ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК С КОРПУСОМ Российский патент 2013 года по МПК G12B9/02 G12B15/06 H05K5/00 H05K7/20 

Изобретение относится к электронному блоку с корпусом, прежде всего для применения в электроприборах.

В современных электроприборах или электроинструментах часто используется силовая электроника (силовая полупроводниковая техника), необходимая для реализации функций по регулированию, например, регулированию частоты вращения, функций по управлению мощностью, защитных функций или иных дополнительных функций. Поскольку главным образом электроинструменты должны иметь компактную конструкцию и эксплуатируются в сложных окружающих условиях, электронный блок должен иметь минимально возможные размеры и, кроме того, должен быть достаточно защищен от влияния внешних факторов. Помимо этого необходимо обеспечивать достаточно эффективный отвод тепла прежде всего от силовой электроники. Целесообразно далее защищать электронику от электромагнитных воздействий, поскольку она часто расположена вблизи источников электромагнитных помех, например, вблизи электродвигателя.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать электронный блок с усовершенствованным корпусом, который был бы компактным, обеспечивал бы достаточный отвод тепла, имел бы простую конструкцию и был бы в достаточной степени защищен от влияния внешних факторов.

Указанная задача решается с помощью электронного блока с корпусом, заявленного в п.1 формулы изобретения.

Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Объектом изобретения в соответствии с этим является электронный блок для применения в электроинструменте. Такой электронный блок имеет коробчатый элемент с донной частью и боковыми частями, П-образный охлаждающий элемент с закрывающей частью и боковинами и печатную плату, расположенную в коробчатом элементе и зафиксированную на охлаждающем элементе крепежным элементом, при этом П-образный охлаждающий элемент насажен на коробчатый элемент таким образом, что отверстие коробчатого элемента, расположенное напротив его донной части, частично закрыто закрывающей частью охлаждающего элемента, в результате чего часть отверстия коробчатого элемента остается незакрытой, а боковины охлаждающего элемента охватывают коробчатый элемент таким образом, что его боковые части частично перекрыты боковинами охлаждающего элемента и прилегают к ним или расположены на исключительно малом расстоянии от них.

Помимо этого, внутреннее пространство коробчатого элемента может быть заполнено заливочной массой для герметизации компонентов, смонтированных на печатной плате.

В одном из вариантов дальний от незакрытой части отверстия коробчатого элемента конец охлаждающего элемента может быть расположен заподлицо с боковой частью коробчатого элемента.

Помимо этого, одна боковая часть коробчатого элемента может иметь упорный элемент, к которому прилегает дальний от незакрытой части отверстия коробчатого элемента конец охлаждающего элемента и который прежде всего выполнен в виде продолжения этой боковой части коробчатого элемента.

В еще одном варианте печатная плата может иметь силовой полупроводниковый компонент, который для отвода от него тепла соединен через крепежный элемент с охлаждающим элементом.

Коробчатый элемент и охлаждающий элемент могут быть выполнены с возможностью фиксации друг относительно друга имеющимся у каждого из них стопорным элементом.

Для подсоединения электронной схемы на печатной плате через незакрытую часть отверстия коробчатого элемента может быть пропущен соединительный провод печатной платы.

Помимо этого через незакрытую часть отверстия коробчатого элемента может быть пропущен соединительный провод печатной платы.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - вид в аксонометрии электронного блока, выполненного по одному из вариантов осуществления изобретения,

на фиг.2 - другой вид в аксонометрии электронного блока, выполненного по показанному на фиг.1 варианту осуществления изобретения, без подводящих проводов,

на фиг.3 - вид в плане электронного блока, выполненного по показанному на фиг.1 варианту осуществления изобретения,

на фиг.4 - вид спереди электронного блока, выполненного по показанному на фиг.1 варианту осуществления изобретения,

на фиг.5 - вид в поперечном разрезе электронного блока, выполненного по показанному на фиг.1 варианту осуществления изобретения, без изображения заливаемой компаундом коробки,

на фиг.6 - вид в продольном разрезе электронного блока, выполненного по показанному на фиг.1 варианту осуществления изобретения,

на фиг.7 - вид сбоку электронного блока, выполненного по другому варианту,

на фиг.8 - вид сбоку электронного блока, выполненного еще по одному варианту.

Описание вариантов осуществления изобретения

Ниже изобретение подробно рассмотрено со ссылкой на фиг.1-7, где в различных видах показан электронный блок, выполненный по одному из вариантов осуществления изобретения. Электронный блок 1 имеет корпус и расположенную в нем печатную плату 2. На печатной плате 2 смонтированы электронные компоненты 9, например, обычные компоненты или компоненты поверхностного монтажа. На печатной плате 2 может быть установлен силовой полупроводниковый прибор 3, такой, например, как полевой транзистор, снабженный теплоотводом 4. Для отвода тепла теплоотвод 4 силового полупроводникового прибора 3 может быть соответствующим образом соединен с радиатором 5.

Радиатор 5 выполнен в основном П-образным с закрывающей частью 51 и боковинами 52. Радиатор 5 может быть выполнен, например, в виде прессованного профиля, гнутой в штампе детали или в простейшем случае в виде алюминиевой или медной детали. Между боковинами 52 радиатора расположена заливаемая компаундом коробка 6 со своими боковыми частями 61 и донной частью 62, расположенное напротив которой отверстие коробки 6 по меньшей мере частично закрыто закрывающей частью 51 радиатора 5. Боковины 52 радиатора 5 охватывают при этом коробку 6 таким образом, что ее боковые части частично перекрыты боковинами 52 радиатора 5 и прилегают к ним, соответственно расположены на исключительно малом расстоянии от них.

Печатная плата 2 в смонтированном состоянии расположена в коробке 6 и закреплена на радиаторе 5. Для этого радиатор 5 снабжен отверстием, через которое можно пропустить крепежный элемент 7, такой, например, как винт или заклепка. Между радиатором 5 и печатной платой предусмотрен удерживающий элемент 21, которым радиатор 5 и печатная плата 2 удерживаются с отступом друг от друга и в требуемой ориентации друг относительно друга. В предпочтительном варианте печатная плата 2 фиксируется параллельно закрывающей части 51 радиатора 5. Крепежный элемент 7 одновременно может служить для соединения пластинчатого теплоотвода 4 силового полупроводникового прибора 3 с радиатором 5 для оптимального отвода тепла. Радиатор 5 имеет охлаждающие ребра 10, которые в предпочтительном варианте расположены на его закрывающей части 51. Между пластинчатым теплоотводом 4 и радиатором 5 может быть предусмотрена изоляция 8, которая выполнена, например, в виде слюдяной пластины или аналогичного элемента и которая электрически изолирует силовой полупроводниковый прибор 3 от радиатора 5.

Коробка 6 в предпочтительном варианте по своим размерам выполнена несколько больше радиатора 5, и поэтому при установленном на коробку 6 радиаторе 5 он не полностью закрывает ее отверстие. Через оставшееся открытым отверстие 11 имеется доступ к внутреннему пространству коробки 6, внутрь которой через это отверстие 11 можно, например, ввести соединительный провод 16. Через такое отверстие 11 можно далее заполнять внутреннее пространство образованного радиатором 5 и коробкой 6 корпуса отверждающейся, текучей заливочной массой (заливочным компаундом) 20, что позволяет герметизировать электронные компоненты печатной платы 2 и таким путем защитить их от влияния внешних факторов, прежде всего защитить от пыли и грязи. Тем самым исключается возможность повреждения или разрушения электронных компонентов 9, соответственно электрической схемы на печатной плате 2 в результате попадания загрязнений и под влиянием аналогичных факторов.

Коробка 6 и радиатор 5 могут быть снабжены стопорными элементами 12, 13, которые при установке радиатора 5 на коробку 6 зацепляются между собой таким образом, что радиатор 5 оказывается неподвижно зафиксирован на коробке 6 по меньшей мере в направлении, перпендикулярном продольной и поперечной протяженности закрывающей части 51 радиатора 5. Стопорные элементы 12, 13 могут быть выполнены, например, в виде выемок, соответственно шлицев 12 в боковинах 51 радиатора 5 и в виде выступов 13 на боковых частях 61 коробки 6 (см. фиг.4).

Для закрепления корпуса 1 в электроприборе радиатор 5 может быть выполнен с направляющей 14 на одной или обеих своих боковинах (см. фиг.4 и 5). В другом варианте коробка 6 может быть снабжена направляющими элементами 15, выступающими от боковых частей 61 коробки бив предпочтительном варианте представляющими собой продолжение донной части 62 коробки 6 (фиг.7). Как показано на фиг.8, направляющая может быть также выполнена, например, в виде направляющей 18 в форме ласточкина хвоста в донной части 62 коробки 6, что позволяет простым путем вставлять весь корпус в электроприбор и закреплять в нем. Таким путем получают электронный блок, который защищен корпусом, имеющим исключительно малые размеры и исключительно большую для своих малых размеров площадь поверхности радиатора при одновременно простой конструкции.

Коробка 6 может быть далее снабжена одной или несколькими закраинами 19. Такая закраина 19 служит, например, для предотвращения вытекания заливочной массы 20 в жидком состоянии из внутреннего пространства корпуса. Одна из закраин 19 в предпочтительном варианте расположена на той боковой части 61 коробки 6, которая наиболее удалена от отверстия 11, через которое в корпус заливается заливочная масса 20. Закраина 19 выполнена, например, в виде продолжения боковой части 61 коробки 6 в высоту и тем самым одновременно образует упор для соответствующего конца радиатора 5, обеспечивая возможность точного его позиционирования на коробке 6 в направлении, параллельном продольному направлению боковин 52 радиатора 5.

Изобретение относится к электронному блоку с корпусом, прежде всего для применения в электроприборах. Технический результат - разработка электронного блока с усовершенствованным корпусом, который был бы компактным, обеспечивал бы достаточный отвод тепла, имел бы простую конструкцию и был бы в достаточной степени защищен от влияния внешних факторов. Достигается тем, что в электронном блоке (1) для применения в электроинструменте, имеющем коробчатый элемент (6) с донной частью и боковыми частями (61), П-образный охлаждающий элемент (5) с закрывающей частью (51) и боковинами (52) и печатную плату, расположенную в коробчатом элементе (6) и зафиксированную на охлаждающем элементе (5) крепежным элементом, П-образный охлаждающий элемент (5) насажен на коробчатый элемент (6) таким образом, что отверстие коробчатого элемента (6), расположенное напротив его донной части, частично закрыто закрывающей частью (51) охлаждающего элемента (5), в результате чего часть отверстия коробчатого элемента (6) остается незакрытой. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Электронный блок (1) для применения в электроинструменте, имеющий коробчатый элемент (6) с донной частью (62) и боковыми частями (61), П-образный охлаждающий элемент (5) с закрывающей частью (51) и боковинами (52) и печатную плату (2), расположенную в коробчатом элементе (6) и зафиксированную на охлаждающем элементе (5) крепежным элементом, при этом П-образный охлаждающий элемент (5) насажен на коробчатый элемент (6) таким образом, что отверстие коробчатого элемента (6), расположенное напротив его донной части (62), частично закрыто закрывающей частью (51) охлаждающего элемента (5), в результате чего часть отверстия коробчатого элемента (6) остается незакрытой, а боковины (52) охлаждающего элемента (5) охватывают коробчатый элемент (6) таким образом, что его боковые части частично перекрыты боковинами (52) охлаждающего элемента (5) и прилегают к ним или расположены на исключительно малом расстоянии от них.

2. Электронный блок (1) по п.1, в котором внутреннее пространство коробчатого элемента (6) заполнено заливочной массой для герметизации компонентов, смонтированных на печатной плате (2).

3. Электронный блок (1) по п.1, в котором дальний от незакрытой части отверстия коробчатого элемента конец охлаждающего элемента (5) расположен заподлицо с боковой частью коробчатого элемента (6).

4. Электронный блок (1) по п.3, в котором одна боковая часть коробчатого элемента имеет упорный элемент (19), к которому прилегает дальний от незакрытой части отверстия коробчатого элемента конец охлаждающего элемента (5) и который прежде всего выполнен в виде продолжения этой боковой части коробчатого элемента.

5. Электронный блок (1) по одному из пп.1-4, в котором печатная плата (2) имеет силовой полупроводниковый компонент (3), который для отвода от него тепла соединен через крепежный элемент с охлаждающим элементом (5).

6. Электронный блок (1) по п.1, в котором коробчатый элемент (6) и охлаждающий элемент (5) выполнены с возможностью фиксации относительно друг друга имеющимся у каждого из них стопорным элементом (12, 13).

7. Электронный блок (1) по п.1, в котором через незакрытую часть отверстия коробчатого элемента (6) пропущен соединительный провод (16) печатной платы (2).