使用带绝缘体层和导电迹线的基底板的调压器及方法技术

一种调压器包括调压器主体以及由该主体承载的连接器，该连接器与由该调压器所控制的设备相连接。基底板被容纳在调压器主体的板容纳腔内，并且包括金属基层、该金属基层上的绝缘体层、以及在该绝缘体层上并定义一印刷电路图案的电路层。有源和无源调压器部件被安装在基底板上并由印刷电路图案互连以形成调压电路。诸如导电管脚等端子连接被固定至基底板、在工作上连接至被选的有源和无源部件、并且从基底板中伸出用以互连调压器主体承载的连接器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及调压器，尤其涉及用于控制由在船舶、汽车或机车充电系统中使用的发电机或交流发电机提供的电压和电流的调压器。
技术介绍
用于汽车、卡车、机车或船只的充电系统通常包括带有适当绕组、电枢及定子部件的交流发电机或发电机。调压器调节充电电压和输出电流以在会造成压降和其他工作问题的变化负载期间提供一致的交流发电机或发电机工作。市场上可购买到许多不同的调节器设计，包括分立式晶体管、使用专用集成电路(ASIC)的定制集成电路系统、或者为一特定类型的应用定义一特定功能的硬连线电路。这些调压器通常要求使用散热器以便将热量带离通常被安装在常规印刷电路板(PCB)或印刷接线板(PWB)中的有源和无源调压器部件。散热器将由调压器工作产生的多余热量辐射至大气或安装系统。这些不必要的热量在集成电路(IC)结点处产生或由构成调压器的其他有源部件产生。如果没有适当地带走产生的热量，这些热量就会损害或损坏调压器。在某些情况下，热量可能会过多，以致于因为调压器接近汽化器、燃料管线或其他可燃物质或设备而起火。这一问题在空间最小，而包括发动机、充电系统、燃料输送系统和其他部件的许多运载工具部件以及相关联的运载工具系统都被彼此十分接近地排列的情况下尤为严重。同样地，用于大多数市场上可购买到的调压器的设计性能规范假设使用了适当的散热。为了确保适当的热量从调压器流入散热器，有时可以用通风(包括风扇或其他冷却技术)来降低周围温度。这会增加设计成本和噪音，并且可能不符合最初的设计规范。还可以通过降低系统工作功率来降低周围热量，但这并总是恰当的选择，因为在峰值负载要求下，调压器无法恰当地调节电压和/或电流。还可以选择包括任何集成电路在内的额定电流更高的有源和无源部件。这样也会增加成本并通常要求更大容量的调压器，而这在某些情况下是不可接受的设计选择。典型的商用散热器包括Thermalloy、Wakefield、IERC、Staver、TO-204AΔ、TO-204AB、TO-226AA以及已应用于调压器设计的类似的市场上可购买到的散热器。人们相信现有技术已经提出了一些解决方案，例如由俄克拉荷马州俄克拉荷马城的Unit Parts出售的用于CS130交流发电机的调压器，该调压器使用一种基底板，该基底板具有构成印刷电路图案的导电迹线、绝缘体层以及用作散热器的铜基层。在调压器主体内形成的引线框组件包括直接附连至基底板以连接电路板上的部件或电路图案的内部端子。并不认为该结构是恰当的，因为引线框部件的直接连接对汽车工具而言过于昂贵且难以制造，并且需要高容限。专利技术概述由此，本专利技术的一个目的是提供一种与使用标准印刷接线(或电路)板或厚膜陶瓷的现有技术的调压器相比工作温度更低、工作寿命更长并更为坚固耐用的调压器。本专利技术的另一个目的是提供一种无需使用大型散热器的调压器。本专利技术的又一个目的是提供一种板尺寸更小、功率密度更高、工作温度更低并且互连数更少的调压器。本专利技术的再一个目的是提供一种使用表面安装技术的调压器。本专利技术涉及一种控制由发电机或交流发电机提供的电压和电流，并包括容纳在调压器主体上的基底板的调压器。该基底板使热阻抗最小、比标准印刷接线板更为高效和有效地传导热量、并且在机械上比现有技术的调压器中常用的厚膜陶瓷和直接接合铜构造更为坚固。该基底板被安放在调压器主体上，并被构造成金属基层、该金属基层上的绝缘体层以及在该绝缘体层上并定义一印刷电路图案的电路层。有源和无源调压器部件被安装在该基底板上并由印刷电路图案互连以形成调压电路。调压器主体上载有连接器，并且这些连接器适用于与由调压器控制的包括运载工具的其他部件在内的设备相连接。端子连接固定于基底板，并且工作上与被选的有源和无源部件或印刷电路图案相连接、从基底板中伸出并且与调压器主体上载有的连接器互连。调压器主体包括其中容纳基底板的板容纳腔。绝缘体材料通常填充该板容纳腔并且覆盖基底板以及有源和无源调压器部件。调压器主体还可包括其上固定有该基底板的金属基的金属表面。在本专利技术的另一个方面，调压器主体上载有导线端子并且这些导线端子连接至各端子连接并形成接线线束。调压器主体可被构造成整体形成的金属外壳，或者调压器可以包括由带导体的绝缘体材料构成的引线框组件，其中该导体嵌入在引线框组件内并且与端子连接相连接。在本专利技术的这一方面，端子连接可以是与嵌入的导体的内部端子相连的导体管脚。在本专利技术的另一个方面，调压器主体被构造成整体成形的一片式金属外壳，并可被配置成用于安装在包括船只、汽车或机车在内的动力驱动运载工具上。有源和无源调压器部件可以是表面安装部件并且可通过回流焊接粘附至基底板。导电基底的金属基层通常由铜或铝构成，并且在本专利技术的一个方面中优选地由铝构成。焊料连接固定电路层上的有源和无源调压器部件的至少一部分。铝基层的热膨胀系数能使焊接疲劳最小并能增强热扩散。这一铝基层的厚度在一个非限制性示例中可以是约0.020至0.125英寸。该调压器作为非限制性示例可以适用于船舶发动机系统应用、机车系统应用、A电路(低侧)运载工具系统应用、B电路(高侧)运载工具系统应用以及永磁体应用。相同的制造技术甚至还可以应用于在磁拾取运载工具系统应用中使用的点火模块。还公开了一种形成根据本专利技术的调压器的方法。附图简述本专利技术的其他目的、特征和优点在如下根据附图的本专利技术详细描述中将变得显而易见，在附图中附图说明图1是一种包括整体成形金属外壳的船舶应用中使用的调压器的分解立体图，并且该图示出了位于该外壳内的基底板以及该外壳承载的用来与作为从基底板中伸出的导体管脚的端子连接相连的导线。图2是示出了位于外壳内的基底板以及焊至导电管脚的导线端子的图1调压器的立体图。图3是图2所示的调压器的俯视图，并且该图详细示出了连接至导电管脚的导线端子。图4是与图2所示的视图相类似但是示出了填充了外壳的板容纳腔并覆盖基底板以及有源和无源部件的绝缘体材料的调压器的立体图。图4A-4D是图1-4所示的通常在船舶应用中使用的调压器的其他实施例的平面图，但是这些平面图示出了不同的插头构造。图5是本专利技术的基底板的一个示例的截面图。图6是图1-3所示的基底板的俯视图，并且该图示出了印刷电路图案以及互连的有源和无源部件。图7是图6所示的基底板的放大立体图，并且该图更详细地示出了表面安装并通过焊接固定的各个有源和无源部件。图8是在CS130系列及类似的交流发电机中使用的本专利技术调压器的另一示例的分解立体图，并且该图示出了基底板、板容纳腔以及腔盖。图9是图8所示的调压器的立体图，并且该图示出了容纳在板容纳腔内的基底板。图10是图9的调压器的一部分的放大立体图，并且该图示出了容纳在板容纳腔内的基底板以及弯曲并连接至引线框组件的内部端子的导电管脚。图11是用于A电路(低侧)调压系统的本专利技术的调压器的另一示例，并且该图示出了基底板与引线框组件内的板容纳腔的关系。图12是图11所示的调压器的俯视图。图13是图11所示的调压器的另一立体图，并且该图示出了填充物插入在基底板和形成刷状外壳的引线框组件之间的位置。图14是基底板的俯视图，并且该图示出了用于不同的有源和无源部件的个电路布局的示例。图15是用于磁性拾取点火系统的点火模块的一个示例的分解立体图，并且该图示出了基底板相对于在引线框组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制由发电机或交流发电机提供的电压和电路的调压器，包括：调压器主体；连接器，所述连接器由所述调压器主体承载并且适用于连接至由所述调压器控制的设备；基底板，所述基底板被容纳在所述调压器主体上，并且包括金属基层、所述金属基层上的绝缘体层、以及在所述绝缘体层上并定义一印刷电路图案的电路层；有源和无源调压器部件，所述有源和无源调压器部件被安装在所述基底板上。并由所述印刷电路图案互连以形成调压电路；以及端子连接，所述端子连接被固定至所述基底板、在工作上与被选的有源和无源部件或印刷电路图案相连接、从所述基底板中伸出并互连由所述调压器主体承载的所述连接器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M德弗罗尔，G莫里塞特，RL勃朗宁，
申请(专利权)人：威特锐同仁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]