ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР Российский патент 2002 года по МПК H05K7/02 H05K7/20 

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к электрическому прибору согласно ограничительной части главного пункта формулы.

Из заявки Германии DE-OS 4222838 уже известен электрический прибор, в котором выделяющие тепло мощные схемные элементы, являющиеся компонентами электронного блока управления в системе управления двигателем, расположены на печатной плате, установленной в корпусе.

В электронных блоках управления с печатной платой для отвода тепла, выделяемого и рассеиваемого мощными схемными элементами, последние монтируют на специальной охлаждающей поверхности. Поэтому количество мощных схемных элементов ограничено имеющимся на охлаждающих поверхностях монтажным пространством и максимальной рассеиваемой мощностью, которая может быть отведена. Тем самым имеющаяся на печатной плате для размещения остальных схемных элементов монтажная площадь уменьшается из-за наличия мест крепления мощных схемных элементов на действующих в качестве теплостока охлаждающих поверхностях.

Поскольку при проектировании электронных схем вместо электромеханических схемных элементов, таких, как, например, реле, все большее распространение находят мощные схемные элементы на полупроводниковой основе, количество таких применяемых мощных схемных элементов возрастает, и, кроме того, также увеличивается степень интеграции схемы и иных схемных элементов благодаря применению все более и более современной электроники. Однако увеличение габаритов электрических приборов является нежелательным.

Преимущества изобретения
Особое преимущество предлагаемого согласно изобретению электрического прибора с отличительными признаками п.1 формулы состоит в том, что комплексное размещение мощных схемных элементов на специальных перегородках, предусмотренных на каркасе, позволяет освободить дополнительное пространство под размещение некоторого количества мощных схемных элементов при оптимальном использовании площади монтажа на печатной плате. Благодаря тепловому контакту перегородок с каркасом обеспечивается хороший отвод рассеиваемой мощности к другим теплостокам.

Расположение перегородок с отступом от соответствующей стенки каркаса позволяет электрически оптимально секционировать схему с использованием лишь небольшого количества соединительных проводов на печатной плате. Тем самым потребная монтажная площадь уменьшается до незначительных размеров, благодаря чему во многих случаях может отпасть необходимость в обычно требующейся дополнительной печатной плате с дополнительными охлаждающими элементами. Благодаря обеспечиваемой при этом компактной структуре достигаются исключительно эффективное экранирование схемы и тем самым высокие показатели электромагнитной совместимости электрического прибора. Рассеиваемая мощность мощных схемных элементов может быть отведена в виде тепла с помощью перегородок непосредственно от каркаса через корпусную донную часть в окружающее пространство.

Особое преимущество достигается в том случае, если печатная плата с относительно чувствительной электрической схемой расположена на противоположной от корпусной донной части электрического прибора стороны каркаса. Благодаря этому эффективность отвода рассеиваемой мощности может быть значительна повышена, поскольку соединение между каркасом и донной частью может быть выполнено плоским, с большой площадью поверхности и может быть предусмотрено также большое число мест соединений (винтовых соединений). Имеющаяся для размещения печатной платы площадь при этом является относительно большой, поскольку в печатной плате отсутствуют отверстия, которые обычно необходимы для отвода тепла.

Предпочтительные варианты выполнения предлагаемого электрического прибора представлены в зависимых пунктах формулы изобретения, причем в зависимости от конкретного случая применения может быть предусмотрена, в частности, система перегородок.

Чертеж
Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере одного из вариантов выполнения предлагаемого электрического прибора со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором показан разрез электрического прибора с мощными схемными элементами, смонтированными на печатной плате.

Описание примера выполнения
Согласно показанному на чертеже разрезу электрического прибора каркас 1 с помощью непоказанных винтовых соединений жестко закреплен на корпусной донной части 2, которая может быть металлической, с обеспечением теплового контакта между ними. К печатной плате 3, также закрепленной на каркасе 1, припаяно некоторое количество мощных схемных элементов 4 с их электрическими контактными выводами 5. Мощные схемные элементы 4 своими теплопроводными корпусными частями прилегают для отвода рассеиваемой мощности к перегородкам 6, 7, при этом перегородки 7 соединены с соответствующими стенками каркаса, но отстоят от них. Для повышения надежности крепления и обеспечения хорошего теплового контакта с каркасом 1 указанные мощные схемные элементы поджаты к перегородкам 6, 7 металлическими скобами 8.

Донная часть 2, снабженная ребрами 9 для увеличения площади ее поверхности, размещена в этом примере выполнения с противоположной от печатной платы 3 стороны каркаса 1, благодаря чему отдача тепла в окружающее пространство происходит без отрицательного влияния на печатную плату 3. Кроме того, корпусная донная часть 2 может являться составной частью электрического прибора. Необходимые для подключения внешних разъемов контакт-детали могут быть закреплены на печатной плате 3 обычным образом. Помимо этого, могут быть присоединены дополнительные корпусные части, соответственно с их помощью также могут быть образованы агрегаты, на которых размещается электрический прибор.

Настоящее изобретение относится к электрическому прибору. Технический результат - освобождение дополнительного пространства под размещение некоторого количества мощных схемных элементов при оптимальном использовании площади монтажа на печатной плате. Обеспечение хорошего отвода рассеиваемой мощности к другим теплостокам благодаря тепловому контакту перегородок с каркасом. Достигается тем, что в электрическом приборе с по меньшей мере частично расположенной на печатной плате (3) электронной схемой, имеющей мощные схемные элементы (4), каждый из которых имеет систему теплоотвода. Для крепления электронной схемы предусмотрен каркас (1), который имеет некоторое количество перегородок (6, 7), каждая из которых соединена с соответствующей стенкой каркаса, но отстоит от нее, к которым с обеспечением теплового контакта прилегают теплопроводные корпусные части мощных схемных элементов (4), который с обеспечением теплового контакта соединен с теплоотводящей корпусной донной частью (2). 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электрический прибор по меньшей мере с частично расположенной на печатной плате (3) электронной схемой, имеющей мощные схемные элементы (4), каждый из которых имеет систему теплоотвода, отличающийся наличием каркаса (1) для электронной схемы, который имеет некоторое количество перегородок (6, 7), при этом каждая из перегородок (7) соединена с соответствующей стенкой каркаса (1), но отстоит от нее, к указанным перегородкам (6, 7) с обеспечением теплового контакта прилегают теплопроводные корпусные части мощных схемных элементов (4), причем каркас (1) с обеспечением теплового контакта соединен с обеспечивающей отвод тепла корпусной донной частью (2), а печатная плата (3) электронной схемы расположена с противоположной от корпусной донной части (2) электрического прибора стороны каркаса (1). 2. Электрический прибор по п.1, отличающийся тем, что каждая из перегородок (6) выступает внутрь корпуса на заданную величину перпендикулярно соответствующей стенке каркаса. 3. Электрический прибор по п.1 или 2, отличающийся тем, что каждая из перегородок (7) расположена параллельно соответствующей стенке каркаса на заданном расстоянии от нее. 4. Электрический прибор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что каркас (1) жестко крепится винтовыми соединениями к корпусной донной части (2). 5. Электрический прибор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что мощные схемные элементы (4) поджаты к перегородкам (6, 7) металлическими скобами (8). 6. Электрический прибор по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что корпусная донная часть (2) является составной частью электрического прибора и дополнительно снабжена ребрами (9) для отвода тепла.