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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung von Aktoren,
die eine Leistungshalbleiterschaltung mit einem oder mehreren Leistungshalbleitern
und eine Steuerschaltung zur Ansteuerung dieser Leistungshalbleiter
aufweist, wobei die Leistungshalbleiter jeweils den Strom zur Betätigung der
Aktoren durchschalten und jeder Leistungshalbleiter mit einem Aktor
elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Leistungshalbleiterschaltung
ein Foliensubstrat aufweist, auf dem die Leistungshalbleiter und
die entsprechenden Leiterbahnen angeordnet sind. Ferner betrifft
die Erfindung ein Foliensubstrat mit mehreren abschnittsweise parallel
verlaufenden Leiterbahnen und einer sich wiederholenden Anordnung
von gleichartigen Modulen, die mit den Leiterbahnen entsprechend
einer geplanten Anwendung verbindbar sind. Dieses Foliensubstrat
ist in Zusammenhang mit der eingangs genannten Vorrichtung einsetzbar
und wird bei dem Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung zur Ansteuerung
von Aktoren eingesetzt.
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Die
Anzahl der elektronischen Komponenten in Verkehrsmitteln, insbesondere
in Kraftfahrzeugen, steigt ständig
an. Mit dem steigenden Anteil der Leistungselektronik pro Aktor,
beispielsweise Motoren, Lampen, Heizwiderstände, etc., steigen jeweils
die Kosten für
die Elektronik proportional. Wegen der hohen Elektronikdichte innerhalb
heutiger Verkehrsmittel, muss insbesondere auch das Nachrüsten von
Aktoren berücksichtigt
werden. Steuerschaltungen und Leistungselektronik müssen für diesen
Fall nachrüstfähig sein,
wenn das Verkehrsmittel während
seiner langen Lebensdauer nachgerüstet werden muss.
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In
modernem Kraftfahrzeugen werden elektrische Verbraucher mit entsprechenden
Aktoren, wie Elektromotoren, Heizungen, Lampen, Anzeige, Bildschirme
u.a., mit zunehmender Tendenz eingesetzt. Jeder dieser Aktoren wird
durch Endstufen angesteuert, die jeweils mindestens einen Leistungshalbleiter zum
Ein- und Ausschalten des Versorgungsstromes aufweisen.
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Die
den Oberbegriff bildende
DE
41 32 947 C2 zeigt eine elektronische Schaltungsanordnung mit
einem Leistungs-Halbleiterbauelement und einer flexiblen Leiterplatte,
die zugleich für
die darauf angebrachten stromführenden
Bauteile eine Isolationsschicht zu dem Kühlbau teil bildet. Die flexible
Leiterplatte besteht aus Polyamid oder Polyester, ist ein- oder
mehrlagig metallisiert, strukturiert und mit elektrischen Verbindungen
mehrerer Metallschichten untereinander versehen. Einzelne Bauelemente
sind beidseitig auf der flexiblen Leiterplatte kontaktiert.
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Die
DE 197 02 014 A1 offenbart
ein Chipmodul mit mehreren Einzelchips, wobei der Chipträger als
Folie ausgebildet ist und eine Leiterbahnstruktur mit Leiterbahnen
aufweist. Die auf dem Chipmodul verlaufenden Leiterbahnen sind an
der der Chipkontaktseite der Trägerschicht
zugeordneten Seite angeordnet. Beim Herstellungsverfahren des Chipträgers kann
eine Endlosfolie verwendet werden, wobei diese zur Herstellung des
Chipträgers
verwendet wird und ohne Bestückung
mit Halbleiterbauelementen vorgesehen ist. Der eigentliche Folienträger ist
vor der Bestückung
mit Halbleiterbauelementen bereits auf die vorgesehene Trägerfoliengröße, wie
diese in einem Gerät
eingesetzt wird, zugeschnitten. Die Chipmodule sind Halbleiterbausteine,
also Speicherelemente oder logische Gatter. Eine Anwendung der Technik
im Zusammenhang mit Leistungshalbleitern, insbesondere Schalttransistoren
für Endstufen,
ist hier nicht angedacht.
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Die
DE 41 02 265 A1 beschreibt
eine Kfz-Elektronik für
den Einbau und zur Aufnahme von Multilayer-Folienplatinen. Hierbei
ist eine Metallplatte als Träger
für die
Leiterplatte oder Folie vorgesehen, wobei diese Metallplatte in
ihrer flächenhaften
Ausdehnung gleich oder größer als
die Folienplatine ist. Ferner ist auf der Metallplatine im Bereich
der Folienplatine mindestens ein Leistungsbauelement montiert, dass
zur Ansteuerung von Aktoren geeignet ist.
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Die
DE 196 03 224 A1 zeigt
eine Vorrichtung mit Leistungshalbleiterschaltung zur Ansteuerung von
Aktoren. Dort sind Halbleiterbauelemente jeweils in Gruppen auf
einer separaten Leiterplatte eingelötet und mehrere solcher Module
werden mittels durchlaufender Stromschienen parallel geschaltet. Die
Stromschienen dienen dabei gleichzeitig zum Stromtransport als auch
zum mechanischen Anpressen der Module auf dem Körper. Die Stromschienen werden
separat zu den Modulen bereitgestellt und montiert.
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Bei
der Entgegenhaltung
DE
199 26 746 A1 handelt es sich nicht um eine Ansteuerschaltung
mit Leistungshalbleitern zur Ansteuerung von bspw. Elektromotoren.
Vielmehr ist dort die anzusteuernde Schwachstrom-Leuchtdiode auf
Leiterplatten bereitgestellt, d.h. es handelt sich hierbei um den
Aktor selbst. Bei LED-Beleuchtungseinheiten liegt es aufgrund der
Matrixstruktur der Leuchteinheiten nahe, einzelne LED-Lichtpunkte
in Form von Feldern auszubilden. Die LED-Module sind dabei als zusammensteckbare
Einzelplatinen ausgebildet, die über
mechanische Verbindungsglieder in der Art eines Baukastens zusammengesetzt
werden. Es wird dabei immer das gleiche Einzel-LED-Modul produziert
und wieder zusammengesetzt. In der
DE 199 26 746 A1 ist keine Ansteuerschaltung
gezeigt.
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Auch
die
DE 298 18 609
U1 zeigt keine Ansteuerschaltung mit Leistungshalbleitern
für Elektromotoren.
Es sind hier keine parallel geschalteten Leistungshalbleiter vorgesehen,
die in unterschiedlichen Baugruppengrößen abtrennbar sind, um unterschiedliche
Ansteuerstromstärken
für die
Leistungsaktoren bereitzustellen.
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Die
Leistungshalbleiter werden heute in Verkehrsmitteln in Steuergeräten eingebaut
und komplett mit diesen geliefert. Beim Einsatz von Folienplatinen
ergeben sich im Bereich der Leistungshalbleiter Probleme in Bezug
auf Zuverlässigkeit
der nötigen Endstufen,
da für
jeden Aktor heute ein anderer Leistungshalbleiter, meist in MOSFET-Technik,
eingesetzt ist. Dies ist erforderlich, da die Verbraucher einen
unterschiedlichen Leistungsbedarf haben. Der Einsatz von unterschiedlichen
Leistungshalbleitern bedingt eine aufwendige Logistik und unterschiedliche
Montagevorrichtungen für
die Halbleiterbauelemente auf den Multilayer-Folienplatinen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Technik in Zusammenhang
mit Folienplatinen derart weiterzubilden, dass auch im Leistungshalbleiterbereich
eine möglichst
hohe Zahl von gleichteiligen Modulen einsetzbar sind. Unterschiedliche
Aktoren sollen durch gleichartige Module mit entsprechenden Endstufen
ansteuerbar sein. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, das
Herstellungsverfahren für
eine derartig weitergebildete Vorrichtung zur Ansteuerung von Aktoren
anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst. Danach
weist die Leistungshalbleiterschaltung eine sich wiederholende Anordnung
von gleichartigen Modulen auf, die entlang der in einer Längsrichtung
verlaufenden Leiterbahnen angeordnet sind. Jedes Modul weist einen
Leistungshalbleiter auf, der mit Leiterbahnen entsprechend der Anwendung
verbindbar ist, und die Leistungshalbleiterschaltung ist entsprechend
der Anwendung mit einer unterschiedlichen Anzahl von gleichartigen
Modulen einsetzbar, indem die Leistungshalbleiterschaltung von einer
größeren Leistungshalbleiter schaltung
mit einer größeren Anzahl
von gleichartigen Modulen abtrennbar ist.
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Erfindungsgemäß ist erkannt
worden, dass eine Verbesserung des Gleichteilekonzepts auch bei Leistungshalbleitern
eine erhebliche Verbesserung der Zuverlässigkeit der Bauteile mit sich
bringt. Durch den modularen Aufbau lassen sich von der Leistungshalbleiterschaltung
mit einer größeren Anzahl von
gleichartigen Modulen kleinere Einheiten mit einem oder mehreren
Leistungshalbleitern abtrennen. Auf diese Weise können zur
Ansteuerung eines kleineren Aktors eine Leistungshalbleiterschaltung
mit zwei gleichartigen Modulen und zur Ansteuerung eines größeren Aktors
eine Leistungshalbleiterschaltung mit fünf parallel geschalteten Aktoren
von der größeren Leistungshalbleiterschaltung
abgetrennt werden. Die auf einem Foliensubstrat vorgesehen Module
mit Leistungshalbleitern können
auf einem Transportträger
beispielweise einer Transportrolle, bereit gestellt werden. Von
diesen aufgerollten Folienplatinen mit vielen einzelnen Modulen
können
je nach Leistungsbedarf der Aktoren bestimmte Abschnitte abgetrennt
werden und in die Vorrichtung eingebaut werden.
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Die
Leistungshalbleiter, insbesondere Transistoren, können in
zwei oder mehr Folienschichten einlaminiert oder auf der Substratoberfläche verklebt, verschweißt bzw.
verlötet
sein. Die Leistungshalbleiter bestehen üblicherweise aus flexiblem
Silizium oder Gallium. Die Leistungshalbleiter können parallel oder seriell
verschaltet werden, um die Strom- oder Spannungsbelastbarkeit skalieren
zu können.
Die Skalierbarkeit der Endstufen wird bei zukünftigen Steuergeräten in Verkehrsmitteln
eine große
Rolle spielen. Dabei werden bestimmte Bauelement lösbar im
Steuergerät
kontaktiert und die Leistungshalbleiter können nach Bedarf durch andere
Leistungshalbleiter mit höherer
Strom- oder Spannungsbelastbarkeit ersetzt und/oder adaptiert werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass bei einem Verkehrsmittel in Erstausstattung beispielsweise
eine Vorrichtung mit zwei Leistungshalbleitern von der Transportrolle
abgetrennt werden und bei der Endstufe zur Ansteuerung eines Aktors
eingesetzt wird. Wenn über.
Lebenszeit des Verkehrsmittels die Endstufe ausfällt, kann diese auf einfache
Weise ersetzt werden. Bei einem Verkehrsmittel mit einem Aktor größerer Leistungsfähigkeit,
beispielsweise wenn ein größerer Sitzverstellungsmotor
bei einem anderen Fahrzeug vorgesehen ist, kann eine größere Anzahl
von Leistungshalbleitern von der Transportrolle abgetrennt werden
und dort eingesetzt werden. Auf diese Weise lassen sich durch Erhöhung der
vorhandenen Module auf dem Foliensubstrat die Strom- oder Spannungsbelastbarkeit
durch parallel oder seriell Verschalten der einzelnen Module variieren
bzw. skalieren.
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Vorteile
dieses Gleichteilekonzepts durch Montage von Leistungshalbleitern
auf einem aufwickelbaren Foliensubstrat liegen auf der Hand. Die Ansteuerschaltung
kann durch die Modularisierung einfach auf andere Strom- oder Spannungsbelastbarkeiten
erweitert werden. Ein automatisches Montieren durch immer wiederkehrende
gleichartige Bauteile ist möglich
und die Logistik der Bauteilebereitstellung durch Reduzierung der
Bauteilevarianten wird verbessert. Schließlich kann durch die erfindungsgemäße Technik
vereinfachtes Nachrüsten
mit anderen Komponenten ermöglicht
werden, da die Endstufen durch zusätzlich Leistungshalbleiter
einfach erweitert werden können.
Die Module sind idealer Weise aneinander zu reihen, auch nach Teilmontage.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist die Leistungshalbleiterschaltung
mit mehreren Leistungshalbleitern auf dem selben Foliensubstrat
derart über
die auf dem Foliensubstrat vorhandenen Leitungen verschaltet, dass
die Leistungshalbleiter denselben Aktor in Parallelschaltung ansteuern.
Dadurch dann die Leistungshalbleiterschaltung zur Steuerung von
Aktoren auf den jeweiligen elektrischen Verbraucher dadurch angepasst
werden, dass jeweils eine dem Einsatz entsprechende Anzahl von Modulen
auf dem Foliensubstrat eingesetzt wird. Dieses Foliensubstrat kann
als Endlosware hergestellt und transportiert werden. Je nach Leistungsbedarf
des Aktors wird eine entsprechende Länge von dieser mit gleichartigen
Leistungshalbleitern versehenen Transportrolle abgespult, abgeschnitten
und im Fahrzeug verbaut. Durch diesen Aufbau kann pro Fläche des
Foliensubstrats ein bestimmter Leistungsstrom für den Aktor geschaltet werden.
In Folge dessen kann bei vorgegebener Leistungsaufnahme des Aktors
der Flächenbedarf
des Foliensubstrats mit den Leistungshalbleitern ausgerechnet werden.
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Die
nach dem jeweiligen Leistungsbedarf des Aktors dimensionierten Abschnitte
des endlosen Foliensubstrates werden durch Elastomerverbinder, Stecker,
Löten,
Schweißen,
Leitkleben oder Klemmen mit der übrigen
Fahrzeugelektronik leitend verbunden. Durch den Endlosaufbau ist
ein späteres
Erweitern bei anderem Leistungsbedarf, beispielsweise durch Nachrüsten von
Sonderausstattung kein Problem.
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Durch
die relativ große
Oberfläche
der in Serie- oder parallel geschalteten Leistungshalbleiter auf dem
Foliensubstrat ist eine gute Wärmeabgabe
möglich.
Das Foliensubstrat kann bei Bedarf zur besseren Kühlung oder
zur mechanischen Fixierung auf das Chassisblech eines Kraftfahrzeuges
geklebt oder geklemmt werden. Die elektrische Versorgung der einzelnen
Module kann bspw. durch Leiterbahnen aus Kupfer oder Kohle vorgesehen
sein, die durch die vorgeschaltete Ansteuerschaltung entsprechend
mit Strom versorgt werden. Die Kontaktierung zwischen den Versorgungsleitungen
der Ansteuerschaltung, den Leiterbahnen des Foliensubstrats und
den Anschlüssen
der Leistungshalbleiter kann durch Bonden, Löten, Leitkleben oder andere
bekannte Verbindungsverfahren erfolgen.
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Die
mit den Leiterbahnen des Foliensubstrats eingangsseitig verbundene
Ansteuerschaltung kann eine Pulsweitenmodulationseinheit vorsehen, durch
die die einzelne Module oder Leistungshalbleiter durch ein Pulsweiten-kodiertes
Signal angesteuert werden. Die zum Ansteuern der einzelnen Leistungshalbleiter
notwendige Energie kann von einem vorgeschalteten Treiberaus gang
der Ansteuerschaltung, beispielsweise von einem Steuergerät kommen.
Es kann auch eine Serienschaltung der Leistungshalbleiter vorgesehen
sein, bei der ein Leistungshalbleiter den nächsten ansteuert. Dies ist
insbesondere beim Einsatz schneller, reversibler Einzelsicherungen
oder bei Verwendung von Leistungshalbleitern mit Stromüberwachung
erforderlich. Bei der Serienschaltung wird der Treiberausgang des Steuergerätes unabhängig von
der zu schaltenden Leistung immer gleich belastet. Die einzelnen
Leistungshalbleiter können
z.B. in flexiblem Silizium direkt auf Kupfer aufgebaut sein, um
eine größtmögliche Flexibilität der Endlosware,
sowie eine geringe Bauhöhe
zu erreichen. Um einen Defekt am Halbleiter, z.B. durch Kurzschluss
des Lastausgangs zu vermeiden, können
spezielle reversible Sicherungen in Serie zu jedem Einzelhalbleiter
des endlosen Foliensubstrats geschaltet werden. Die reversiblen
Sicherungen können
dabei als Schicht innerhalb des Foliensubstrats vorgesehen sein.
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Bevorzugt
ist das Foliensubstrat mit mehreren abschnittsweise parallel verlaufenden
Leiterbahnen und eine sich wiederholenden Anordnung von gleichartigen
Modulen mit Leistungshalbleitern ausgebildet. Jeder Leistungshalbleiter
ist dabei allein oder seriell bzw. parallel mit anderen Leistungshalbleitern
des Foliensubstrats zur Ansteuerung eines Aktors geeignet und das
Foliensubstrat ist als Endlosware auf einen Transportträger wickelbar
und je nach Anwendung in Abschnitte mit einer unterschiedlichen
Anzahl von Modulen trennbar. Ausgehend von der erforderlichen Gesamtschaltleistung
für das
Ein- und Ausschalten eines Aktors, wird die Anzahl der erforderlichen
Module mit Leistungshalbleitern zur gemeinsamen Ansteuerung des
Aktors bestimmt. Das Foliensubstrat mit der notwendigen Anzahl von
Modulen wird von der Endlosware abgetrennt und in der Vorrichtung
zur Ansteuerung von Aktoren durch lösbares elektrisches Verbinden,
Löten oder
Schweißen eingebaut.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer Ansteuerschaltung
für Aktoren
gelöst,
wobei ein Foliensubstrat mit mehreren abschnittsweise parallel verlaufenden
Leiterbahnen und einer sich wiederholenden Anordnung von gleichartigen
Modulen vorgesehen ist. Jedes der Module ist mit einer der Leiterbahnen
entsprechend einer geplanten Anwendung verbindbar. Je nachdem, ob
eine Parallel- oder Serien-Schaltung der
Leistungshalbleiter vorgesehen ist, kann eine der Leiterbahnen eine
Masseleitung für
alle Leistungshalbleiter sein, während
die anderen Leiterbahnen jeweils mit dem anderen Anschluss der Leistungshalbleiter
verbunden sind. Das Foliensubstrat wird wie beschrieben in die einzelnen
Abschnitte mit einem oder mehreren Modulen aufgeteilt, die Abschnitte werden
in die Vorrichtung zur Ansteuerung von Aktoren entsprechend ihrem
Einsatz und dem Leistungsstrombedarf des Aktors eingesetzt. Da das
Foliensubstrat mit den darauf angeordneten Leistungshalbleitern
eine Ebene und im Wesentlichen flexible folienartige Endstufenanordnung
darstellt, kann diese platzsparend in ein Steuergerät eingebaut
werden. Ein späterer
Ersatzteilbedarf kann einfach durch das Bereithalten derartiger
Leistungshalbleiter auf Foliensubstraten gedeckt werden. Auch beim
Austausch des Aktors bzw. die Ersetzung durch einen leistungsstärkeren Aktor
kann die Ansteuerschaltung durch Aufspielen einer neuen Steuersoftware
und durch Bereithalten einer Folie mit entsprechend mehr modulartigen
Leistungshalbleitern vorgesehen sein.
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Bei
dem Verfahren wird eine Ansteuerschaltung für die Aktoren dadurch hergestellt,
dass ausgehend von der erforderlichen Gesamtschaltleistung für das Ein-
und Ausschalten eines Aktors die Anzahl der erforderlichen Module
mit Leistungshalbleitern zur gemeinsamen Ansteuerung des Aktors
bestimmt wird und vom Foliensubstrat ein Abschnitt mit der notwendigen
Anzahl von Modulen abgetrennt wird. Zur Kühlung der Leistungshalbleiter
kann auf dem Foliensubstrat eine Metallfläche vorgesehen sein, die zwar
flexibel ist, aber ein hohes Maß an
Wärmeleitfähigkeit
aufweist.
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Es
gibt verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die untergeordneten
Ansprüche
und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung einer Ausführungsform
zu verweisen. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
dargestellt. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung,
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1 ein
Schaltbild der Vorrichtung zur Ansteuerung von Aktoren gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2 eine
Darstellung des erfindungsgemäßen Foliensubstrats
mit mehreren gleichartigen Modulen gemäß der vorliegenden Erfindung
und
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3 die
Draufsicht auf die Vorrichtung zur Ansteuerung von Aktoren, die
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt wurde.
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Die
Vorrichtung zur Ansteuerung des Aktors 1 weist eine Leistungshalbleiterschaltung 2 mit
mehreren Leistungshalbleitern 3 mit der Bezeichnung (T1, T2, ... Tn) auf. Die Leistungshalbleiter sind bevorzugt MOSFET-Leistungsschalter,
die hohe Versorgungsströme
schalten können,
die für
den Aktor 1 erforderlich sind. Die Aktoren 3 (T1, T2, ... Tn) sind parallel geschaltet, um jeweils nur
einen Teil des hohen Versorgungsstroms zu schalten. Die Aufteilung
der Leistungsschalter 3 ermöglicht einerseits eine verbesserte
Kühlung
und andererseits die Modularisierung, wie diese im Zusammenhang
mit der Erfindung erforderlich ist. Der Aktor 1, die Leistungsschalter 3 und
eine reversible Sicherung 4 sind jeweils zwischen der Versorgungsspannung
Ubatt und der Masse zueinander in Serie
geschaltet. Die reversible Sicherung 4 verhindert, dass
die auf einem Foliensubstrat angeordnete Leistungshalbleiter 3 einen
Kurzschluss innerhalb des Foliensubstrats erzeugen und dass ein
Einzelmodul 3 überlastet
wird.
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Eine
Steuerschaltung 5 mit einem digitalen Zähler 6 und einem Operationsverstärker 7 ist
vorgesehen, um ein ausgangsseitiges Pulsweitenmodulationssignal 8 zur
Ansteuerung der Leistungshalbleiter bereitzustellen. Die Widerstände 9,
die Kondensatoren 10 und die Dioden 11 und 12 sind
jeweils zur entsprechenden Beschaltung des digitalen Zählers 6 notwendig.
Bei der entsprechenden Dimensionierung des digitalen Zählers 6 über die
Bauelemente 9, 10, 11 und 12 ergibt
sich ein ausgangsseitiges Sägezahnspannungssignal 13,
welches als Eingangsspannung für
den negativen Eingang des Operationsverstärkers 7 dient. Der
Operationsverstärker 7 ist
ausgangsseitig bei einem Spannungsteiler mit den Widerständen 14 beschaltet
und die Schaltschwelle des Operationsverstärkers 7 lässt sich
durch einen einstellbaren Widerstand 15 verändern, wodurch
sich die Dauer des pulsweitenmodulierten Signals 8 einstellen
lässt.
Je nach Dauer des Pulsweitenmodulationssignals 8 werden
die Leistungsschalter 3 kürzer oder länger angesteuert, so dass der
Aktor 1, in Form eines Elektromotors, mit geringerem oder
höherem Effektivstrom
an seinen Versorgungsklemmen betrieben wird.
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In 2 ist
ein Foliensubstrat 16 mit mehreren abschnittsweise parallel
verlaufenden Leiterbahnen 17, 18 und 19 dargestellt.
Auf dem Foliensubstrat 16 sind mehrere gleichartige Module 20 angeordnet, die
jeweils einen Leistungshalbleiter und weitere für deren Ansteuerung notwendige
Bauelemente beinhalten. Die Module 20 beinhalten mindestens
ein Halbleitersubstrat, insbesondere flexibles Silizium, wodurch
der notwendige Leistungshalbleiter als flexibles Bauelement auf
dem Foliensubstrat 16 aufgebaut ist. Ein zur Ansteuerung
notwendiger Folienwiderstand 21 kann ebenfalls zur Ansteuerung
der Leistungshalbleiter 3 einsetzbar sein. Leistungshalbleiter 3 sind
bevorzugt MOSFET-Leistungsschalter, können aber auch Transistoren
in Bipolar-Technik darstellen. Diverse Verbindungsleitungen 22 verbinden
die Anschlüsse
der Module 20 mit den Leiterbahnen 17, 18, 19,
so dass die zur seriellen oder parallelen Ansteuerung der Leistungshalbleiter 3 erforderlichen
elektrischen Verbin dungen mit der Ansteuerschaltung 5 ermöglicht werden.
Ein ebenfalls folienartiges Decksubstrat 23 kann unter
Druck mit dem Foliensubstrat 16 verklebt oder verschweißt werden. Das
auf diese Weise entstandene Foliensubstrat 16 mit einer
Vielzahl von Modulen 20 kann als Endprodukt aufgewickelt
auf eine Transportrolle bei der Steuergerätefertigung zur Verfügung stehen
und es können
von der Endlosware bestimmte Abschnitte mit einer entsprechenden
Anzahl von Modulen abgetrennt werden, um eine Endstufe mit der geeigneten Leistungsstromdichte
bereitzustellen.
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In 3 ist
zu sehen, wie das Foliensubstrat 16 gemäß dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung mit einer Leiterplatte 26 eines Steuergeräts 25 verbunden
wird, dass eine Steuerschaltung 5 mit einem Mikrorechner 24 bereitstellt.
Das Steuergerät 25 weist
auf einer Leiterplatte 26 mehrere Kontaktflächen 27 auf,
die zur Anbindung der Foliensubstrate 16 mit der jeweiligen
Anzahl der Module 20 geeignet ist. Leiterbahnen 28 und 29 stellen
die Batteriespannung Ubatt und die Masse
zur Verfügung.
An einer Verbindungsstelle 30 wird das Foliensubstrat 16 mit den
verschiedenen Leiterbahnen 17 bis 19 an der Leiterplatte 26 mit
deren Leiterbahnen 28 und 29 bzw. den Kontaktflächen 27 elektrisch
leitend verbunden. Dazu kann ein automatisiertes Verbindungsverfahren
eingesetzt werden, wobei die Verbindungsstellen 30 automatisch
verschweißt
oder verlötet
werden. Das Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung zur Ansteuerung
von Aktoren 1 ist im Ausführungsbeispiel mit drei Modulen 20 schematisch
dargestellt, wird aber bei der praktischen Umsetzung mit einer beliebigen
Anzahl von Modulen 20 umsetzbar sein. Beispielsweise kann
der nächste
Aktor 1 über
eine Endstufe auf Foliensubstrat 16 mit einer größeren Anzahl
von Modulen 20 angesteuert werden, wodurch für den Aktor 1 ein
höherer
Versorgungsstrom geschaltet werden kann.
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Je
nach Verschaltung der Leiterbahnen 17 bis 19 mit
den Leiterbahnen 28 und 29 lassen sich die Leistungshalbleiter 3 auf
dem Foliensubstrat 16 in Serie oder parallel schalten.
Durch den modularen Aufbau auf dem Foliensubstrat 16 wird
eine erhebliche Verbesserung des Gleichteilekonzepts bei Leistungshalbleitern 3 erreicht.
Es entsteht eine hohe Flexibilität
bei der Deckung des aktorspezifischen Leistungsbedarfs. Eine einfache
Erweiterbarkeit durch das modulare Prinzip ist während der Lebenszeit eines
Verkehrsmittels möglich.
Auch schon bei der Herstellung können
mit den gleichen Leistungsbauelementen 3 in einem gewissen
Rahmen skalierbare Schaltungen entstehen, d.h. mit den gleichen
Bauelementen bzw. der gleichen Hardwareschnittstelle können unterschiedliche
Aktoren 1 mit einem unterschiedlichen Leistungsbedarf angesteuert
werden. Es werden dazu lediglich die Foliensubstrate 16 mit drei
Modulen 20 beispielsweise durch Foliensubstrate mit fünf Modulen 20 ersetzt.