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Die Beschreibung betrifft Fortschritte im Bereich der Kraftfahrzeugbeleuchtungen.
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Es ist bekannt, dass im Bereich von Kraftfahrzeugbeleuchtungen hohe thermische Energien so abgeleitet werden müssen, dass einer Zerstörung einzelner Komponenten vorgebeugt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ableitung thermischer Energie kostengünstig zu realisieren.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1, durch ein Lichtmodul gemäß einem abhängigen Anspruch, durch ein Steuergerät gemäß einem abhängigen Anspruch sowie durch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß einem weiteren abhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen, der Beschreibung und in der Zeichnung.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Beschreibung wird eine Vorrichtung für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, bereitgestellt. Diese Vorrichtung umfasst: eine Leiterplatte; wenigstens ein elektronisches Bauelement, welches auf der Leiterplatte angeordnet ist; wenigstens ein mit der Leiterplatte verbundenes, elektrisch leitfähiges Gehäuse, welches wenigstens einen Teil einer Oberfläche der Leiterplatte überdeckt; und eine Anordnung zur Wärmeabführung, die eine Oberfläche des elektronischen Bauelements wärmeleitend und elektrisch isolierend mit dem elektrisch leitfähigen Gehäuse verbindet.
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Das Gehäuse dient vorteilhaft nicht nur der Vermeidung bzw. Verringerung der Ausbreitung elektromagnetischer Störstrahlung von einer Quelle, sondern fungiert zusätzlich als Kühlkörper für das elektronische Bauelement.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das wenigstens eine elektronische Bauelement Teil eines Spannungs- und/oder Stromwandlers ist, und wobei das wenigstens eine elektronische Bauelement innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
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Ein als DC/DC-Wandler ausgebildetes elektronisches Bauelement taktet eine Spannung. Die dabei entstehenden Stromspitzen führen durch das Gehäuse zu keiner störenden elektromagnetischen Spannung an anderer Stelle. Gleichzeitig kann das elektronische Bauelement gekühlt werden.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass ein zusätzliches elektronisches Bauelement Teil eines Spannungs- und/oder Stromwandlers ist, und wobei das zusätzliche elektronische Bauelement innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
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Vorteilhaft wird das erste elektronische Bauteil gekühlt und das zusätzliche elektronische Bauteil ist geschirmt.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das wenigstens eine elektronische Bauelement ein lichtemittierendes Bauelement ist, wobei das wenigstens eine elektronische Bauelement außerhalb des Gehäuses mit der Leiterplatte verbunden ist, und wobei die Vorrichtung umfasst: wenigstens ein weiteres elektronisches Bauelement, welches innerhalb des Gehäuses auf der Leiterplatte angeordnet ist.
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Vorteilhaft wird eine Schirmung für das weitere elektronische Bauelement bereitgestellt und gleichzeitig kann die von dem lichtemittierenden Bauelement erzeugte thermische Energie über das Gehäuse abgeführt werden.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das wenigstens eine weitere elektronische Bauelement Teil eines Spannungs- und/oder Stromwandlers ist.
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Vorteilhaft ist das weitere elektronische Bauelement innerhalb des Gehäuses geschirmt und das lichtemittierende Bauteil wird durch das Gehäuse gekühlt.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Leiterplatte im Bereich der Oberfläche des wenigstens einen elektronischen Bauelements eine Durchgangsöffnung aufweist, in welcher die Anordnung zur Wärmeabführung wenigstens abschnittsweise angeordnet ist.
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Vorteilhaft kann die von dem wenigstens einen Bauelement erzeugte thermische Energie auf die gegenüberliegende Seite der Leiterplatte geleitet und dort von dem Gehäuse an die Umgebung abgegeben werden.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Anordnung zur Wärmeabführung zumindest abschnittsweise aus wenigstens einem thermischen Interface-Material, besteht.
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Im Wärmeleitpfad zwischen dem wenigstens einen elektronischen Bauteil und dem Gehäuse ist also wenigstens ein Abschnitt elektrisch isolierend ausgeführt. Selbstverständlich kann ein weiterer Abschnitt elektrisch leitend ausgeführt sein, sollte aber einen geringen thermischen Widerstand aufweisen.
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Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass ein Innenraum, der durch das Gehäuse und die Leiterplatte begrenzt ist, durch das thermische Interface-Material, welches Teil der Anordnung zur Wärmeabführung ist, zumindest teilweise ausgefüllt ist.
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Ein zweiter Aspekt der Beschreibung betrifft ein Lichtmodul für ein Kraftfahrzeug, welches die Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt umfasst.
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Ein dritter Aspekt der Beschreibung betrifft ein Steuergerät für eine Beleuchtungseinrichtung, welches die Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt umfasst.
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Ein vierter Aspekt der Beschreibung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfassend die Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt und/oder ein Lichtmodul gemäß dem zweiten Aspekt und/oder ein Steuergerät gemäß dem dritten Aspekt.
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 bis 3 jeweils einen schematischen Schnitt einer Vorrichtung; und
- 4 eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs.
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht der Vorrichtung 100, die beispielsweise Teil eines Steuergeräts 406 einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug ist. Wenigstens ein elektronisches Bauelement 120 ist auf einer Leiterplatte 110 angeordnet. Wenigstens ein mit der Leiterplatte 110 verbundenes, elektrisch leitfähiges Gehäuse 130 überdeckt wenigstens einen Teil einer Oberfläche der Leiterplatte 110. Das wenigstens eine elektronische Bauelement 120 ist vorliegend Teil eines Spannungs- und/oder Stromwandlers. Das wenigstens eine elektronische Bauelement 120 ist innerhalb des Gehäuses 130 angeordnet.
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Eine Anordnung 140 zur Wärmeabführung verbindet eine Oberfläche 122 des elektronischen Bauelements 120 wärmeleitend und elektrisch isolierend mit dem elektrisch leitfähigen Gehäuse 130. Ein zusätzliches elektronisches Bauelement 150 ist Teil eines Spannungs- und/oder Stromwandlers, wobei das zusätzliche elektronische Bauelement 150 ebenfalls innerhalb des Gehäuses 130 angeordnet ist.
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Die Anordnung 140 umfasst vorliegend einen thermischen Kontaktabschnitt 142, welcher zwischen einer inneren Oberfläche 132 des Gehäuses 130 und der von der Leiterplatte 110 abgewandten Oberfläche 122 des elektronischen Bauelements 120 angeordnet ist. Die zwei Kontaktbereiche des Kontaktabschnitts 142 sind beispielsweise mit einer zusätzlichen Wärmeleitpaste versehen. Der Kontaktabschnitt 142 ist beispielsweise mit nicht gezeigten Verbindungsmitteln zu dem Gehäuse 130 festgelegt.
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2 zeigt eine Vorrichtung 200, die beispielsweise Teil eines Lichtmoduls 406 der Beleuchtungseinrichtung für das Kraftfahrzeug ist. Das wenigstens eine elektronische Bauelement 220 ist ein lichtemittierendes Bauelement. Das Bauelement 220 strahlt beispielsweise eine Lichtverteilung 226 mit sichtbarem Licht ab. Das Bauelement 220 ist beispielsweise als Halbleiterlichtquellenbauteil ausgeführt. Das wenigstens eine elektronische Bauelement 220 ist außerhalb des Gehäuses 130 mit der Leiterplatte 110 verbunden, und insbesondere auf einer dem Gehäuse 130 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 110 angeordnet.
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Wenigstens ein weiteres elektronisches Bauelement 250 ist innerhalb des Gehäuses 130 auf der Leiterplatte 110 angeordnet. Das wenigstens eine weitere elektronische Bauelement 250 ist Teil eines Spannungs- und/oder Stromwandlers ist. Das weitere elektronische Bauelement 250 ist beispielsweise ein Schaltregler.
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Die Leiterplatte 110 umfasst im Bereich der zur Leiterplatte 110 orientierten Oberfläche 222 des wenigstens einen elektronischen Bauelements 220 eine Durchgangsöffnung, in welcher die Anordnung 140 zur Wärmeabführung wenigstens abschnittsweise angeordnet ist. Der Kontaktabschnitt 142 ragt im Unterschied zum Beispiel der 1 durch die Durchgangsöffnung der Leiterplatte 110. Selbstverständlich kann der Kontaktabschnitt 142 auch mehrteilig ausgeführt sein.
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Die Anordnung 140 zur Wärmeabführung besteht zumindest abschnittsweise, also in einem Abschnitt eines Wärmeleitpfades zwischen dem wenigstens einen Bauelement und dem Gehäuse, aus wenigstens einem thermischen Interface-Material. Das thermische Interface-Material (kurz TIM) ist bevorzugt elektrisch isolierend und hat einen geringen Wärmewiderstand, um den Transport thermischer Energie zu begünstigen. Das thermische Interface-Material umfasst beispielsweise Silizium und kann als Wärmeleitpaste, Wärmeleitpad oder dergleichen ausgeführt sein.
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3 zeigt eine Vorrichtung 300 in einem schematischen Schnitt. Der Innenraum, der durch das Gehäuse 130 und die Leiterplatte 100 begrenzt ist, durch das thermische Interface-Material, welches Teil der Anordnung 140 zur Wärmeabführung ist, zumindest teilweise ausgefüllt ist. Insbesondere ein Schaum 144 oder ein Gel, das in der eingebrachten Form verharrt und/oder den Innenraum ganz ausfüllt, verbessert die thermischen Eigenschaften. Die Durchgangsöffnung ist im Unterschied zum Beispiel der 2 mit einem separaten Zwischenabschnitt 146 versehen. Der Zwischenabschnitt 146 stellt die thermische Kopplung zwischen der Oberfläche 222 und dem Gehäuse 130 her.
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4 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung 400 in Form eines schematisch dargestellten Scheinwerfers für ein Kraftfahrzeug. Selbstverständlich kann die Beleuchtungseinrichtung 400 auch eine Heckleuchte, ein Blinker oder eine andersgeartete Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sein. Innerhalb eines Gehäuses 402 befindet sich das Lichtmodul 404. Das Lichtmodul 404 wird von dem Steuergerät 406 derart betrieben, dass das Lichtmodul 404 eine Lichtverteilung 408 abstrahlt. Eine Lichtaustrittsöffnung des Gehäuses 402 ist durch eine transparente Abdeckscheibe 410 verschlossen, durch welche die Lichtverteilung 408 durchtritt.
