本發(fā)明涉及一種電路板，具有埋入電路板中的大電流導(dǎo)體道路/大電流印制導(dǎo)線。

背景技術(shù)：

這類電路板是已經(jīng)公知的，其也被稱作是高壓電路板(hv-pcb)。其與傳統(tǒng)的、設(shè)計用于低壓使用方案的電路板的區(qū)別之處在于，埋入電路板中的大電流導(dǎo)體道路被設(shè)置用于傳導(dǎo)有效電流強度通常大于100安培的大電流。

但如果需要精確監(jiān)控該電流強度，則需要額外的測量裝置和連接在其下游的信號處理裝置，其中，信號處理裝置由于電磁兼容性原因通常被布置在單獨的低壓電路板上。這需要非常大的結(jié)構(gòu)空間，而尤其是在具有用于驅(qū)動裝置的高壓車載電網(wǎng)的機動車中，僅有小范圍的結(jié)構(gòu)空間可供使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的目的是，針對高壓使用方案提供一種相比之下改進的、尤其是節(jié)省結(jié)構(gòu)空間的電路板。

為實現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明在開頭所述類型的電路板中規(guī)定，所述大電流導(dǎo)體道路被布置在電路板的高壓區(qū)段中，設(shè)有與高壓區(qū)段間隔開的低壓區(qū)段，該低壓區(qū)段包括將低壓區(qū)段與高壓區(qū)段相互屏蔽的兩個屏蔽層和埋入在屏蔽層之間的信號處理裝置。

本發(fā)明基于的考慮是，向一件式的電路板中既集成具有大電流導(dǎo)體道路的高壓區(qū)段、又集成額外的低壓區(qū)段，該低壓區(qū)段屏蔽式地接納電磁高敏的信號處理裝置。因此在根據(jù)本發(fā)明的電路板的使用方案中可以放棄單獨的、彼此間隔開布置的低壓電路板。尤其是在汽車領(lǐng)域中可以用根據(jù)本發(fā)明的電路板替換迄今使用的結(jié)構(gòu)空間密集型的匯流排布置結(jié)構(gòu)、即所謂的匯流條(busbars)。有利的是，因此在確保電磁兼容性的同時實現(xiàn)了大電流導(dǎo)體道路和信號處理裝置的特別節(jié)省結(jié)構(gòu)空間的布置。電路板此外能夠靈活適配于項目特有的和/或用途特定的布置結(jié)構(gòu)，以及可以成本低地批量制造。

低壓區(qū)段和高壓區(qū)段在此尤其表示在電路板的長度和寬度上無交疊和/或不連續(xù)的區(qū)段。電路板本身還具有例如由環(huán)氧化物制成的電絕緣的載體。

所述合適的、由導(dǎo)電良好的材料、尤其是銅制成的大電流導(dǎo)體道路的特征例如在于，其被設(shè)計用于傳導(dǎo)有效電流強度為至少100a、優(yōu)選至少150a的電流。該大電流導(dǎo)體道路能夠例如具有至少1mm2、優(yōu)選至少2mm2的橫截面積，和/或至少2mm、優(yōu)選至少4mm的寬度，和/或至少0.2mm、優(yōu)選至少0.5mm的厚度。電路板還可以具有至少一個附加的被埋入的大電流導(dǎo)體道路，其中，大電流導(dǎo)體道路能夠被埋入到高壓區(qū)段的不同層中。

低壓區(qū)段的特征尤其在于，沿電路板的豎直方向設(shè)有第一屏蔽層、載體和第二屏蔽層，其中，在載體的缺口內(nèi)布置有信號處理裝置。屏蔽層因此在信號處理裝置上方和下方并且從載體的鄰接于信號處理裝置的區(qū)域出發(fā)分別沿電路板的縱向和橫向延伸。屏蔽層可以尤其覆蓋載體的表面區(qū)段。但也可以想到，屏蔽層被完全或部分埋入載體中。屏蔽層優(yōu)選由導(dǎo)電良好的材料、尤其是銅制成，從而達到良好的電磁屏蔽。有利的是，屏蔽層能夠與參考電位電容耦合或電流耦合。當(dāng)然，電路板可以具有至少局部遮蓋載體表面和/或屏蔽層的絕緣的漆層。

有利的是，所述信號處理裝置被與大電流導(dǎo)體道路電流隔斷地/直流隔斷地間隔開。換句話說，在大電流導(dǎo)體道路與信號處理裝置之間沿電路板的縱向和橫向的最小間距這樣選擇，使得確保充分的電流退耦(galvanischeentkopplung)。在信號處理裝置與大電流導(dǎo)體道路之間的間距可以例如至少為4mm，由此典型地實現(xiàn)在直至400v的電位差時的電流隔斷。

在根據(jù)本發(fā)明的電路板中此外優(yōu)選的是，設(shè)有至少局部地埋入所述低壓區(qū)段內(nèi)的、與信號處理裝置觸點接通的測量導(dǎo)體道路/測量印制導(dǎo)線，該測量導(dǎo)體道路能夠或已經(jīng)與用于測量沿大電流導(dǎo)體道路的電流強度的至少一個測量器的、為信號處理裝置提供測量信號的輸出端導(dǎo)電連接。測量導(dǎo)體道路可以沿其中也埋入信號處理裝置的相同層延伸，并且可以被設(shè)計用于傳導(dǎo)具有在1μv至10mv數(shù)量級中的電平的測量信號。因此測量導(dǎo)體道路必須具有非常小的導(dǎo)體橫截面積。至少一個或所有測量導(dǎo)體道路在此也可以在低壓區(qū)段對面、即尤其是還在電路板的被屏蔽層所屏蔽的區(qū)域外沿大電流導(dǎo)體道路的方向延伸。

此外有利的是，所述大電流導(dǎo)體道路是中斷的，其中，在大電流導(dǎo)體道路上設(shè)有用于連接由測量器所造成的中斷部的第一連接端，在測量導(dǎo)體道路上設(shè)有用于測量器的輸出端的第二連接端。在第一連接端上因而還可以將測量器閉合在大電流導(dǎo)體道路中，該測量器獲取沿大電流導(dǎo)體道路的電流強度。第二連接端可以被設(shè)計為從測量導(dǎo)體道路通至載體表面的金屬化通孔(vias)。測量器本身在第一連接端上可以例如通過焊接固定在電路板上。替代或補充地可以規(guī)定，測量器被埋入高壓區(qū)段中，測量器的輸出端與測量導(dǎo)體道路連接。

在具有測量電路的電路板中，所述測量器優(yōu)選是分路電阻/并聯(lián)電阻或霍爾傳感器。尤其是分路電阻非常適合埋入載體中。

有利的是，信號處理裝置在根據(jù)本發(fā)明的電路板中被設(shè)計為集成電路，尤其是設(shè)計為專用集成電路(asic)。該集成電路尤其實現(xiàn)對測量器所提供的測量信號的分析處理功能并且能夠以本身已由現(xiàn)有技術(shù)公知的方式埋入電路板中。

在本發(fā)明的一種有利的改進方案中額外可以提出，所述高壓區(qū)段具有另外的、將大電流導(dǎo)體道路至少局部地與電路板的周圍環(huán)境相互屏蔽的屏蔽層。尤其是大電流導(dǎo)體道路以類似于信號處理裝置的方式布置在高壓區(qū)段的屏蔽層之間，從而抑制向外的電磁波輻射。這樣改進了整個電路板相對于其周圍環(huán)境的電磁兼容性，從而在合適地布置屏蔽層時能夠放棄額外的用于接納和屏蔽傳統(tǒng)電路板或之前提到的匯流排的導(dǎo)電的殼體。

在根據(jù)本發(fā)明的電路板中，最后還特別優(yōu)選的是，所述電路板至少在高壓區(qū)段中具有彎曲部。電路板具有至少為10°、優(yōu)選至少為30°、特別優(yōu)選至少為45°的彎曲部。傳統(tǒng)的用于低壓使用方案的、具有這種彎曲部的電路板(所謂的3d-pcb)原則上已經(jīng)公知，所以能夠?qū)Ω鶕?jù)本發(fā)明的電路板使用相應(yīng)的制造工藝。通過彎曲部可以使得電路板適配于其安裝環(huán)境，從而正是在緊湊的裝入情況時能夠節(jié)省額外的結(jié)構(gòu)空間。

此外，本發(fā)明涉及一種機動車，其具有：根據(jù)本發(fā)明的電路板；與電路板的大電流導(dǎo)體道路導(dǎo)電連接的高壓部件；和控制裝置，該控制裝置與信號處理裝置的輸出端連接。

所述高壓部件優(yōu)選是高壓電池或高壓電池模塊。電路板例如可以安裝在電池接線盒中。高壓電池或高壓電池模塊尤其用于為機動車的驅(qū)動裝置供電。

根據(jù)本發(fā)明的電路板的全部實施方案都可以類似地轉(zhuǎn)用于根據(jù)本發(fā)明的機動車，從而能夠隨之實現(xiàn)之前所述優(yōu)點。

附圖說明

本發(fā)明的其它細節(jié)和優(yōu)點由下面所述實施例以及借助附圖得出。附圖為示意圖并且示出：

圖1根據(jù)本發(fā)明的電路板的透視圖；

圖2沿線ii-ii穿過圖1中所示電路板的剖面圖；

圖3另一根據(jù)本發(fā)明的電路板的透視圖，在該電路板中，大電流區(qū)段具有額外的屏蔽層；

圖4另一根據(jù)本發(fā)明的電路板的透視圖，該電路板具有彎曲部；和

圖5根據(jù)本發(fā)明的機動車的原理圖。

具體實施方式

圖1示出電路板1的不按照比例尺的透視圖，該電路板具有由電絕緣材料制成的載體2，其中，電路板1具有高壓區(qū)段3以及不與該高壓區(qū)段相交的低壓區(qū)段4。

在高壓區(qū)段3范圍內(nèi)分布有大電流導(dǎo)體道路5，該大電流導(dǎo)體道路由銅制成并且用于傳導(dǎo)直至400a的有效電流強度。大電流導(dǎo)體道路5在此是純示意性示出的并且能夠尤其具有多個分路和外部連接方案。根據(jù)另一實施例，也可以在電路板1的不同層中設(shè)有多個大電流導(dǎo)體道路5。

大電流導(dǎo)體道路5在三個側(cè)面上埋入載體板中并且因此在載體2的表面上的一個側(cè)面上裸露。此外，大電流導(dǎo)體道路5在區(qū)域6中中斷，在此設(shè)有第一連接端7，在其上焊接著測量器8——在此為分路電阻。根據(jù)另一實施例，測量器8被設(shè)計為霍爾傳感器。該測量器8具有用于獲取測量信號的未示出的輸出端，該輸出端與第二連接端9連接，這些第二連接端的形式為與相應(yīng)測量導(dǎo)體道路10連接的金屬化通孔。

測量導(dǎo)體道路10從所述第二連接端9向低壓區(qū)段4延伸，在該低壓區(qū)段中在載體2內(nèi)埋入有設(shè)計為專用集成電路(asic)的信號處理裝置11，該信號處理裝置與測量導(dǎo)體道路10觸點接通。信號處理裝置11實現(xiàn)了用于測量信號的分析處理功能，該測量信號代表沿大電流導(dǎo)體道路5的電流強度并且具有在1μv至10mv數(shù)量級中的非常小的電平。為了減小沿大電流導(dǎo)體道路5的明顯更高的電流的電磁輻射，低壓區(qū)段4在信號處理裝置11的上方和下方在載體2的表面上配備有相應(yīng)的由銅制造的屏蔽層12。此外，信號處理裝置11被與大電流導(dǎo)體道路5電流隔斷地間隔開，其中，例如在電位差為400v時，間距保持為4cm。

此外，信號處理裝置11與兩個輸出端導(dǎo)體道路/輸出端印制導(dǎo)線13觸點接通，這些輸出端導(dǎo)體道路通至同樣被設(shè)計為金屬化通孔的第三連接端14，在其上能夠從外部獲取信號處理裝置11的分析處理后的信號。

圖2示出了電路板1沿線ii-ii的剖面圖?？梢钥闯?，信號處理裝置11在兩側(cè)被屏蔽層12屏蔽以不受導(dǎo)體道路/印制導(dǎo)線3的輻射并且與測量導(dǎo)體道路10和連接端導(dǎo)體道路/連接端印制導(dǎo)線13一起分布在電路板1的同一層中。

圖3和4示出電路板1的相應(yīng)一個另外的實施例，其中，相同的或作用相同的部件具有相同的、在圖1和圖2中所使用的附圖標(biāo)記。

圖3示出另一電路板1的不按照比例尺的透視圖，該電路板與圖1和圖2中所示電路板1的區(qū)別在于，大電流導(dǎo)體道路5在橫截面上完全埋入載體2中并且因此在四個側(cè)面上都被該載體所包圍。此外，測量器8同樣完全埋入載體2中，在此，該測量器的第一輸出端9在(同)一層中與測量導(dǎo)體道路10直接觸點接通。除了低壓區(qū)段4之外，高壓區(qū)段3也具有分別在大電流導(dǎo)體道路5的上方和下方在載體2的表面上布置的另外的屏蔽層15。由此，也將電路板1的周圍環(huán)境與大電流導(dǎo)體道路5相互屏蔽，從而能夠放棄電路板1在安裝狀態(tài)下在導(dǎo)電的殼體中的布置方案。

圖4示出另一電路板1的不按照比例尺且不同角度的透視圖，其與之前所述實施例的不同之處在于，該電路板在高壓區(qū)段3中具有彎曲部，該彎曲部既包括載體2、也包括大電流導(dǎo)體道路5。通過彎曲部16，電路板1能夠在緊湊的裝入情況下被圍繞其它對象引導(dǎo)。圖4中僅示意性示出了低壓區(qū)段4和測量器8，在此可以根據(jù)圖1和圖2所示在表面?zhèn)嚷袢氪箅娏鲗?dǎo)體道路5以及布置在表面上的測量器8，也可以類似于圖3完全埋入大電流導(dǎo)體道路5和測量器8。

圖5示出具有驅(qū)動裝置18的機動車17的實施例的原理圖，該驅(qū)動裝置由設(shè)計為高壓電池的高壓部件19供電。高壓部件19與根據(jù)上述實施例之一所述的電路板1的大電流導(dǎo)體道路5導(dǎo)電連接。此外，機動車17具有電池控制器形式的控制裝置20，該控制裝置通過電路板1的第三連接端14與電路板的信號處理裝置11連接。

根據(jù)機動車17的另一種實施例，電路板1連接多個設(shè)計為高壓電池模塊的高壓部件19。根據(jù)其它實施例，高壓部件19是變流器或充電器。