模块化结构方式的控制电子设备的制作方法

本发明涉及一种模块化结构方式的控制电子设备。

背景技术：

在现有技术中，已经公知各种模块化构造的控制电子设备。其中，通常会设置为紧凑型的结构方式，这就必须要考虑到不同的安装条件和有限的空间情况。出于该原因，整个电子设备的在功能上相互关联的部件，诸如开关电源、通风换向器、控制和调节设备被构造在独立的电路板上，并被置入所述控制电子设备的底座支架内，该底座支架大多支承着功率电子设备，以便对所述部件的供能。

但这也有缺陷，即：在所述部件和所述底座支架上，可能没有任何容易实施的措施来改善电磁兼容性(emc)，或者是这些措施没有任何效果或者只有有限的效果。此外，所述电路板可能必需要分别相互分隔的电源供应，而且被置入所述底座支架内的电路板或者说所述部件的电子构件都具有更高的振动和震荡敏感度。在由现有技术公知的控制电子设备中，现有的用于改善emc以及用于供电的零配件经常被实施在所述部件的其中每个电路板上，而且由此经常冗余存在。此外，在许多情况下，所述部件的电子元件的散热连接并不充分，或者只有在更高的投入下才可实现其散热连接。

技术实现要素：

因此，本发明的根本目的是，要提供一种构造灵活的控制电子设备，在其中，用于供电的元件以及用于改善emc的元件并不冗余存在，并且同时可实现所述控制电子设备的一种更简单且更节省空间的结构。

这一目的通过根据权利要求1所述的特征组合得以实现。

本发明的基本思想是一种模块化的结构方式，其中，所述电子控制设备由其所构成的所述电气构件根据热力方面的因素以及根据emc方面的因素布置在分别相互分隔的模块中，以便通过将所述构件划分成模块以及所述模块的布置和结构来改善emc，此外同时，所述模块可专门针对各种热力要求来散热。此外，通过所述模块的布置可实现，构件不会或者仅在极少程度上由于相邻模块的构件而受热。

因此，根据本发明，提出了一种模块化结构方式的控制电子设备。所述控制电子设备包括电子化的基本模块和多个功能模块。所述基本模块提供了至少一个供电输出端上的中间电压uzk，用于所述功能模块的供电。所述功能模块以电气和机械的方式与所述基本模块相连接，并且由所述基本模块供以所述中间电压uzk，因而所述功能模块不是分别必需各自独立的供电。所述基本模块和所述功能模块分别具有包含电子构件的支座。所述支座优选包括至少一个电路板，其中，所述电子构件被布置在所述电路板的至少一个侧面上，并例如通过内置在所述电路板中的导体电路相互连接。所述基本模块的所述电子构件为了所述功能模块的所述电子构件的供电而产生中间电压uzk。在所述基本模块的所述支座上，例如甚至间接地通过间隔件，固定至少一个功能模块。另外，所述基本模块和所述功能模块的所述电子构件通过热力解耦和/或emc屏蔽而相互分隔布置。

此外，本发明的一种有利的实施方式规定了，至少一个功能模块的所述支座和/或所述基本模块的支座分别具有：构件侧，所述电子构件被布置在其上；以及屏蔽侧，通过所述支座延伸的emc屏蔽设备被布置在其上。用于屏蔽电磁干扰辐射的所述emc屏蔽设备例如被设计为涂层或者说箔片，其优选完全覆盖所述支座的屏蔽侧。emc屏蔽设备大多由可导电的材料构成或者包含这种可导电的材料。

为了使得所述功能模块相互之间和/或与所述基本模块连接起来，本发明的另一种有利的设计变型规定了，有转接器由所述基本模块的支座向着功能模块的支座延伸，或者在两个功能模块的所述支座之间延伸。

为了优化所述屏蔽层的屏蔽效果，在一种同样有利的扩展方案中，所述转接器使得所述基本模块的emc屏蔽设备与所述功能模块的emc屏蔽设备或者是与多个功能模块的emc屏蔽设备电气地相互连接。

此外，在所述控制电子设备的一种用于优化屏蔽效果的扩展中，所述emc屏蔽设备其中的至少一个被连接上预先确定的电位。

在所述控制电子设备的一种有利的实施变型中，所述功能模块的支座和所述基本模块的支座在预先确定的布置中相互并行地以及分别相互间隔地被布置在优选预先确定的安装平面上，以便达到更进一步地优化屏蔽效果或者使得所述功能模块和所述基本模块的特定区域有针对性地屏蔽掉电磁干扰辐射。

一种有利的扩展规定了，在所述基本模块的电子构件与功能模块的电子构件之间和/或在两个功能模块的电子构件之间，分别布置各个emc屏蔽设备的其中一个。因此，在两个支座的构件侧之间，分别设置一个具有emc屏蔽设备的屏蔽侧，由此，两个支座的所述构件相互之间通过所述emc屏蔽设备分隔开来。

在一种有利的扩展替选方案中，所述功能模块的支座和所述基本模块的支座在预先确定的布置中确定了其间的容置空间，所述容置空间的每一侧均通过所述功能模块的所述支座和所述基本模块的所述支座加以界定。同时，所述功能模块的电子构件和所述功能模块的电子构件被布置在所述容置空间内。所述容置空间通过支座来屏蔽以防电磁辐射，并且构成了emc防护空间，所述构件被布置在该防护空间内并被防止受到电磁干扰辐射。

此外，所述控制电子设备的一种有利的扩展变型规定了，所述基本模块的所述支座和所述功能模块的所述支座被固定在所述间隔件上，并且通过所述间隔件被保持处于相互之间的预先确定布置。

此外，在本发明的一种替选性扩展中，所述基本模块被集成化地连同功能模块被共同设计在所述基本模块的所述支座上。

同样有利的是，在一种设计替选方案中，至少两个功能模块相互之间被集成化地设计在同一个支座上。

在本发明的一种有利变型中，所述功能模块的至少其中一部分另外包括至少一个用于所述中间电压uzk换向的换向单元和emc滤波器。所述emc滤波器在此被设计为要过滤所被换向的电压。

为了分组以便所述构件的由此形成的布置，所述控制电子设备的一种有利的扩展规定了，所述电子构件按照其功能被分组。分组是根据其功率消耗或者功率输出的大小或者说测定来评价的。所述功率消耗或者功率输出的评价确定了所述构件与所述基本模块以及与所述功能模块的配属以及所述构件的相对位置和/或所述基本模块和所述功能模块相互之间的相对位置。

除了所述功率消耗或者功率输出的评价以外，另外还可评价对于电磁干扰辐射的敏感度和/或由所述构件发出的电磁干扰辐射的大小，这些确定了所述构件与所述基本模块和所述功能模块的配属以及所述功能模块相互之间以及对于所述基本模块的布置。

在所述控制电子设备的一种有利扩展中，所述功率消耗或者功率输出的评价确定了所述功能模块之间的间隔以及每个功能模块对于所述基本模块的间隔。补充方案或者替选方案是，所述评价可确定所述功能模块相互之间或者对于所述基本模块的定向和/或间隔。

另外，优选在所述基本模块的支座上和/或在所述功能模块的支座上布置散热元件。

附图说明

本发明的其他有利扩展在从属权利要求中表征，或者在下面结合本发明优选实施方式的说明依照附图来详细呈现。其中：

图1为第一种由多个功能模块和一个基本模块构成的控制电子设备；

图2为第二种控制电子设备的基本模块和多个功能模块相互之间的布置；

图3为第三种控制电子设备的基本模块和多个功能模块相互之间的布置；

上图均为示例性的示意图。附图中相同的标记表示相同的功能上和/或结构上的特征。

具体实施方式

图1示意性地示出了控制电子设备的模块化结构。所述构件11、101、102、103、104、201、202、203、204、205、206按照其功能和其电磁干扰效果被分组成模块。为此，所有用来产生所述中间电压uzk的构件均与所述基本模块10相配属。

用于由在所述基本模块10内所产生的中间电压uzk产生所述供电电压以及为了调控耗电装置、例如发动机m的构件被分组到所述功能模块20，其中，功能模块20的构件的功率消耗、进而包括温度变化分别不超过预先确定的极限值。此外，所述构件可发出电磁干扰辐射，其中，功能模块的构件也不超过干扰辐射的预先确定极限值。所述功能模块20按照其功率消耗和由此产生的电磁干扰辐射而以相互之间确定的定向和布置被布置在所述基本模块10上，但这在图1未显示。所述功能模块20可例如以图2和3所示的布置被固定在所述基本模块10上。

在如图1所示的实施变型中，所述基本模块10包括为了产生中间电压uzk的整流器101、用于电压调节且具有集成化emc滤波器的电压调控零件102和中间电路电容器103。为了所述基本模块10的输入电压的emc滤波，在所述基本模块10和所有功能模块20之前串接前端模块20’，所述前端模块在输入侧与所述电源电压相连接并在输出侧与所述基本模块10相连接，通过emc滤波器202过滤所述电源电压，并且向所述基本模块10提供所被过滤的电压。所述发动机m用三相的uvw电压接口供电。因此，所配属的功能模块具有包括换向的dc/ac转换器201，并且为了过滤所产生的交流电压，具有emc滤波器202。在所示实施例中，所述emc滤波器202通过线路技术被布置在所述dc/ac转换器201与所述发动机m之间，以便过滤通过所述dc/ac转换器201的所被转换的电压。替选方案是，所述emc滤波器202也可通过线路技术被布置在所述dc/ac转换器201前面，从而所述dc/ac转换器201被布置在所述emc滤波器202与所述发动机m之间，那么，所述中间电压uzk就被过滤并且接着被引导至所述dc/ac转换器201以便转换。所述发动机m的供电的功率消耗很大，以致必须向它们分别提供供电作为自有的功能模块20。此外，必须为每个发动机m提供独立的功能模块20，因为所述发动机m其中的每个均有自己的电气参数值，每个发动机m要按照自有(各自)的转数特性曲线来运行，对于每个发动机m而言，或者说对于每个通过各个发动机m所驱动的耗电装置(通风器)而言，预设额定值都可能是不一样的。另一个功能模块20给另外的元件或者说构件、诸如像继电器203那样的一般的耗电装置提供必需的中间电压uzk。其他需要低电压、而不是中间电压uzk的功能模块20就可共用低压转换器104，并且由此用低压供电。其中，所述低压转换器104是所述基本模块10的组成部分。通过所述低压，可例如给包括显示屏206的功能模块20或者是用于调控散热循环的功能模块20供电。在本实施例中，所述散热循环调控系统至少包括元件202、204、205，所述元件202、204、205给至少一个用于散热循环调控的膨胀阀a供电并控制所述膨胀阀a。为此，用于调控所述膨胀阀的功能模块20具有电力供应205和相配属的emc滤波器，用于所述膨胀阀的阀门a的供电。此外，所述功能模块20为了调控所述膨胀阀而包括散热循环调控204，其与传感机构和另外的设备元件相连接。

图2和3分别示出了所述功能模块20对于所述基本模块10的一种有利布置。

在图2中，所述功能模块20以其每个支座22平行于所述基本模块10的支座12定向。所述功能模块通过所述间隔件30而保持在相互之间的预先确定位置上。在两个支座12、22之间，分别布置emc屏蔽设备23，该屏蔽设备在所示示例中被设计为完全覆盖所述功能模块20的支座22的层。所述emc屏蔽设备23使得所述基本模块10和所述功能模块20的构件11、21分别屏蔽由每另一个模块的构件11、21产生的电磁干扰辐射。此外，所述功能模块20依据其功率消耗的大小以及由其产生的干扰辐射的程度来布置。如下功能模块20在空间上与所述基本模块10间隔最远，即该功能模块20的构件21与其他功能模块20的构件21相比具有最高功率消耗，进而具有最高发热以及发射最大干扰辐射。此外，所述emc屏蔽设备通过转接器31而相互连接，由此改进了彼此相连的emc屏蔽设备23的屏蔽效果，其中，所述转接器31也可被设计为集成化地具有所述间隔件30。

在如图2所示的布置中，所述基本模块10和所述功能模块20的所述构件11、21受保护以防止受到干扰辐射和其他功能模块20的温度影响。与之不同的是，在图3中示出了一种构造，在其中，所述基本模块10和所述功能模块20的所述构件11、21受保护以防止受到由外部起作用的、并不是通过所述基本模块10或所述功能模块20的所述构件11、21产生的干扰辐射影响。所述基本模块10以及例如五个功能模块20被布置为长方体形或立方体形，因此，所述基本模块和所述功能模块其中的每个确定了所述立方体或者说长方体的六个侧面的其中一个。每个emc屏蔽设备13、23在此朝向外面，所述每个构件11、21被布置在所述立方体或者说长方体的构成所述构件11、21的容置空间40的内部。所述构件11、21朝着每个方向均被emc屏蔽设备13、23围绕着，并且由其提供防护。另外，在所述外侧或者说在所述emc屏蔽设备13、23其中的一个上，布置散热元件24，所述散热元件可散热地与所述容置空间40或者所述构件11、21的其中一个或所述构件11、21的其中多个处于接触。在本示例中，所述间隔件30可被设计为支架，所述基本模块10和所述功能模块20被固定在该支架上。

图2中所示的布置可与图3中的布置相结合，从而例如在所述容置空间40内平行于基本模块10地布置有多个功能模块20。