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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektronikeinheit sowie ein Fahrzeug.
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Derzeit bestehen eine Vielzahl an unterschiedlichen Lösungen zur Montage von Drosseleinheiten, insbesondere Gleichtaktdrosseln, im Elektronikbereich. Durch die zunehmende Bauraumdichte als auch die erhöhten Qualitätsanforderungen steigt kontinuierlich der Bedarf an innovativen und robusten Elektronikeinheiten.
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Die stetige Gewichtsreduzierung im Fahrzeugbereich zur Verbrauchsverringerung sowie der zunehmende Wettbewerb sorgt für Kostendruck, sodass günstigere und effizientere Komponenten für Fahrzeuge stärker nachgefragt werden
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Elektronikeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist gegenüber den bekannten den Vorteil auf, dass durch die Beabstandung der Drosseleinheit von einer Leiterplatte der Bauraumbedarf für die Drosseleinheit in der Elektronikeinheit deutlich reduziert werden kann. Weiter bevorzugt kann durch die Beabstandung der Drosseleinheit von den Leiterplatteneinheiten und die Anbindung der Drosseleinheit an einen Kühlkanal die thermische Belastung der Drosseleinheit reduziert werden. Vorteilhaft ist eine Integration der Schirmung zur AC-Filterung, sodass verschiedene thermische und elektrische Anforderungen erfüllt werden können. Weiter bevorzugt ermöglicht die separate Ausbildung der Drosseleinheit in der Elektronikeinheit eine Vielzahl von Montagekonzepten. Dabei kann insbesondere das Ausbilden von unterschiedlichen Platinenniveaus entfallen bzw. je nach Anordnung der Drosseleinheit in verschiedene Pottingschritte bzw. Füllen mit Isolationsmaterial integriert werden. Weiter bevorzugt kann die Drosseleinheit in einem separaten Gehäuse verpottet werden und anschließend in einem Ladegerät oder ähnlichem verbaut werden. Weiter bevorzugt kann insbesondere ein Pottingmaterial verändert werden, ohne dabei den grundlegenden Aufbau der Leiterplatteneinheiten verändern zu müssen. Weiter bevorzugt kann der Bauraum besser genutzt werden und somit eine Leistungsdichte einer Elektronikkomponente, wie beispielsweise einem Ladegerät, weiter verbessert werden.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Elektronikeinheit eine Drosseleinheit aufweist, welche ein erstes Drosselelement und ein zweites Drosselelement aufweist, wobei die Drosseleinheit dazu eingerichtet ist, eine Gleichtaktdrossel auszubilden, wobei die Elektronikeinheit eine erste Leiterplatteneinheit und eine zweite Leiterplatteneinheit aufweist, wobei die Drosseleinheit dazu eingerichtet ist, eine signal- und/oder energieleitende Verbindung mit der ersten Leiterplatteneinheit auszubilden, wobei die zweite Leiterplatteneinheit zumindest eine Ausnehmung aufweist, wobei die Drosseleinheit durch die Ausnehmung hindurchragt, um das erste Drosselelement und das zweite Drosselelement von der ersten Leiterplatteneinheit und von der zweiten Leiterplatteneinheit zu beabstanden.
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In anderen Worten kann auf eine direkte Kontaktierung der Drosselelemente auf die Leiterplatteneinheit verzichtet werden, da durch die Drosseleinheit, welche insbesondere als separates Bauteil ausgestaltet werden kann, die Funktion der Gleichtaktdrossel von den Leiterplatteneinheiten beabstandet wird. Insbesondere können somit zwei elektrisch voneinander geschirmte Gleichtaktdrosseln als ein gemeinsames Modul ausgebildet werden, welche eine Entkopplung von der Leiterplatteneinheit und eine flexible Unterbringung in der Leistungselektronik erlauben, bei welchem das Modul näher an die Kühlungsgeometrie herangeführt werden kann. Bevorzugt können zwei doppelt angeordnete Drosseln als ein eigenes Modul ausgestaltet werden, welches in einem Ladegerät oder ähnlichem, welches einen modularen Aufbau aufweist, integriert werden kann, um somit eine von einer Filterleiterplatte unabhängige Einbaulage erreichen zu können. Somit kann insbesondere ein Bauraum im Gerät effizienter genutzt werden als auch die Kapazität der Drosseln erhöht werden, um für bessere Filtereigenschaften zu sorgen. Somit kann insbesondere durch die Entkopplung der Drosseln von der Leiterplatteneinheit ein flexibler Einbau im Gerät ermöglicht werden als auch ein Heranführen der jeweiligen Drosseln an einen Kühlungsbereich des Ladegeräts oder ähnlichem. Weiter bevorzugt kann die elektrische Schirmung der Drosseln voneinander durch eine Blechkonstruktion oder ähnliches erreicht werden, um somit die Bestückungsschritte auf der Platine reduzieren zu können. Somit kann insbesondere ein Gewicht auf der Leiterplatteneinheit reduziert werden, da die Drosseln nicht mehr direkt an der jeweiligen Leiterplatte angeordnet sind. Weiter bevorzugt können die Drosseln flexibel in dem Gerät angeordnet werden, um somit unterschiedliche Anbindungsmöglichkeiten, insbesondere mittels Pottingschritten, ausgestalten zu können.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorzugsweise weist die Drosseleinheit ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement auf, wobei das erste Kontaktelement zwischen der ersten Leiterplatteneinheit und dem ersten Drosselelement angeordnet ist, um zumindest einen Teil der signal- und/oder energieleitenden Verbindung auszubilden, wobei das zweite Kontaktelement zwischen der ersten Leiterplatteneinheit und dem zweiten Drosselelement angeordnet ist, um zumindest einen Teil der signal- und/oder energieleitenden Verbindung auszubilden.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass eine Drosseleinheit für eine Vielzahl von unterschiedlichen Elektronikgeräten genutzt werden kann und jeweils nur die Kontaktelemente entsprechend angepasst werden müssen. Weiter bevorzugt können die Kontaktelemente insbesondere durch eine Durchsteckkontaktierung an die Leiterplatteneinheit angebunden werden. Weiter bevorzugt kann ein Kontaktelement eine Vielzahl von Adern oder ähnlichem aufweisen.
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Vorzugsweise weist die Drosseleinheit ein Halterungselement auf, welches dazu eingerichtet ist, das erste Drosselelement, das zweite Drosselelement, das erste Kontaktelement und/oder das zweite Kontaktelement zu verbinden, um eine Montage der Drosseleinheit an der Elektronikeinheit zu vereinfachen.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass durch das Halterungselement, welches beispielsweise ein Kunststoffgehäuse oder ähnliches sein kann, die Lage des ersten Drosselelements und des zweiten Drosselelements bzw. der Kontaktelemente durch das Halterungselement definiert wird, um somit insbesondere ein Einstecken der Drosseleinheit in die Elektronikeinheit oder ähnliches vereinfachen zu können.
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Weiter bevorzugt weist die Elektronikeinheit eine Kühlstruktur auf, und/oder ist an einer Kühlstruktur anordenbar, wobei die Drosseleinheit dazu eingerichtet ist, eine an der Drosseleinheit entstandene Wärmeenergie an die Kühlstruktur abzuführen.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass thermische Belastung der Leiterplatteneinheit deutlich reduziert werden kann, um somit die Langlebigkeit der Elektronikeinheit weiter verbessern zu können.
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Vorzugsweise ist die Drosseleinheit, insbesondere das erste Drosselelement oder das zweite Drosselelement mittels eines Isolationsmaterials an die Kühlstruktur angebunden, um eine Wärmeübertragung zwischen der Drosseleinheit und der Kühlstruktur zu verbessern.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass durch einfache Mittel, wie beispielsweise das Umspritzen oder Anspritzen von Isolationsmaterial an das erste Drosselelement und/oder das zweite Drosselelement und/oder die Drosseleinheit die Wärmeübertragung zwischen der Elektronikeinheit bzw. Drosseleinheit und der Kühlstruktur verbessert werde kann. Dabei kann es sich insbesondere um einen Pottingschritt handeln, bei dem entsprechendes Material auf das erste Drosselelement und/oder das zweite Drosselelement angebracht werden kann.
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Vorzugsweise weist die Elektronikeinheit eine Schirmungseinheit auf, wobei die Schirmungseinheit dazu eingerichtet ist, das erste Drosselelement, das zweite Drosselelement und/oder zumindest einen Teil der signal- und/oder energieleitenden Verbindung voneinander abzuschirmen.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass Interferenzen innerhalb der Drosseleinheit und/oder innerhalb der Elektronikeinheit weiter reduziert werden können, um somit die Filterwirkung der Elektronikeinheit weiter verbessern zu können. Die Schirmungseinheit kann dabei insbesondere durch eine Blechkonstruktion oder ähnliches ausgebildet werden.
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Weiter bevorzugt ragt die Schirmungseinheit durch die Ausnehmung der zweiten Leiterplatteneinheit und erstreckt sich bis an und/oder durch die erste Leiterplatteneinheit.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Schirmungseinheit insbesondere eine Interferenz zwischen dem ersten Drosselelement oder dem zweiten Drosselelement und der zweiten Leiterplatteneinheit reduzieren kann.
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Vorzugsweise weist die Elektronikeinheit ein Abschirmelement auf, welches zwischen der ersten Leiterplatteneinheit und der zweiten Leiterplatteneinheit angeordnet ist, wobei das Abschirmelement eine zweite Ausnehmung aufweist, durch welche die Schirmungseinheit ragt.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass ein durchgehender Abschirmeffekt erzeugt werden kann durch die Zusammenwirkung des Abschirmelements und der Schirmungseinheit, insbesondere von dem ersten und/oder zweiten Drosselelement zu der zweiten Leiterplatteneinheit.
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Weiter bevorzugt weist die Elektronikeinheit ein Gehäuseelement auf, wobei die Drosseleinheit zumindest teilweise in dem Gehäuseelement angeordnet ist, wobei die Schirmungseinheit dazu eingerichtet ist, die Drosseleinheit in dem Gehäuseelement zu sichern.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Schirmungseinheit einfach an dem Gehäuseelement, wie beispielsweise mittels einer Schraubverbindung oder ähnlichem, gesichert werden kann, um somit die Schirmungseinheit, insbesondere in Relation zur ersten Leiterplatteneinheit, zu sichern bzw. zu fixieren.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches eine Elektronikeinheit, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, aufweist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
- 1 bis 2b eine Elektronikeinheit gemäß einer Ausführungsform,
- 3 ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Bevorzugt sind alle gleichen Elemente, Einheiten und/oder Schritte in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Elektronikeinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Die Elektronikeinheit 10 weist eine Drosseleinheit 12 auf, welche ein erstes Drosselelement 14 und ein zweites Drosselelement 16 aufweist, wobei die Drosseleinheit 12 dazu eingerichtet ist, eine Gleichtaktdrossel auszubilden, wobei die Elektronikeinheit 10 eine erste Leiterplatteneinheit 18 und eine zweite Leiterplatteneinheit 20 aufweist, wobei die Drosseleinheit 12 dazu eingerichtet ist, eine signal- und/oder energieleitende Verbindung mit der ersten Leiterplatteneinheit 18 auszubilden, wobei die zweite Leiterplatteneinheit 20 zumindest eine Ausnehmung 22 aufweist, wobei die Drosseleinheit 12 durch die Ausnehmung 22 hindurchragt, um das erste Drosselelement 14 und das zweite Drosselelement 16 von der ersten Leiterplatteneinheit 18 und von der zweiten Leiterplatteneinheit 20 zu beabstanden.
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Wie in der 1 dargestellt ist, ist das erste Drosselelement 14 mittels eines ersten Kontaktelements 24 an der ersten Leiterplatteneinheit 18 kontaktiert. Weiter bevorzugt ist das zweite Drosselelement 16 mittels eines zweiten Kontaktelements 26 an der ersten Leiterplatteneinheit 18 kontaktiert. Bevorzugt kann die Drosseleinheit 12 ein Halterungselement 28 aufweisen, welches insbesondere das erste Drosselelement 14, das zweite Drosselelement 16 sowie insbesondere das erste Kontaktelement 24 sowie das zweite Kontaktelement 26 zueinander positioniert und insbesondere ein Kunststoffgehäuse oder ähnliches ausbildet. Weiter bevorzugt ist Elektronikeinheit 10 an eine Kühlstruktur 30 anordenbar, wie in der 1 dargestellt ist. Weiter bevorzugt kann insbesondere zwischen dem Gehäuseelement 40 und dem ersten Drosselelement 14 bzw. dem zweiten Drosselelement 16 ein Isolationsmaterial 32 angeordnet sein, um eine Wärmeübertragung verbessern zu können. Vorzugsweise weist die Elektronikeinheit 10 eine Schirmungseinheit 34 auf, welche insbesondere das erste Drosselelement 14 von dem zweiten Drosselelement 16 abschirmt. Weiter bevorzugt kann die Schirmungseinheit 34, wie in der 1 dargestellt, durch die Ausnehmung 22 der zweiten Leiterplatteneinheit 20 erstrecken und sich bis an und/oder durch die erste Leiterplatteneinheit 18 erstrecken. Weiter bevorzugt kann ein Abschirmelement 36 zwischen der ersten Leiterplatteneinheit 18 und der zweiten Leiterplatteneinheit 20 angeordnet sein, welches eine zweite Ausnehmung 38 aufweist. Bevorzugt kann die Schirmungseinheit 34 durch die zweite Ausnehmungen 38 ragen.
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2a zeigt eine Elektronikeinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Die Elektronikeinheit 10 weist dabei eine Drosseleinheit 12 auf, welche durch die zweite Leiterplatteneinheit 20 hindurchragt und an der ersten Leiterplatteneinheit 18 befestigt ist. Wie in der 2a zu erkennen ist, weist die Elektronikeinheit 10 eine Kühlstruktur 30 auf. Wie in der 2a dargestellt ist, sind das erste Drosselelement 14 und das zweite Drosselelement 16 direkt an einem Gehäuse der Elektronikeinheit 10 verpottet bzw. ein Isolationsmaterial 32 ist zwischen den beiden Komponenten und dem Gehäuse angeordnet. Somit kann eine Wärmeübertragung zwischen der Drosseleinheit 12 und der Kühlstruktur 30 erreicht werden.
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2b zeigt eine Elektronikeinheit 10 gemäß einer Ausführungsform. Die Elektronikeinheit 10 weist dabei eine ähnliche Konfiguration auf, wie diese bereits hinsichtlich der 2a beschrieben wurde. Wie in der 2b zu sehen ist, weist die Elektronikeinheit 10 ein Gehäuseelement 40 auf, wobei ein Isolationsmaterial 32 zwischen dem ersten Drosselelement 14 und dem zweiten Drosselelement 16 und der im Gehäuseelement 40 angeordnet ist. Somit kann die Wärmeübertragung zwischen der Drosseleinheit 12 und der Kühlstruktur 30 verbessert werden als auch die Montierbarkeit erhöht werden durch das Gehäuseelement 40.
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3 zeigt ein Fahrzeug 100 gemäß einer Ausführungsform. Das Fahrzeug 100 weist dabei eine Elektronikeinheit 10, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auf.