本發(fā)明涉及一種模塊化構(gòu)建的電氣設(shè)備，其具有電氣的功率模塊和用于電氣地控制該功率模塊的電氣的控制模塊，其中，所述功率模塊和控制模塊具有相互連接的或者能相互連接的殼體，所述殼體具有由金屬和塑料制成的外部的殼體表面。

背景技術(shù)：

模塊化構(gòu)建的電氣設(shè)備對于多種應(yīng)用情況來說是適合的并且是有利的。在此，設(shè)備由多個單獨(dú)制造的設(shè)備組件(模塊)組裝而成。模塊化構(gòu)建的其中一個優(yōu)點(diǎn)在于，各個設(shè)備組件能夠以多個變型方案設(shè)計，這些設(shè)備組件接著能不同類型地相互組合。

同樣有利的是，電氣設(shè)備能夠劃分成能相應(yīng)地良好地屏蔽干擾因素的單獨(dú)的結(jié)構(gòu)單元，所述電氣設(shè)備帶有具有明顯不同的電學(xué)特性的組件(例如高頻部件和低頻部件或者功率部件和控制部件)，這些組件會相互干擾影響。

由德國實(shí)用新型文獻(xiàn)DE 20 2005 014 761 U1已知一種模塊化構(gòu)建的、用于電池的電氣的充電設(shè)備，該充電設(shè)備具有至少一個功率模塊，所述功率模塊能與其它功率模塊或者與另外的充電設(shè)備組件連接。不過，對于具體的結(jié)構(gòu)上的構(gòu)造方式來說由該文獻(xiàn)僅得知少量細(xì)節(jié)。

功率模塊通常處理和切換相對較高的電流強(qiáng)度和/或功率，其中，可能產(chǎn)生功率大的和寬頻的干擾脈沖。

反之，對于控制模塊來說典型的是相對低的電壓和電流強(qiáng)度以及高的切換頻率和相對復(fù)雜地構(gòu)建的電路。來自功率模塊的干擾脈沖可以在這樣的控制模塊中混入妨礙控制模塊的功能的電壓。干擾脈沖的傳輸和混入可以通過使用金屬殼體阻止。不過，將電氣設(shè)備的所有模塊完全封裝在封閉的金屬殼體中導(dǎo)致構(gòu)建的花費(fèi)相當(dāng)高并且相當(dāng)困難。

由文獻(xiàn)DE 101 62 600 A1已知一種用于電氣設(shè)備的殼體裝置，該殼體裝置具有兩個相互連接的殼體部件，其中一個殼體部件由塑料制成并且另一個殼體部件由金屬制成。在所述殼體部件之間夾緊一個電路板，該電路板具有金屬化的表面。該金屬化的表面與金屬的殼體部件一起構(gòu)造為法拉第籠，該法拉第籠為設(shè)置在其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)元件屏蔽外部的輻射干擾。在這樣形成的封閉的金屬殼體內(nèi)部設(shè)置對輻射干擾敏感的構(gòu)件。功率部件放置在電路板的另一側(cè)上，該側(cè)被塑料殼體包圍。干擾脈沖穿過功率構(gòu)件的可能的輻射不是該文獻(xiàn)的主題。

由塑料制成的殼體側(cè)面能夠增大設(shè)備殼體的體積，而在此不會過分提高設(shè)備的重量。因此，所描述的殼體裝置具有由不同的材料制成的殼體部件，但是在功能單元方面未示出模塊化的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗械碾姎鈽?gòu)件都布置在由兩個殼體部件保持的印刷電路板上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種模塊化構(gòu)建的設(shè)備，該模塊化構(gòu)建的設(shè)備的特征在于良好的電磁兼容性和相對較低的重量，并且該設(shè)備具有相對簡單并且成本低廉的結(jié)構(gòu)。

按照本發(fā)明，該任務(wù)通過如下方式解決，即，控制模塊的殼體構(gòu)造為由塑料制成的空心體，該空心體具有敞開的側(cè)面，該側(cè)面由金屬板封閉，功率模塊的殼體構(gòu)造為由金屬制成的空心體，該空心體具有敞開的側(cè)面，并且在控制模塊的殼體和功率模塊的殼體接合之后，布置在控制模塊上的金屬板封閉功率模塊的殼體的敞開的側(cè)面。

按照本發(fā)明地構(gòu)造的電氣設(shè)備具有功率模塊和控制模塊作為可區(qū)分的模塊組件，其中，控制模塊的構(gòu)件布置在塑料殼體中，該塑料殼體由金屬板封閉?？刂颇K的通常高度復(fù)雜的電路組件通過封閉的殼體已經(jīng)在裝配階段中良好地得到保護(hù)以免受環(huán)境的影響。

從屬于功率模塊的結(jié)構(gòu)元件裝配在構(gòu)造為金屬的空心體的殼體中并且相互電氣連接。功率模塊的殼體側(cè)面在裝配結(jié)構(gòu)元件之后首先保持敞開。只有在功率模塊與控制模塊接合時，功率模塊的敞開的殼體側(cè)面才通過布置在控制模塊的殼體上的金屬板封閉。在此，金屬板的形狀和大小優(yōu)選恰好如此大地進(jìn)行選擇，從而使得金屬板在接合到功率模塊上時齊平地封閉功率模塊的敞開的殼體側(cè)面。

附圖說明

本發(fā)明的兩個實(shí)施例在附圖中粗略地示出并且以下借助于附圖更詳細(xì)地進(jìn)行闡述。圖1和圖2分別示出模塊化構(gòu)建的設(shè)備的一構(gòu)造方式。圖3將控制模塊作為單獨(dú)部件示出。

具體實(shí)施方式

圖1示出了按照本發(fā)明的模塊化構(gòu)建的設(shè)備10a的第一實(shí)施例。設(shè)備10a包括功率模塊1a和控制模塊2，它們的殼體3a、4通過多個螺紋連接部9相互固定。與功率模塊1a的殼體3a不同，控制模塊2的殼體4透明地示出，從而可以看到布置在控制模塊殼體4內(nèi)部的印刷電路板15連同(在這里未詳細(xì)說明的)電子結(jié)構(gòu)元件16，兩者共同構(gòu)造為控制電子器件11。

控制電子器件11用于電氣地控制安裝到功率模塊殼體3a中的功率電子器件，該功率電子器件在附圖中未被繪出。在控制模塊2和功率模塊1a之間的電連接通過在圖3中示出的插塞連接器7進(jìn)行，該插塞連接器布置在控制模塊2的下側(cè)面上。功率模塊1a可以通過安裝在功率模塊殼體3a的外側(cè)上的接頭插塞器5與其周圍的電氣設(shè)施連接。

此外，控制電子器件11與布置在控制模塊殼體4上的接口接頭6的觸點(diǎn)元件電連接。控制電子器件11可以通過接口接頭6與環(huán)境交換信號或者數(shù)據(jù)，和/或由外部供給電壓。

在功率模塊1a的殼體和控制模塊2的殼體3a、4之間的機(jī)械的連接部傾斜于功率模塊1a的底面17延伸。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備10a的在整體上大致方形的結(jié)構(gòu)，控制模塊殼體4具有大致楔形的縱向輪廓。該幾何造型能實(shí)現(xiàn)：在控制模塊2的側(cè)面上提供用于安裝接口接頭6的足夠空間并且在此同時使控制模塊殼體4的體積保持相對較小。

此外，控制模塊殼體4的楔形的結(jié)構(gòu)形式有利于印刷電路板15的簡單的裝配，更確切地說特別是當(dāng)接口接頭6的觸點(diǎn)直接連接在印刷電路板15上時。在此，控制模塊殼體4的較低的后壁使得將印刷電路板15推入到控制模塊殼體4中更容易。

因此，控制模塊2的這種的楔形的構(gòu)造方式是有利的，但是對于本發(fā)明的實(shí)施方式來說當(dāng)然不是強(qiáng)制規(guī)定。

如已經(jīng)提到的那樣，功率模塊殼體3a包含在這里未被繪出的功率電子器件。該電子器件除了功率半導(dǎo)體之外也可以具有扼流圈(Drossel)、變壓器或者類似的構(gòu)件，以及用于導(dǎo)出這些組件的電損耗熱量的冷卻體。這些構(gòu)件的尺寸主要取決于轉(zhuǎn)換的有效功率以及損耗功率，從而功率模塊的預(yù)先規(guī)定的功率轉(zhuǎn)換共同確定功率模塊殼體3a的尺寸。

與此相應(yīng)地，圖2示出了另一個模塊化構(gòu)建的電氣設(shè)備10b，該電氣設(shè)備設(shè)計用于更高的功率轉(zhuǎn)換并且因此具有與在圖1中繪出的設(shè)備10a相比更大的功率模塊殼體3b。

對于兩個在圖1和圖2中示出的功率模塊1a和1b來說，有利地可以分別使用相同地構(gòu)造的控制模塊2。由此，電氣設(shè)備10a、10b對于不同的功率轉(zhuǎn)換的匹配相應(yīng)地僅涉及功率模塊1a、1b的構(gòu)造，而控制模塊2的構(gòu)造可以保持不變。于是，控制模塊2能夠以一致的構(gòu)造方式以較大的件數(shù)特別成本低廉地制造。

在相同地構(gòu)造的控制模塊2和大小不同的功率模塊1a、1b之間的一致的機(jī)械連接以簡單的方式通過如下方式實(shí)現(xiàn)，即，功率模塊1a、1b的殼體3a、3b僅在它們沿豎直方向的尺寸方面不同，從而設(shè)備10a和10b的整個結(jié)構(gòu)除了不同的結(jié)構(gòu)高度之外在外觀上是相同的。

圖3示出了單獨(dú)示出的控制模塊2的下側(cè)面。這里可看到金屬板8，多個螺栓12的端部區(qū)段由該金屬板伸出。引導(dǎo)螺栓12相應(yīng)地穿過在控制模塊殼體4上的旋緊搭板14并且之后穿過在金屬板8中的穿孔。在組裝電氣設(shè)備10a或者10b時，螺栓12的端部區(qū)段旋入到在功率模塊殼體3a或者3b上成型的螺栓套筒13中。在接合到功率模塊殼體3a、3b上之前，金屬板8已經(jīng)可以預(yù)裝配在控制模塊殼體4上，例如通過在圖中未示出的夾子連接部(Klipsverbindung)預(yù)裝配在控制模塊殼體上。

在旋緊在一起之后建立了在圖1或者圖2中示出的裝配狀態(tài)?？刂颇K2和所使用的功率模塊1a、1b通過(在需要時也能再次脫開的)螺紋連接部9相互固定地連接。金屬板8現(xiàn)在精確地處于控制模塊2和功率模塊1a、1b之間，并且因此防輻射干擾地封閉兩個模塊殼體3a或3b、4的開口。

在此，特別有利的是，功率模塊1a、1b的構(gòu)件現(xiàn)在完全被金屬面包圍，由此實(shí)現(xiàn)了功率模塊1a、1b的所有構(gòu)件的防輻射干擾的封裝(Einkapselung)。對此的例外僅僅是在插塞連接器7的部位處的很小的區(qū)域，該區(qū)域?qū)τ诮⒃诳刂颇K2和功率模塊1a、1b之間的電連接來說是必需的。為此，插塞連接器7在殼體3a或3b、4的接合之前與在功率模塊1a、1b上互補(bǔ)地構(gòu)造的對應(yīng)插塞連接器或者與相應(yīng)地成型的插塞耦聯(lián)器插接在一起。通過插塞連接器7的適當(dāng)?shù)乇黄帘蔚膶?shí)施方式也可以使在模塊1a、1b、2之間的插塞連接器上的輻射干擾射入保持得非常小。

在所述實(shí)施例中示出的電氣設(shè)備10a、10b例如可以構(gòu)造為充電設(shè)備，該充電設(shè)備在電驅(qū)動的車輛的車載板(Bord)上使用。

附圖標(biāo)記列表：

1a、1b 功率模塊

2 控制模塊

3a、3b 功率模塊殼體

4 控制模塊殼體

3a、3b、4 殼體(接合在一起)

5 接頭插塞器

6 接口接頭

7 插塞連接器

8 金屬板

9 螺紋連接部

10a、10b 設(shè)備

11 控制電子器件

12 螺栓

13 螺栓套筒

14 旋緊搭板

15 印刷電路板

16 結(jié)構(gòu)元件

17 底面