專利名稱：功率電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于觸發(fā)汽車雨刷設(shè)備的驅(qū)動(dòng)單元的功率電路，借助于該功率電 路例如能夠控制雨刷器的運(yùn)動(dòng)。
背景技術(shù)：
由WO 00/46082公開了一種用于觸發(fā)汽車雨刷設(shè)備的驅(qū)動(dòng)單元的功率電路。為了 觸發(fā)該驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置了功率開關(guān)。在這種功率電路中，必須如此設(shè)計(jì)所述功率開關(guān)的尺寸，使得其即使在驅(qū)動(dòng)單元 卡住時(shí)、例如當(dāng)雨刷器在冬天凍結(jié)在有待擦拭的玻璃上時(shí)也不會(huì)發(fā)生故障。為了在驅(qū)動(dòng)單 元卡住的情況下能夠可靠地承受突然出現(xiàn)的功率峰值而不會(huì)發(fā)生故障，所述功率開關(guān)有意 識(shí)地進(jìn)行過度設(shè)計(jì)，使得該功率開關(guān)具有相應(yīng)低歐姆的電阻。這引起了制造成本的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種用于觸發(fā)汽車雨刷設(shè)備的驅(qū)動(dòng)單元的功率電路，該功率 電路實(shí)現(xiàn)了高歐姆的功率開關(guān)的使用。該任務(wù)的解決方案按本發(fā)明由權(quán)利要求1所述特征實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利的設(shè)計(jì)方 案在從屬權(quán)利要求中得到描述。按本發(fā)明的用于觸發(fā)汽車雨刷設(shè)備的驅(qū)動(dòng)單元的功率電路具有用于觸發(fā)驅(qū)動(dòng)單 元的功率開關(guān)，該功率開關(guān)與蓄熱器進(jìn)行熱連接，該蓄熱器用于接收在驅(qū)動(dòng)單元卡住的情 況下積累在功率開關(guān)中的熱量。通過該蓄熱器能夠散發(fā)出在功率開關(guān)中突然出現(xiàn)的熱量并且尤其與功率開關(guān)隔 開地存儲(chǔ)所述熱量。在此，利用這樣的認(rèn)識(shí)，即在驅(qū)動(dòng)單元卡住的情況下由熱量引起功率開 關(guān)的顯著負(fù)載并且所述功率開關(guān)的尺寸取決于在卡住情況下最大出現(xiàn)的溫度。通過所述蓄 熱器能夠降低功率開關(guān)中最大出現(xiàn)的溫度，使得所述功率開關(guān)的尺寸能夠設(shè)計(jì)得較小并且 該功率電路實(shí)現(xiàn)了高歐姆的功率開關(guān)的使用，由此降低了功率電路的制造成本。此外，通過所述蓄熱器不需要僅僅通過自然的對(duì)流來實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)中所需要的溫 度降低，從而不需要安置在功率開關(guān)上的冷卻體。與冷卻體相比較，能夠通過蓄熱器更快地 實(shí)現(xiàn)溫度降低，從而已經(jīng)能夠提早地散發(fā)出熱量并且實(shí)現(xiàn)更低的最大溫度。也不需要僅僅 通過連接的導(dǎo)線和/或電路板來散發(fā)熱量，該導(dǎo)線和/或電路板具有明顯更小的導(dǎo)熱能力 和/或熱容，從而通過蓄熱器能夠更快地散發(fā)出功率開關(guān)的更多的熱量。在確定的溫度下 每單位時(shí)間的熱能的平均的熱功率通過蓄熱器尤其與能夠由導(dǎo)線和電路板散發(fā)出的熱功 率相比大了一個(gè)因數(shù)f，其中對(duì)于因數(shù)f，f彡1. 2，尤其f彡1. 8，優(yōu)選f彡2. 5并且特別優(yōu) 選f > 4. 0。此外，與功率開關(guān)熱連接的蓄熱器散發(fā)出了由功率開關(guān)的歐姆電阻引起的熱 量。尤其所述功率開關(guān)的變熱明顯更慢，從而在功率開關(guān)會(huì)具有臨界溫度之前例如能夠由 監(jiān)控軟件用合適的傳感機(jī)構(gòu)及時(shí)地探測(cè)到所述驅(qū)動(dòng)單元的卡住，因?yàn)樵诠β书_關(guān)的溫度較 低時(shí)就已經(jīng)能夠進(jìn)行緊急切斷。
3
優(yōu)選所述蓄熱器主要由金屬材料制成，從而能夠特別快速地實(shí)現(xiàn)熱量傳送到蓄熱 器的內(nèi)部。這導(dǎo)致熱量在蓄熱器中更好的分布，從而所述蓄熱器的平均外部溫度上升得相 應(yīng)更慢，并且在驅(qū)動(dòng)單元卡住的情況下將功率開關(guān)到蓄熱器的大的溫度落差保持特別長(zhǎng)的 時(shí)間。所述蓄熱器尤其基本上由銅或者銅合金制成。所述蓄熱器尤其具有緊湊的實(shí)心成形的幾何形狀，由此該蓄熱器的各個(gè)部分區(qū)域 具有相互間良好的熱接觸。這簡(jiǎn)化了蓄熱器內(nèi)部的熱量分布，從而避免高的外部溫度。額 外地避免了與蓄熱器其余區(qū)域相比具有高的熱量輸送流的瓶頸。所述蓄熱器特別優(yōu)選的是基本上方形的，由此實(shí)現(xiàn)了可以容易制造的緊湊的結(jié)構(gòu) 形式，該結(jié)構(gòu)形式能夠特別簡(jiǎn)單地在與功率開關(guān)熱接觸的情況下布置在共同的電路板上。所述蓄熱器尤其具有比功率開關(guān)的平均導(dǎo)熱能力更高的導(dǎo)熱能力。由于蓄熱器的 更高的導(dǎo)熱能力能夠?qū)崃刻貏e快速地從功率開關(guān)導(dǎo)向蓄熱器。蓄熱器尤其能夠通過補(bǔ)焊、尤其積聚焊料來制成。這實(shí)現(xiàn)了特別簡(jiǎn)單的制造，方法 是例如能夠在將所需要的電導(dǎo)線焊接到電路板上時(shí)通過以下方法產(chǎn)生所述蓄熱器，即確定 的位置多次設(shè)置導(dǎo)體電路，從而產(chǎn)生多層導(dǎo)體電路，該導(dǎo)體電路構(gòu)成了實(shí)心的并且緊湊的 蓄熱器。所述功率開關(guān)和蓄熱器優(yōu)選與共同的電路板連接，并且該功率開關(guān)尤其通過電導(dǎo) 線與蓄熱器連接。由此，所述電導(dǎo)線能夠同時(shí)承擔(dān)作為導(dǎo)熱體的功能并且將在功率開關(guān)中產(chǎn) 生的熱量傳向優(yōu)選隔開布置的蓄熱器。不需要蓄熱器和功率開關(guān)之間絕緣的連接。此外，電 路板本身能夠接收一部分熱量并且通過其較大的表面借助于自然的對(duì)流散發(fā)到周圍環(huán)境中。所述功率開關(guān)尤其可以具有場(chǎng)效應(yīng)晶體管，尤其是M0SFET。由此能夠構(gòu)成成本更 低廉的功率開關(guān)。與兩級(jí)的晶體管相反，尤其能夠提供具有正溫度系數(shù)的功率開關(guān)，該功率 開關(guān)在驅(qū)動(dòng)單元卡住的情況下在電流太高時(shí)變熱并且獲得高歐姆的電阻。這引起了自動(dòng)地 限制電流直到功率開關(guān)再次冷卻，其中熱連接的蓄熱器阻止了太強(qiáng)烈的變熱。特別優(yōu)選地設(shè)置了表明驅(qū)動(dòng)單元卡住的信號(hào)線路，其中尤其能夠根據(jù)蓄熱器的溫 度用信號(hào)加載所述信號(hào)線路。由此，不需要監(jiān)控驅(qū)動(dòng)單元本身，而是設(shè)置可簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的集成 電路。在此尤其利用這一點(diǎn)，即所述蓄熱器的溫度是卡住的驅(qū)動(dòng)單元的尺度，其中不需要維 護(hù)措施的短時(shí)間的卡住被自動(dòng)忽略。此外，本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行汽車雨刷設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置具有用于 驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)雨刷器的驅(qū)動(dòng)單元以及與該驅(qū)動(dòng)單元連接的用于觸發(fā)驅(qū)動(dòng)單元的功率電路， 其中該功率電路能夠像前面所描述的一樣進(jìn)行構(gòu)造以及改進(jìn)。借助于與功率開關(guān)熱連接的 蓄熱器，能夠?qū)⒐β书_關(guān)構(gòu)造成高歐姆的并且能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)裝置構(gòu)造成成本更低廉的。


下面參照附圖根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)解釋。其中圖1是按本發(fā)明的功率電路的示意性的剖視圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中示出的功率電路10具有電路板12，功率開關(guān)14例如MOSFET與該電路
4板連接。此外，銅制立方體形式的蓄熱器16與電路板12連接。在此，該蓄熱器可以布置在 電路板12的與功率開關(guān)14所布置的相同的一側(cè)，并且/或者布置在電路板12的背對(duì)功率 開關(guān)14的一側(cè)。所述蓄熱器16與功率開關(guān)14隔開布置并且通過導(dǎo)熱體18和/或?qū)w電 路20與功率開關(guān)14進(jìn)行熱連接，其中功率開關(guān)切換汽車雨刷設(shè)備的沒有示出的驅(qū)動(dòng)單元。 在功率開關(guān)14突然放熱時(shí)，大部分所產(chǎn)生的熱量能夠快速散發(fā)到蓄熱器16上，從而能夠?qū)?功率開關(guān)14的尺寸設(shè)計(jì)得如此小，使得功率開關(guān)14能夠設(shè)計(jì)成更高歐姆的并且由此設(shè)計(jì) 成成本更低廉的。
權(quán)利要求
用于觸發(fā)汽車雨刷設(shè)備的驅(qū)動(dòng)單元的功率電路，該功率電路具有用于觸發(fā)驅(qū)動(dòng)單元的功率開關(guān)(14)，其特征在于，用于接收在驅(qū)動(dòng)單元卡住的情況下積累在功率開關(guān)(14)中的熱量的蓄熱器(16)與所述功率開關(guān)(14)進(jìn)行熱連接。
2.按權(quán)利要求1所述的功率電路，其特征在于，所述蓄熱器(16)主要由金屬材料制成。
3.按權(quán)利要求1或2所述的功率電路，其特征在于，所述蓄熱器(16)具有緊湊的實(shí)心 成形的幾何形狀。
4.按權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的功率開關(guān)，其特征在于，所述蓄熱器(16)基本上 是方形的。
5.按權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的功率開關(guān)，其特征在于，所述蓄熱器(16)具有比 功率開關(guān)(14)的平均的導(dǎo)熱能力更高的導(dǎo)熱能力。
6.按權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的功率電路，其特征在于，所述蓄熱器(16)能夠通 過補(bǔ)焊、尤其積聚焊料來制造。
7.按權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的功率電路，其特征在于，所述功率開關(guān)(14)和所 述蓄熱器(16)與共同的電路板(12)連接，并且尤其所述功率開關(guān)(14)通過電導(dǎo)線(20) 與蓄熱器(16)連接。
8.按權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的功率開關(guān)，其特征在于，所述功率開關(guān)(16)具有 場(chǎng)效應(yīng)晶體管，尤其是M0SFET。
9.按權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的功率開關(guān)，其特征在于，設(shè)置了表明驅(qū)動(dòng)單元卡住 的信號(hào)線路，其中尤其能夠根據(jù)蓄熱器(16)的溫度用信號(hào)加載所述信號(hào)線路。
10.用于運(yùn)行汽車雨刷設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置具有用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)雨刷器的 驅(qū)動(dòng)單元以及與驅(qū)動(dòng)單元連接的按權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的用于觸發(fā)驅(qū)動(dòng)單元的功 率電路(10)。
全文摘要
用于觸發(fā)汽車雨刷設(shè)備的驅(qū)動(dòng)單元的功率電路(10)具有用于觸發(fā)驅(qū)動(dòng)單元的功率開關(guān)(14)。按本發(fā)明，用于接收在驅(qū)動(dòng)單元卡住的情況下積累在功率開關(guān)(14)中的熱量的蓄熱器(16)與功率開關(guān)(14)進(jìn)行熱連接。在功率開關(guān)(14)突然放熱時(shí)，大部分所產(chǎn)生的熱量能夠快速散發(fā)到蓄熱器(16)上，從而能夠?qū)⒐β书_關(guān)(14)的尺寸設(shè)計(jì)得較小，并且功率電路(10)實(shí)現(xiàn)了高歐姆的功率開關(guān)(14)的使用。
文檔編號(hào)H01L23/36GK101904000SQ200880121476
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者G·米肯費(fèi)爾德, S·波利 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司