[发明专利]功率电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于触发汽车雨刷设备的驱动单元的功率电路，借助于该功率电路例如能够控制雨刷器的运动。

背景技术

由WO 00/46082公开了一种用于触发汽车雨刷设备的驱动单元的功率电路。为了触发该驱动单元设置了功率开关。

在这种功率电路中，必须如此设计所述功率开关的尺寸，使得其即使在驱动单元卡住时、例如当雨刷器在冬天冻结在有待擦拭的玻璃上时也不会发生故障。为了在驱动单元卡住的情况下能够可靠地承受突然出现的功率峰值而不会发生故障，所述功率开关有意识地进行过度设计，使得该功率开关具有相应低欧姆的电阻。这引起了制造成本的提高。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于触发汽车雨刷设备的驱动单元的功率电路，该功率电路实现了高欧姆的功率开关的使用。

该任务的解决方案按本发明由权利要求1所述特征实现。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中得到描述。

按本发明的用于触发汽车雨刷设备的驱动单元的功率电路具有用于触发驱动单元的功率开关，该功率开关与蓄热器进行热连接，该蓄热器用于接收在驱动单元卡住的情况下积累在功率开关中的热量。

通过该蓄热器能够散发出在功率开关中突然出现的热量并且尤其与功率开关隔开地存储所述热量。在此，利用这样的认识，即在驱动单元卡住的情况下由热量引起功率开关的显著负载并且所述功率开关的尺寸取决于在卡住情况下最大出现的温度。通过所述蓄热器能够降低功率开关中最大出现的温度，使得所述功率开关的尺寸能够设计得较小并且该功率电路实现了高欧姆的功率开关的使用，由此降低了功率电路的制造成本。

此外，通过所述蓄热器不需要仅仅通过自然的对流来实现功率开关中所需要的温度降低，从而不需要安置在功率开关上的冷却体。与冷却体相比较，能够通过蓄热器更快地实现温度降低，从而已经能够提早地散发出热量并且实现更低的最大温度。也不需要仅仅通过连接的导线和/或电路板来散发热量，该导线和/或电路板具有明显更小的导热能力和/或热容，从而通过蓄热器能够更快地散发出功率开关的更多的热量。在确定的温度下每单位时间的热能的平均的热功率通过蓄热器尤其与能够由导线和电路板散发出的热功率相比大了一个因数f，其中对于因数f，f≥1.2，尤其f≥1.8，优选f≥2.5并且特别优选f≥4.0。此外，与功率开关热连接的蓄热器散发出了由功率开关的欧姆电阻引起的热量。尤其所述功率开关的变热明显更慢，从而在功率开关会具有临界温度之前例如能够由监控软件用合适的传感机构及时地探测到所述驱动单元的卡住，因为在功率开关的温度较低时就已经能够进行紧急切断。

优选所述蓄热器主要由金属材料制成，从而能够特别快速地实现热量传送到蓄热器的内部。这导致热量在蓄热器中更好的分布，从而所述蓄热器的平均外部温度上升得相应更慢，并且在驱动单元卡住的情况下将功率开关到蓄热器的大的温度落差保持特别长的时间。所述蓄热器尤其基本上由铜或者铜合金制成。

所述蓄热器尤其具有紧凑的实心成形的几何形状，由此该蓄热器的各个部分区域具有相互间良好的热接触。这简化了蓄热器内部的热量分布，从而避免高的外部温度。额外地避免了与蓄热器其余区域相比具有高的热量输送流的瓶颈。

所述蓄热器特别优选的是基本上方形的，由此实现了可以容易制造的紧凑的结构形式，该结构形式能够特别简单地在与功率开关热接触的情况下布置在共同的电路板上。

所述蓄热器尤其具有比功率开关的平均导热能力更高的导热能力。由于蓄热器的更高的导热能力能够将热量特别快速地从功率开关导向蓄热器。

蓄热器尤其能够通过补焊、尤其积聚焊料来制成。这实现了特别简单的制造，方法是例如能够在将所需要的电导线焊接到电路板上时通过以下方法产生所述蓄热器，即确定的位置多次设置导体电路，从而产生多层导体电路，该导体电路构成了实心的并且紧凑的蓄热器。

所述功率开关和蓄热器优选与共同的电路板连接，并且该功率开关尤其通过电导线与蓄热器连接。由此，所述电导线能够同时承担作为导热体的功能并且将在功率开关中产生的热量传向优选隔开布置的蓄热器。不需要蓄热器和功率开关之间绝缘的连接。此外，电路板本身能够接收一部分热量并且通过其较大的表面借助于自然的对流散发到周围环境中。

所述功率开关尤其可以具有场效应晶体管，尤其是MOSFET。由此能够构成成本更低廉的功率开关。与两级的晶体管相反，尤其能够提供具有正温度系数的功率开关，该功率开关在驱动单元卡住的情况下在电流太高时变热并且获得高欧姆的电阻。这引起了自动地限制电流直到功率开关再次冷却，其中热连接的蓄热器阻止了太强烈的变热。