DE102008057166B4 - Elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz - Google Patents
Elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz Download PDFInfo
- Publication number
- DE102008057166B4 DE102008057166B4 DE102008057166.0A DE102008057166A DE102008057166B4 DE 102008057166 B4 DE102008057166 B4 DE 102008057166B4 DE 102008057166 A DE102008057166 A DE 102008057166A DE 102008057166 B4 DE102008057166 B4 DE 102008057166B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- component
- circuit board
- electrical
- contact field
- connection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H37/00—Thermally-actuated switches
- H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
- H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
- H01H37/761—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10007—Types of components
- H05K2201/10166—Transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10007—Types of components
- H05K2201/10181—Fuse
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/02—Details related to mechanical or acoustic processing, e.g. drilling, punching, cutting, using ultrasound
- H05K2203/0271—Mechanical force other than pressure, e.g. shearing or pulling
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/17—Post-manufacturing processes
- H05K2203/176—Removing, replacing or disconnecting component; Easily removable component
Abstract
Elektrische Schaltung (10) mit Übertemperaturschutz, mit
- einer Leiterkarte (12) mit mindestens einem ersten elektrischen Kontaktfeld (14),
- einem elektrischen Bauteil (16), das mindestens ein erstes elektrisches Anschlusselement (18) aufweist, wobei das erste Anschlusselement (18) mittels eines schmelzbaren, elektrisch leitenden Kontaktierungsmaterials (28) mit dem ersten Kontaktfeld (14) verbunden ist,
- wobei das Bauteil (16) mindestens ein zweites Anschlusselement (20) aufweist, das mit einem zweiten Kontaktfeld (22) der Leiterkarte (12) verbunden ist,
- einem Krafterzeugungselement (24) zum Aufbringen einer auf das Bauteil (16) wirkenden Bewegungskraft,
- wobei das Bauteil (16) durch das Krafterzeugungselement (24) zwischen einer ersten Position (Verbindungsposition) und einer zweiten Position (Trennungsposition) bewegbar ist,
- wobei in der ersten Position das mindestens eine erste Anschlusselement (18) des Bauteils (16) mit dem ersten Kontaktfeld (14) der Leiterkarte (12) verbunden ist, und
- wobei in der zweiten Position bei infolge einer Erhitzung des Bauteils (16) geschmolzenem Kontaktierungsmaterial (28) mittels des Krafterzeugungselements (24) das Bauteil (16) auf der Leiterkarte seitlich verschoben ist, und
- wobei in der zweiten Position das mindestens eine zweite Anschlusselement (20) des Bauteils (16) mit dem zweiten Kontaktfeld (22) der Leiterkarte (12) mechanisch verbunden bleibt. dadurch gekennzeichnet,
- dass in der zweiten Position die elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen Anschlusselement (18) des Bauteils (16) und dem ersten Kontaktfeld (14) der Leiterkarte (12) mechanisch getrennt ist.
- einer Leiterkarte (12) mit mindestens einem ersten elektrischen Kontaktfeld (14),
- einem elektrischen Bauteil (16), das mindestens ein erstes elektrisches Anschlusselement (18) aufweist, wobei das erste Anschlusselement (18) mittels eines schmelzbaren, elektrisch leitenden Kontaktierungsmaterials (28) mit dem ersten Kontaktfeld (14) verbunden ist,
- wobei das Bauteil (16) mindestens ein zweites Anschlusselement (20) aufweist, das mit einem zweiten Kontaktfeld (22) der Leiterkarte (12) verbunden ist,
- einem Krafterzeugungselement (24) zum Aufbringen einer auf das Bauteil (16) wirkenden Bewegungskraft,
- wobei das Bauteil (16) durch das Krafterzeugungselement (24) zwischen einer ersten Position (Verbindungsposition) und einer zweiten Position (Trennungsposition) bewegbar ist,
- wobei in der ersten Position das mindestens eine erste Anschlusselement (18) des Bauteils (16) mit dem ersten Kontaktfeld (14) der Leiterkarte (12) verbunden ist, und
- wobei in der zweiten Position bei infolge einer Erhitzung des Bauteils (16) geschmolzenem Kontaktierungsmaterial (28) mittels des Krafterzeugungselements (24) das Bauteil (16) auf der Leiterkarte seitlich verschoben ist, und
- wobei in der zweiten Position das mindestens eine zweite Anschlusselement (20) des Bauteils (16) mit dem zweiten Kontaktfeld (22) der Leiterkarte (12) mechanisch verbunden bleibt. dadurch gekennzeichnet,
- dass in der zweiten Position die elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen Anschlusselement (18) des Bauteils (16) und dem ersten Kontaktfeld (14) der Leiterkarte (12) mechanisch getrennt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz, der insbesondere durch eine rein mechanische Trennung der elektrischen Verbindung erfolgt.
- Der Defekt eines elektrischen Bauteils einer Schaltung, beispielsweise eines Treibertransistors, kann einen unkontrollierten überhöhten Stromfluss verursachen, der eine lokale Überhitzung zur Folgen haben kann. Die Überhitzung beschädigt nicht nur das Bauteil selbst, sondern auch andere Komponenten der Leiterkarte. Zur Vermeidung von Beschädigungen infolge überhöhten Stromflusses wird im Regelfall eine Schmelzsicherung in die zu schützende Schaltung eingesetzt.
- Die Schmelzsicherung wird thermisch zerstört, wenn übermäßig große Ströme fließen, was beispielsweise im Falle eines Defekts eines Bauteils der Fall sein kann. Damit kann das Bauteil vor einer Zerstörung geschieht werden. Herkömmliche thermische Sicherung nutzt also die Selbsterwärmung des durch ein Sicherungselement fließenden Stroms, um das Sicherungselement durchzuschmelzen und somit den Stromfluss zu unterbrechen. Problematisch dabei ist, dass sich mit diesen Schmelzsicherungen kein optimaler Schutz der Leiterbahnen von Schaltungen erreichen lässt. Beispielsweise kann beim Auftreten kurzzeitig anliegender Überströme eine übliche elektrische Leitung im Fahrzeug wesentlich mehr Strom tragen als die Schmelzsicherung, so dass für kurzzeitige Überströme eine übliche Schmelzsicherung unterdimensioniert ist. Im Bereich länger andauernder Überströme schaltet die Sicherung dagegen zu spät ab, so dass in diesem Fall eine elektrische Leitung und/oder ein elektrischer Verbraucher nicht ausreichend geschützt ist.
- In der Praxis wird normalerweise noch ein zusätzliches Heizelement zum Betreiben der Schmelzsicherung eingesetzt. Mit Hilfe eines Stromsensors und einer Auswerteeinheit wird dabei der Strom im zu schützenden Schaltkreis bestimmt. In der Auswerteeinheit ist ein Stromreferenzwert abgespeichert. Übersteigt der aktuelle Stromwert diesen Referenzwert, so schaltet die Einheit das Heizelement ein, so dass ein Strom durch das Heizelement fließt und dieses sehr schnell erwärmt. Die Schmelzsicherung wird nahezu ebenso schnell durch die thermische Last des Heizelements erhitzt und die Sicherung löst als Folge davon aus. Beispiele für derartige Schutzschaltungen finden sich in
DE 197 35 546 A1 undDE 100 49 071 A1 . Derartige Schutzschaltungen stellen in der Regel jedoch einen erhöhten Aufwand dar, da sie einerseits eine Schmelzsicherung mit aktivem Heizelement benötigen, die einen ausreichenden elektrischen Widerstand haben muss, damit sie auslösen kann. Andererseits ist eine Auswerteinheit zum Bestimmen des Stroms und zum Aktivieren des Heizelements notwendig. - Weiter werden in einigen technischen Gebieten, beispielsweise im Automotive-Bereich, elektrische Verbraucher mitunter über Halbleiterschalter bzw. -treiber, d.h. Leistungstransistoren, angesteuert. Diese Transistoren oder anderen elektrischen Schaltelemente können im Fehlerfall durchlegieren oder auf andere Weise einen Nebenschluss aufweisen, was zu einem erhöhten Stromfluss führt, wobei dieser erhöhte Stromfluss aber noch nicht den Stromschwellwert überschreitet, ab dem das Heizelement eingeschaltet wird und/oder die Schmelzsicherung auslöst. Der erhöhte Stromfluss kann zu einer thermischen Überhitzung des durchlegierten Schaltelements führen, was nicht unerhebliche Folgeschäden bis zur Entstehung eines Brandes haben kann.
- In
DE 698 01 482 T2 ist eine thermische Auslöseanordnung in elektrischen Schaltungen beschrieben. Bei dieser Anordnung erstreckt sich ein elektrisches Bauelement durch einen Schlitz einer Leiterplatte, wobei seine Anschlusselemente elektrisch mit der Leiterkarte verbunden sind. Im montierten Zustand drückt von einer Seite der Leiterplatte aus ein vorgespanntes Federelement gegen das Bauelement. Wenn sich das Bauelement bis oberhalb einer vorbestimmten Temperatur erwärmt, schmilzt das Lötzinn, so dass das Bauelement aus dem Schlitz gedrückt wird und seine elektrische Verbindung unterbrochen wird. Eine ähnliche Vorrichtung ist ausJP H04 - 209 557 A - In
DE 10 2004 014 660 A1 wird ein Leistungsmodul für ein Kraftfahrzeug aus einem auf dem Trägerkörper angeordneten Leistungshalbleiterelement beschrieben. Dabei ist zur Vermeidung von Folgeschäden bei einem das Leistungshalbleiterelement unzulässigerweise aufheizenden Defekt vorgesehen, dass das Lötmaterial an den Kontaktierungsstellen des Leistungshalbleiterbauelements einen derartigen Schmelzpunkt erreicht, dass es erweicht und den elektrischen Kontakt unterbricht. Hierdurch wird ein Ablösen des Leistungshalbleiterbauelements infolge der Schwerkraft und der Federkraft orthogonal zur Leiterplatte bewerkstelligt. - In der gattungsbildenden
EP 1 467 603 A1 und in derJP 2007 251 134 A - Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz zu schaffen, bei der Schäden der Schaltung bzw. anderer Komponenten infolge eines Überstroms ohne zusätzliche elektrische Mittel (und damit auf einfache Art und Weise) durch eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung infolge einer Bewegung eines Bauteils über eine Leiterplatte verhindert werden können, wobei das Bauteil vor einem unbeabsichtigten Abfallen von der Leiterplatte gesichert ist.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz vorgeschlagen, wobei die Schaltung versehen ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
- Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass die erfindungsgemäße elektrische Schaltung eine Leiterkarte mit mindestens einem ersten elektrischen Kontaktfeld und ein elektrisches Bauteil mit mindestens einem ersten elektrischen Anschlusselement aufweist, wobei das erste Anschlusselement mittels eines schmelzbaren, elektrisch leitenden Kontaktierungsmaterials mit dem ersten Kontaktfeld verbunden ist. Beispielsweise kann die Verbindung zwischen dem Anschlusselement des Bauteils und dem Kontaktfeld der Leiterkarte durch Lötmaterial erfolgen.
- Erfindungsgemäß weist die Schaltung ein Krafterzeugungselement zum Aufbringen einer Bewegungskraft auf, die auf das Bauteil wirkt. Durch das Krafterzeugungselement wird das Bauteil unter bestimmten Umständen (wenn nämlich keine feste Verbindung zwischen dem Bauteil und der Leiterkarte besteht) aus einer Verbindungsposition in eine Trennungsposition bewegt. In der Verbindungsposition sind die Anschlusselemente des Bauteils mit den zugehörigen Kontaktfeldern der Leiterkarte verbunden. In dieser Position ist das Bauteil in Betrieb und durch z.B. Lötmaterial auf der Leiterkarte befestigt. Während des normalen Betriebs des Bauteils ist das Krafterzeugungselement entweder deaktiviert oder seine Andruckkraft bewirkt keine Bewegung des auf der Leiterkarte fixierten Bauteils. Sobald infolge eines Bauteilsdefekts eine derart große Erhitzung entsteht, dass das Lötmaterial aufgeschmolzen ist, liegt das Bauteil lediglich noch lose an der Leiterkarte an. Nun kann das Krafterzeugungselement das Bauteil in die Trennungsposition bewegen. In dieser Position wird mindestens die elektrische Verbindung zwischen einem der Anschlusselemente des Bauteils und dem zugehörigen Kontaktfeld der Leiterkarte durch die Bewegung des Bauteils infolge der von dem Krafterzeugungselement erzeugten Kraft aufgetrennt.
- Normalerweise umfasst das Bauteil mehrere erste Anschlusselemente und die Leiterkarte mehrere erste Kontaktfelder für die Anschlusselemente. In der Trennungsposition des Bauteils sind dann zumeist sämtliche erste Anschlusselemente von den Kontaktfeldern der Leiterkarte, mindestens aber eine dieser Verbindung elektrisch und mechanisch getrennt.
- Zusätzlich zu dem oder den ersten Anschlusselementen weist das erfindungsgemäße Bauteil z. B. an seiner Unterseite mindestens ein zweites Anschlusselement auf, das mit einem zweiten Kontaktfeld der Leiterkarte verbunden ist. Das Lötmaterial zwischen dem zweiten Anschlusselement und dem zugehörigen Kontaktfeld braucht hier in erster Linie nicht der elektrischen Verbindung zu dienen, sondern fungiert hauptsächlich zur mechanischen Fixierung. In der Verbindungsposition des Bauteils wird das Bauteil durch das Lötmaterial, das auch der elektrischen Verbindung dient, zwischen dem Anschlusselement und dem Kontaktfeld auf der Leiterkarte fixiert. Bei der Erhitzung infolge des Überstroms wird das Lötmaterial geschmolzen; damit ist das Bauteil bewegbar. Durch die Aufbringung der Bewegungskraft durch das Krafterzeugungselement wird das Bauteil in seine Trennungsposition bewegt. Infolge der Oberflächenspannung des geschmolzenen Lötmaterials ist das Bauteil während seiner Bewegung zwischen der Verbindungsposition und der Trennungsposition gegen ein Abfallen von der Leiterkarte gesichert.
- Während das oder die ersten Anschlusselemente in der Trennungsposition von dem oder den ersten Kontaktfeldern elektrisch getrennt ist/sind, kann das zweite Anschlusselement des Bauteils mit dem zweiten Kontaktfeld der Leiterkarte elektrisch verbunden bleiben, da der Stromkreis durch die Auftrennung zwischen dem oder den ersten Anschlusselementen und dem oder den ersten Kontaktfeldern bereits untergebrochen ist. Zwischen den elektrisch und mechanisch nicht getrennten Anschlusselementen und zugehörigen Kontaktfeldern befindet sich immer noch Kontaktierungs- (Löt-) Material, das nach seiner Erstarrung der Fixierung des Bauteils auf der Leiterkarte dient.
- Zur Begrenzung der Bewegung des Bauteils aus der Verbindungsposition in die Trennungsposition kann die Leiterkarte ein Endanschlagelement aufweisen. Nach Unterbrechung der elektrischen Verbindung kühlen sich das Bauteil und das Kontaktierungsmaterial wieder ab und das Bauteil wird nach Erstarrung des Kontaktierungsmaterials durch den Endanschlag in einer neuen, unkritischen Position fixiert.
- Zweckmäßigerweise ist das Bauteil durch das Krafterzeugungselement translatorisch oder rotatorisch in die Trennungsposition bewegbar. Eine erste Möglichkeit der translatorischen Bewegung ist, dass das Bauteil auf der Leiterkarte verschoben wird. Diese seitliche Verschiebung kann durch eine an das Bauteil angreifende Druck- oder Zugkraft erfolgen. Eine weitere Bewegungsmöglichkeit des Bauteils in die Trennungsposition bezieht sich auf eine Drehung des Bauteils. In sämtlichen der vorgenannten Fällen sollte für eine sichere Fixierung des Bauteils in der Verschiebungsposition gesorgt werden.
- Es ist ferner beispielsweise möglich, dass es sich bei dem Krafterzeugungselement um ein Federelement oder um ein Bimetallelement handelt. Wenn das Krafterzeugungselement ein Federelement ist, wirkt auf das Bauteil bereits in dessen auf der Leiterkarte montierten und elektrisch angeschlossenen Zustand eine Vorspannkraft, die kleiner als die durch das erstarrte Kontaktierungsmaterial hervorgerufene Haltekraft ist. Bei aufgeschmolzenen Kontaktierungsmaterial ist diese Haltekraft nicht mehr gegeben und die auf das Bauteil einwirkende Vorspannkraft führt dann zur Bewegung des Bauteils aus der Verbindungsposition in die Trennungsposition.
- Wenn das Krafterzeugungselement ein Bimetallelement ist, so kann auf eine Vorspannung des Bauteils in der Verbindungsposition verzichtet werden. Das Bimetallelement wird mit dem Bauteil thermisch gekoppelt. Bei einer Erhitzung des Bauteils z.B. infolge eines Überstroms wird das Bimetallelement von dem Bauteil aufgrund der thermischen Kopplung erhitzt und durch die Erhitzung verformt. Dadurch bedarf es keiner zusätzlichen Wärmequelle für die Aktivierung und damit Verformung des Bimetallelements. Infolge dieser Verformung übt das Bimetallelement eine Kraft auf das defekte Bauteil aus. Dies bewirkt die Bewegung des Bauteils in die Trennungsposition.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
-
1 einen ersten Lösungsansatz für eine elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz im Normalbetrieb des Bauteils, -
2 die elektrische Schaltung nach1 nach einer Erhitzung des Bauteils, das nun nicht mehr betriebsmäßig elektrisch mit den Kontaktfeldern der Leiterkarte verbinden ist, -
3 einen zweiten Lösungsansatz für eine elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz im Normalbetrieb des Bauteils und -
4 die elektrische Schaltung nach3 nach einer Erhitzung des Bauteils, das nun nicht mehr betriebsmäßig elektrisch mit den Kontaktfeldern der Leiterkarte verbinden ist. - In den
1 und2 ist eine elektrische Schaltung10 mit Übertemperaturschutz in zwei verschiedenen Betriebszuständen dargestellt. Die elektrische Schaltung10 weist eine Leiterkarte12 mit beispielsweise zu zwei ersten elektrischen Kontaktfeldern14 führenden Leiterbahnen15 und ein Bauteil16 mit beispielsweise zwei ersten elektrischen Anschlusselementen18 auf. Außer seinen zwei ersten Anschlusselementen18 weist das Bauteil16 noch ein zweites Anschlusselement20 auf seiner Unterseite auf. Entsprechend ist die Leiterkarte12 mit einem zu dem zweiten Anschlusselement20 des Bauteils16 zugehörigen zweiten Kontaktfeld22 versehen. Erfindungsgemäß weist die elektrische Schaltung10 ein Krafterzeugungselement24 zum Aufbringen einer auf das Bauteil16 wirkenden Bewegungskraft auf. In der Schaltung10 gemäß den1 und2 handelt es sich bei dem Krafterzeugungselement24 beispielsweise um ein Federelement26 , das als Blattfeder ausgebildet ist. Durch das Federelement26 wird das Bauteil16 unter bestimmten Umständen von einer Verbindungsposition (1 ) aus in eine Trennungsposition (2 ) bewegt. - In der Verbindungsposition des Bauteils
16 ist das erste Anschlusselement18 mittels eines schmelzbaren, elektrisch leitenden Kontaktierungsmaterials28 in Form z.B. eines Lötmaterials mit dem ersten Kontaktfeld16 verbunden. Eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem zweiten Anschlusselement20 des Bauteils16 und dem zweiten Kontaktfeld22 der Leiterkarte12 erfolgt auch durch das schmelzbare, elektrisch leitende Kontaktierungs- (Löt-)material28 . Mittels dieses Kontaktierungsmaterials28 ist das Bauteil16 auf der Leiterkarte12 im Normalbetrieb sowohl elektrisch Kontaktiert als auch mechanisch fixiert. - Wie anhand von
1 zu erkennen ist, ist das Federelement26 an seinem einen Ende durch vier Fixierelemente30 an dem Bauteil16 festgelegt und übt mit seinem anderen Ende auf das Bauteil16 bereits in dessen auf der Leiterkarte12 fixierten und elektrisch angeschlossenen Zustand eine Vorspannkraft aus. Da diese Vorspannkraft kleiner als die durch das erstarrte Kontaktierungsmaterial28 hervorgerufene Haltekraft ist, kann das Bauteil16 im Normalbetrieb bzw. in der Verbindungsposition des Bauteils16 nicht von dem Federelement26 bewegt werden. - In der
2 ist die elektrische Schaltung10 in der Trennungsposition des Bauteils16 gezeigt. Bei einer Erhitzung des Bauteils16 infolge eines Überstroms wird das Kontaktierungsmaterial28 aufgeschmolzen; nun ist das Bauteil16 nicht mehr fixiert und somit bewegbar. Durch die Aufbringung der Bewegungskraft durch das Krafterzeugungselement24 wird das Bauteil16 in seine Trennungsposition bewegt. Infolge der Oberflächenspannung des geschmolzenen Kontaktierungsmaterials28 ist das Bauteil16 während seiner Bewegung zwischen der Verbindungsposition und der Trennungsposition gegen ein Abfallen von der Leiterkarte12 gesichert. - In der Trennungsposition des Bauteils
16 sind seine zwei ersten Anschlusselemente18 von den zwei zugehörigen Kontaktfeldern14 der Leiterkarte12 mechanisch und elektrisch getrennt; dadurch ist der Stromkreis untergebrochen. Das zweite Anschlusselement20 des Bauteils16 mit dem zweiten Kontaktfeld22 der Leiterkarte12 bleibt in der Trennungsposition des Bauteils16 noch verbunden. Zwischen den elektrisch und mechanisch nicht getrennten Anschlusselementen20 des Bauteils16 und zugehörigen Kontaktfeldern22 befindet sich immer noch Kontaktierungsmaterial28 , das nach seiner Erstarrung der Fixierung des Bauteils16 dient. - Zur Begrenzung der Bewegung des Bauteils
16 aus der Verbindungsposition in die Trennungsposition weist die Leiterkarte12 ein Endanschlagelement32 auf. Nach Unterbrechung der elektrischen Verbindung kühlen sich das Bauteil16 und das Kontaktierungsmaterial28 wieder ab und das Bauteil16 wird nach Erstarrung des Kontaktierungsmaterials28 durch den Endanschlag32 in einer neuen, unkritischen Position fixiert. - In den
3 und4 ist eine alternative elektrische Schaltung10' mit einem Bimetallelement34 als Krafterzeugungselement24 in zwei verschiedenen Betriebszuständen dargestellt. Soweit die Teile der Schaltung10' nach den3 und4 den Teilen des Schaltung10 nach den1 und2 gleichen, sind sie in den3 und4 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. - Wie man anhand von
3 erkennen kann, übt das Bimetallelement34 keine Vorspannkraft auf dem Bauteil16 in der Verbindungsposition aus. Im Normalbetrieb des Bauteils16 ist das Bimetallelement34 mit dem Bauteil16 thermisch gekoppelt. Bei einer Erhitzung des Bauteils16 z.B. infolge eines Überstroms wird das Bimetallelement34 durch das Bauteil16 aufgrund der thermischen Kopplung erhitzt und durch die Erhitzung verformt. Infolge dieser Verformung übt das Bimetallelement34 eine Bewegungskraft auf das defekte Bauteil16 aus. Dies bewirkt die Bewegung des Bauteils16 in die Trennungsposition. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz
- 10'
- elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz
- 12
- Leiterkarte
- 14
- erstes elektrisches Kontaktfeld der Leiterkarte
- 15
- Leiterbahn
- 16
- Bauteil
- 18
- erstes elektrisches Anschlusselement des Bauteils
- 20
- zweites Anschlusselement des Bauteils
- 22
- zweites Kontaktfeld der Leiterkarte
- 24
- Krafterzeugungselement
- 26
- Federelement als Krafterzeugungselement
- 28
- Kontaktierungsmaterial
- 30
- Fixierelemente für das Krafterzeugungselement
- 32
- Endanschlagelemente
- 34
- Bimetallelement als alternatives Krafterzeugungselement
Claims (10)
- Elektrische Schaltung (10) mit Übertemperaturschutz, mit - einer Leiterkarte (12) mit mindestens einem ersten elektrischen Kontaktfeld (14), - einem elektrischen Bauteil (16), das mindestens ein erstes elektrisches Anschlusselement (18) aufweist, wobei das erste Anschlusselement (18) mittels eines schmelzbaren, elektrisch leitenden Kontaktierungsmaterials (28) mit dem ersten Kontaktfeld (14) verbunden ist, - wobei das Bauteil (16) mindestens ein zweites Anschlusselement (20) aufweist, das mit einem zweiten Kontaktfeld (22) der Leiterkarte (12) verbunden ist, - einem Krafterzeugungselement (24) zum Aufbringen einer auf das Bauteil (16) wirkenden Bewegungskraft, - wobei das Bauteil (16) durch das Krafterzeugungselement (24) zwischen einer ersten Position (Verbindungsposition) und einer zweiten Position (Trennungsposition) bewegbar ist, - wobei in der ersten Position das mindestens eine erste Anschlusselement (18) des Bauteils (16) mit dem ersten Kontaktfeld (14) der Leiterkarte (12) verbunden ist, und - wobei in der zweiten Position bei infolge einer Erhitzung des Bauteils (16) geschmolzenem Kontaktierungsmaterial (28) mittels des Krafterzeugungselements (24) das Bauteil (16) auf der Leiterkarte seitlich verschoben ist, und - wobei in der zweiten Position das mindestens eine zweite Anschlusselement (20) des Bauteils (16) mit dem zweiten Kontaktfeld (22) der Leiterkarte (12) mechanisch verbunden bleibt. dadurch gekennzeichnet, - dass in der zweiten Position die elektrische Verbindung zwischen dem mindestens einen Anschlusselement (18) des Bauteils (16) und dem ersten Kontaktfeld (14) der Leiterkarte (12) mechanisch getrennt ist.
- Elektrische Schaltung (10) mit Übertemperaturschutz nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens zweite Anschlusselement (20) an der Unterseite des Bauteils (16) angeordnet ist. - Elektrische Schaltung (10) mit Übertemperaturschutz nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (16) mindestens ein weiteres erstes Anschlusselement (18) aufweist und die Leiterkarte (12) mindestens ein weiteres Kontaktfeld (14) aufweist, wobei das weitere erste Anschlusselement (18) des Bauteils (16) in der Trennungsposition von dem weiteren ersten Kontaktfeld (14) der Leiterkarte (12) elektrisch getrennt ist. - Elektrische Schaltung (10) nach
Anspruch 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (16) zumindest bereichsweise eine metallische Außenfläche aufweist und die Leiterkarte (12) mit einer metallischen Fixierfläche versehen ist, wobei sich zwischen dem metallischen Außenflächenbereich des Bauteils (16) und der Fixierfläche bei Erhitzung des Bauteils schmelzendes Kontaktierungsmaterial befindet. - Elektrische Schaltung (10) mit Übertemperaturschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endanschlagselement (32) zur Begrenzung der Bewegung des Bauteils (16) in der Trennungsposition vorgesehen ist.
- Elektrische Schaltung (10) mit Übertemperaturschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (16) durch das Krafterzeugungselement (24) translatorisch oder rotatorisch bewegbar ist.
- Elektrische Schaltung (10) mit Übertemperaturschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Krafterzeugungselement (24) ein Federelement (26) ist.
- Elektrische Schaltung (10) mit Übertemperaturschutz nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (26) eine Druckfeder oder eine Zugfeder ist. - Elektrische Schaltung (10) mit Übertemperaturschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Krafterzeugungselement (24) ein Bimetallelement (34) ist und dass das Bauteil (16) bei Erhitzung des Bimetallelements (34) in die Trennungsposition bewegbar ist.
- Elektrische Schaltung (10) mit Übertemperaturschutz nach
Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bimetallelement (34) in der Verbindungsposition mit dem Bauteil (16) thermisch gekoppelt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008057166.0A DE102008057166B4 (de) | 2008-11-13 | 2008-11-13 | Elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008057166.0A DE102008057166B4 (de) | 2008-11-13 | 2008-11-13 | Elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008057166A1 DE102008057166A1 (de) | 2010-05-20 |
DE102008057166B4 true DE102008057166B4 (de) | 2020-03-12 |
Family
ID=42105006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102008057166.0A Active DE102008057166B4 (de) | 2008-11-13 | 2008-11-13 | Elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102008057166B4 (de) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009036578B8 (de) * | 2009-08-07 | 2011-01-05 | Magna Electronics Europe Gmbh & Co.Kg | Thermosicherung, insbesondere für ein Leistungsmodul eines Kraftfahrzeugs, sowie Leistungsmodul mit einer derartigen Thermosicherung |
US9670895B2 (en) | 2012-05-07 | 2017-06-06 | Magna Electronics, Inc. | Control device for a vehicle |
US9431203B2 (en) * | 2012-08-06 | 2016-08-30 | Littelfuse, Inc. | Reflowable circuit protection device |
US9476398B2 (en) | 2013-06-03 | 2016-10-25 | Magna Electronics Inc. | Control device for a vehicle |
US9890760B2 (en) | 2014-07-29 | 2018-02-13 | Magna Electronics Inc. | Control device for a vehicle |
US10151292B2 (en) | 2016-03-23 | 2018-12-11 | Magna Electronics Inc. | Control device with thermal fuse having removable pre-tension element |
LU93090B1 (de) * | 2016-05-31 | 2017-12-20 | Phoenix Contact Gmbh & Co Kg Intellectual Property Licenses & Standards | Bauraumoptimierte Abtrennvorrichtung |
US10637229B2 (en) | 2016-09-02 | 2020-04-28 | Magna Electronics Inc. | Electronic fuse module with built in microcontroller and centralized power management bus |
DE102018212690A1 (de) | 2018-07-30 | 2020-01-30 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Bauraumoptimierte Abtrennvorrichtung |
DE102018220149B3 (de) * | 2018-11-23 | 2020-03-12 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Baugruppe mit einem elektrotechnischen Bauelement auf einem Träger |
DE102019114424A1 (de) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Überlastschutzanordnung |
DE102020105025A1 (de) | 2020-02-26 | 2021-08-26 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verbindungselement zum Verbinden von wenigstens zwei Flachleitern |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04209557A (ja) * | 1990-12-06 | 1992-07-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 集積回路パッケージの実装方式 |
DE19735546A1 (de) * | 1997-08-16 | 1999-02-18 | Daimler Benz Ag | Sicherungselement für elektrische Anlagen |
DE10049071A1 (de) * | 2000-10-02 | 2002-04-25 | Micronas Gmbh | Sicherungsvorrichtung für einen Stromkreis insbesondere in Kraftfahrzeugen |
DE69801482T2 (de) * | 1997-01-11 | 2002-05-08 | Furse W J & Co Ltd | Verbesserung an oder in bezug auf thermische auslöseeinheiten |
EP1467603A1 (de) * | 2003-04-08 | 2004-10-13 | Valeo Climatisation | Schutz gegen Kurzschlüssen auf einer Leiterplatte |
DE102004014660A1 (de) * | 2004-03-25 | 2005-07-21 | Audi Ag | Leistungsmodul für ein Kraftfahrzeug |
JP2007251134A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-09-27 | Advics:Kk | 電気回路装置 |
-
2008
- 2008-11-13 DE DE102008057166.0A patent/DE102008057166B4/de active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04209557A (ja) * | 1990-12-06 | 1992-07-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 集積回路パッケージの実装方式 |
DE69801482T2 (de) * | 1997-01-11 | 2002-05-08 | Furse W J & Co Ltd | Verbesserung an oder in bezug auf thermische auslöseeinheiten |
DE19735546A1 (de) * | 1997-08-16 | 1999-02-18 | Daimler Benz Ag | Sicherungselement für elektrische Anlagen |
DE10049071A1 (de) * | 2000-10-02 | 2002-04-25 | Micronas Gmbh | Sicherungsvorrichtung für einen Stromkreis insbesondere in Kraftfahrzeugen |
EP1467603A1 (de) * | 2003-04-08 | 2004-10-13 | Valeo Climatisation | Schutz gegen Kurzschlüssen auf einer Leiterplatte |
DE102004014660A1 (de) * | 2004-03-25 | 2005-07-21 | Audi Ag | Leistungsmodul für ein Kraftfahrzeug |
JP2007251134A (ja) * | 2006-02-14 | 2007-09-27 | Advics:Kk | 電気回路装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102008057166A1 (de) | 2010-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102008057166B4 (de) | Elektrische Schaltung mit Übertemperaturschutz | |
EP2126949B1 (de) | Auslösevorrichtung für eine thermosicherung | |
EP2601715B1 (de) | Thermische überlastschutzvorrichtung | |
DE102005024346B4 (de) | Sicherungselement mit Auslöseunterstützung | |
DE102010036909B3 (de) | Thermische Überlastschutzvorrichtung | |
DE112008003792T5 (de) | Externbetätigungs-Thermalschutzeinrichtung | |
DE102007014334A1 (de) | Schmelzlegierungselement, Thermosicherung mit einem Schmelzlegierungselement sowie Verfahren zum Herstellen einer Thermosicherung | |
DE102005014601A1 (de) | Elektronische Baugruppe | |
DE102014111772B4 (de) | Sicherung für einen elektrischen Stromkreis sowie Leiterplatte mit einer Sicherung | |
DE102011052805B4 (de) | Sicherung | |
EP0940835A2 (de) | Sicherung, insbesondere für die Kfz-Technik | |
DE102005040308B4 (de) | Thermosicherung, insbesondere für ein Leistungsmodul eines Kraftfahrzeugs, sowie Leistungsmodul mit einer derartigen Thermosicherung | |
WO2007033863A1 (de) | Temperatursicherung und verfahren zur unterbrechung eines spannungs- und/oder stromführenden leiters im thermischen fehlerfall | |
DE102016211621A1 (de) | Schmelzleiter und Überstrom-Schutzeinrichtung | |
DE102007020997B4 (de) | Stromkreisunterbrecher sowie Vorrichtung mit einem solchen Stromkreisunterbrecher | |
DE102018111034A1 (de) | Sicherungselement | |
DE112012002681T5 (de) | Motorschutzschalter | |
DE19936112A1 (de) | Halbleiterschalter | |
DE102010008537A1 (de) | Überspannungsschutzanordnung | |
DE10311090A1 (de) | Thermische Sicherung | |
DE102007021426A1 (de) | Thermosicherung und elektrische Schaltung mit Thermosicherung | |
DE19605187A1 (de) | Sicherheitseinrichtung | |
DE102017131432B3 (de) | Anordnung zur thermischen Überwachung von auf einem Verdrahtungsträger befindlichem, elektronischen Bauteil | |
EP3724021A1 (de) | Elektrochemisches energiespeichermodul und fahrzeug | |
WO2006111421A1 (de) | Schmelzsicherung für leiterplattenmontage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: BEHR-HELLA THERMOCONTROL GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: BEHR-HELLA THERMOCONTROL GMBH, 70469 STUTTGART, DE |