装状态。

如图1和图2所示，本申请中的功率转换装置包括印刷电路板(也称为PCB板)1和容纳印刷电路板1的壳体2，印刷电路板1上设置有各种功率元件或功率模块3，功率转换装置还包括与印刷电路板1相连的汇流排组件10，所述汇流排组件10用于将印刷电路板1及其上的各种器件通过示例性的连接端子4与例如各种高压连接器(图中未示出)相连。在图1和图2中仅示意性地示出在壳体2上设置有与高压连接器等相连的连接端子4，汇流排组件10的一端与印刷电路板1电连接，另一端与连接端子4电连接。当然，所述另一端并不限于连接至连接端子4，而是也可以与壳体2内容纳的其他连接器件电连接。

壳体2容纳着其上带有功率模块3的印刷电路板1以及汇流排组件10，其中印刷电路板1和汇流排组件10可以通过例如螺钉等方式可拆卸地安装于壳体1中。

本申请中的功率转换装置可以是各种控制器或转换器，例如逆变器等，或者用于传送大电流的其他转换器，例如直流-直流转换器、交流-直流转换器等，不限于此。

在这些大功率电器中，因需要传输大电流，因此，通常将其中的汇流排组件10中的汇流排11设计成由导电性优异的材料制成，并且将汇流排组件10中的汇流排设计成具有较大的厚度，例如1mm或更厚。但这样的汇流排定位性差，柔性差，变形能力差，导致组装过程中施加至各部件的应力增加，尤其在连接PCB和其他连接部件时，因为PCB上会存在一些对应力比较敏感的陶瓷电容，应力过大可能会损坏陶瓷电容，导致产品失效。

本申请中，对汇流排组件10中的汇流排结构进行了改进。

图3示意性地示出了本申请的功率转换装置中的汇流排组件10的放大示意透视图。

所述汇流排组件10包括被一体成型的汇流排11和用于对汇流排11进行支撑和定位的固定件12，所述汇流排11可由导电材料例如金属制成，尤其是可由例如铜或铝制成，所述固定件12可由例如塑料制成。在本申请中，所述汇流排11和所述固定件12通过金属和塑料的包覆成型过程一体地成型为一个单件。

所述汇流排11并不限于铜或铝，而是可以由其他导热性和导电性良好的金属材料制成，下面仅以铜汇流排为例来进行说明，本申请不限于此。

所述汇流排11可以呈大体长条形，具有用于固定至印刷电路板1的与功率模块3所固定至的一侧相反的一侧以与印刷电路板1进行电连接的第一连接部13，和用于与连接端子4电连接的第二连接部14，以及位于所述第一连接部13和第二连接部14之间的柔性变形部15。

所述固定件12也可以例如具有弯曲的长条形，但不限于此，而是可以为其他形状。所述固定件12具有定位部19和从定位部19弯曲地一体延伸的模制部20。可以通过对汇流排11的第二连接部14和固定件12的模制部20进行包覆成型来实现对所述汇流排11和所述固定部12的一体连接。

图4示出了汇流排组件10中的汇流排11的透视图。所述汇流排11的第一连接部13具有与印刷电路板1接触的上表面18和与上表面18相反的下表面22。第一连接部13上具有从下表面22延伸到上表面18的孔口17，一螺母16从下表面22例如通过铆接等方式被固定至第一连接部13的孔口17中，螺母16的上端在孔口17中延伸但不突出超过上表面18，以免干涉上表面18与印刷电路板1的接触。

汇流排11的柔性变形部15在与第一连接部13的过渡部23和与第二连接部14的过渡部24之间延伸，并且呈现弯曲的形状。在图4中柔性变形部15被示出为呈现C形的形状，但本申请中并不限于此，也可以为其他弯曲形状，例如S形等。

如前所述，汇流排11可以由铜制成，但不限于此。在汇流排11由铜制成的情况下，整个汇流排11可由多层薄铜片层叠并弯曲而制成。第一连接部13和第二连接部14在薄铜片层叠之后通过压制形成以使得第一连接部13和第二连接部14具有需要的厚度和硬度，以满足螺母压接，以及与其他表面接触，导电要求，留下柔性变形部15未被压制，以使得柔性变形部15容易变形，以便根据安装需求来调节第一连接部15相对于印刷电路板1的位置。

当然，本申请并不限于此，也可以是将第一连接部13、第二连接部14和柔性变形部15形成为单独的部分并且通过将多层薄铜片层叠而成的柔性变形部15在过渡部23和24处焊接到由铜条构成的第一连接部13和第二连接部14。

所述第一连接部13通过用螺钉穿过其中的螺母来连接至印刷电路板1，以与印刷电路板1进行电连接。

图5示出了汇流排组件10中的固定件12的示意性透视图。固定件12具有定位部19和从定位部19弯曲地一体延伸的模制部20，定位部19中具有通孔21，所述通孔21的尺寸设计成用于容纳汇流排11的第一连接部13上的螺母16。

所述汇流排11为金属材料例如铜，所述固定件12为塑料材料，制造时，通过将第二连接部14和模制部20包覆成型而模制到一起，使得汇流排11和固定件12形成为一个单件，即汇流排组件10，且第二连接部14的一端25暴露到模制部20的外面，以供电连接用，例如连接到连接端子4。

模制完成后，可通过例如对第一连接部13进行弯曲或通过其他手段来调节第一连接部13相对于定位部19的位置，使得定位部19位于第一连接部13的下方，且使得第一连接部13的螺母16进入定位部19的通孔21中，从而定位部19实现对第一连接部13的支撑和定位。在将汇流排组件10安装至印刷电路板1时，根据需要连接的位置，调整定位部19中通孔21的位置，即可调整汇流排11的连接部位。

虽然通孔21在图中示出为圆形，但是，在螺母16为例如六角头螺母的情况下，通孔21可以设计为与螺母16的形状相对应的六边形孔，以帮助螺母16与螺钉(未示出)的配合。或者，定位部19在通孔21周边可以设置从定位部突出的具有平行相对的两个表面的两个突出部，通过这两个突出部的两个表面与螺母16配合，来增强螺母的螺合效果和通孔处的固定部强度。

在实际的安装过程中，由于汇流排组件10的一端与印刷电路板1相连，另一端与连接端子4相连，而印刷电路板1上的待连接功率模块和连接端子4之间的距离有可能会因安装路径上尺寸链长和各部件公差累计而产生较大的公差，如果整个汇流排组件10是一个难以变形的部件的话，则实现各个安装位置的对准时会产生因位置偏差导致的应力，并且增加了安装难度。

在本申请中，通过设置位于第一连接部13和和二连接部14之间的柔性变形部15，使得第一连接13和第二连接部14之间可以相对于彼此移动，从而可以灵活地调整第一连接部13相对于被安装至的印刷电路板1的安装位置。

而且，由于柔性变形部15的存在，使得第一连接部13的位置过于灵活，因此，通过固定件12的定位部19对于第一连接部13的支撑和定位，使得第一连接部13既具有可以调节的位置，也能保持相对稳定，实现了汇流排组件10与印刷电路板1之间的可调节且应力减小的连接。

总之，通过本申请中的设计，克服了现有的汇流排组件或功率转换装置中由于尺寸链大以及硬铜汇流排不能容易变形而导致应力很大的问题。以多层铜片层叠结构设计了具有C形局部可变形结构的铜汇流排，使得铜汇流排的柔性变形部非常柔软且整个铜汇流排容易被弯折和拉伸。当由整个汇流排组件和印刷电路板组成的例如适配器或转换器或功率转换装置等的电器结构通过螺钉固定在外壳上时，铜汇流排的顶部固定在印刷电路板上，通过C形的柔软的变形部可以有效吸收公差，使印刷电路板(特别是印刷电路板中布置的部件)和其他部分不会承受较大的应力，从而提高使用寿命。

其次，鉴于铜汇流排较软，其水平位置很难控制，在将印刷电路板放置在外壳上时，印刷电路板上的孔和汇流排的孔不能很好匹配，可能会使螺钉不能被正确放入孔中。本申请中通过固定件对第一连接部的支撑和定位，可以通过将螺母放置在定位部的孔中，就可以很好地控制汇流排至印刷电路板的连接。

上述描述的是汇流排11的第一连接部13连接至印刷电路板，而第二连接部14连接至位于外壳2上的连接端子4，但并不限于此。外壳2中可以容纳多个这样的汇流排组件10，其第一连接部13连接至印刷电路板1。而第二连接部14可以连接至位于外壳2内部的不同的连接器，并不限于从外壳2伸出的连接端子4。

本申请的结构并不限于以上所述的应用，而是可以用于其他方面，例如作为具有低成本的标准化高压连接件。

以上结合具体实施例对本申请进行了详细描述。显然，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而不构成对本申请的限制。对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本申请的精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本申请的范围。

Claims (12)

1.一种汇流排组件，其特征在于，包括：

用于与印刷电路板(1)和连接端子(4)进行电连接的汇流排(11)；以及

与所述汇流排(11)一体成型的用于固定所述汇流排(11)的非导电性的固定件(12)；

其中所述汇流排(11)包括待与印刷电路板(1)电连接的第一连接部(13)和待与连接端子(4)电相连的第二连接部(14)、以及位于所述第一连接部(13)和第二连接部(14)之间的柔性变形部(15)，并且

其中所述固定件(12)包括用于对所述汇流排(11)的第一连接部(13)进行定位和支撑的定位部(19)和从所述定位部(19)一体地延伸的模制部(20)，所述汇流排(11)通过所述第二连接部(14)和所述模制部(20)的一体成型而与所述固定件(12)形成为一件。

2.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述汇流排(11)由铜或铝制成，而所述固定件(12)由塑料制成，并且所述第二连接部(14)与所述固定件(12)的所述模制部(20)通过包覆成型过程被一体成型。

3.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述汇流排(11)由多层薄铜片或铝片层叠而成。

4.根据权利要求3所述的汇流排组件，其特征在于，所述第一连接部(13)和第二连接部(14)通过对薄铜片或铝片进行压制而形成，留下所述柔性变形部(15)未被压制。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的汇流排组件，其特征在于，所述柔性变形部(15)具有弯曲的形状。

6.根据权利要求5所述的汇流排组件，其特征在于，所述柔性变形部(15)被形成为具有C形形状，其一端与第一连接部(13)相连，另一端与第二连接部(14)相连。

7.根据权利要求5所述的汇流排组件，其特征在于，所述柔性变形部(15)被形成为具有S形形状，其一端与第一连接部(13)相连，另一端与第二连接部(14)相连。

8.根据权利要求1所述的汇流排组件，其特征在于，所述柔性变形部(15)单独形成并被焊接至所述第一连接部(13)和第二连接部(14)。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的汇流排组件，其特征在于，所述第一连接部(13)具有与印刷电路板(1)相接触的上表面(18)和与上表面(18)相反的下表面(22)以及从下表面(22)贯穿至上表面(18)的孔口(17)，一螺母(16)从所述第一连接部(13)的下表面(22)被不可拆卸地固定到所述孔口(17)中，并且所述定位部(19)具有用于容纳所述螺母(16)的通孔(21)，在所述定位部(19)位于所述第一连接部(13)下方且所述螺母(16)容纳于所述定位部(19)的通孔(21)中的状态下，所述定位部(19)保持和固定住所述第一连接部(13)。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的汇流排组件，其特征在于，所述第二连接部(14)的自由端部(25)从所述模制部(20)突伸出来以被连接到连接端子(4)。

11.一种功率转换装置，其特征在于，包括：

至少一个根据权利要求1-10中任一项所述的汇流排组件(10)；

待与所述汇流排组件(10)的汇流排(11)的第一连接部(13)电相连的印刷电路板(1)；以及

待与所述汇流排组件(10)的汇流排(11)的第二连接部(14)电相连的连接端子(4)。

12.根据权利要求11所述的功率转换装置，其特征在于，所述功率转换装置还包括容纳所述汇流排组件(10)和所述印刷电路板(1)的壳体(2)，所述连接端子(4)安装于所述壳体(2)上或者位于所述壳体(2)内。