專利名稱：用于壓縮機(jī)外殼的印刷電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種印刷電路板，具體用于壓縮機(jī)外殼。本發(fā)明更具體的涉及電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)領(lǐng)域，具體用于機(jī)動(dòng)車的空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
該壓縮機(jī)借助于結(jié)合到設(shè)置在壓縮機(jī)外売上的印刷電路板上的微處理器來控制。該印刷電路板通常包括三部分 -第一部分，具有第一電子元件，該第一電子元件的接地電極位于第一電壓源上；-第二部分，具有第二電子元件，該第二電子元件的接地電極位于第二電壓源上；以及-第三部分，其插入第一和第二部分之間并形成勢(shì)壘。在該板上，微處理器結(jié)合到第二部分，同時(shí)通過第一電壓源經(jīng)連接到第一部分和第二部分的開關(guān)模式供電電路(switched-mode power supply circuit)供電。為了節(jié)省電力，當(dāng)壓縮機(jī)停止時(shí)，有必要開關(guān)(switch)該開關(guān)模式供電電路。微處理器通過隔離元件通過勢(shì)壘將信號(hào)發(fā)送，給出用于開關(guān)該開關(guān)模式供電電路的指令。通常，所采用的隔離元件是光稱(optocoupler)。然而,光耦的使用有許多缺點(diǎn)。具體的，在機(jī)動(dòng)車用途中采用光耦是不容易的，因?yàn)樵撛目煽啃詥栴}，其達(dá)不到機(jī)動(dòng)車部門的要求。而且，元件的増加伴隨著額外的體積和重量。此外，光耦比較貴而且使用壽命有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是改善這種情況。因此本發(fā)明的目的是避免采用隔離元件。本發(fā)明首先涉及ー印刷電路板，其包括-第一部分，具有第一電子元件，該第一電子元件的接地電極位于第一電壓源上；-第二部分，具有第二電子元件，該第二電子元件的接地電極位于第二電壓源上；-第三部分，其插入在第一和第二部分之間并形成勢(shì)壘。-開關(guān)模式供電電路，其連接第一部分和第二部分；所述第二部分還包括至少ー個(gè)電子元件，其由所述第一電壓源經(jīng)該開關(guān)模式供電電路供電。其特征在干，印刷電路板還包括檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)該元件的電耗下降，以及開關(guān)裝置，用于在檢測(cè)到所述元件的電耗的預(yù)定下降時(shí)開關(guān)該開關(guān)模式供電電路。例如，第一電壓源輸送比第二電壓低的電壓。在具體的實(shí)施例中，該第一電壓源為低壓且第二電壓源為高壓。特別地，在本申請(qǐng)的上下文中，低壓表示低于60V的電壓且高壓表不高于60V的電壓。
因此，本發(fā)明能夠通過檢測(cè)電耗下降，從第二部分到第一部分傳送指令以開關(guān)該開關(guān)模式供電電路，而不必經(jīng)過隔離元件。有利的是，該開關(guān)模式供電電路包括ー變壓器，其具有初級(jí)和至少ー個(gè)次級(jí)，該初級(jí)連接到第一部分且次級(jí)連接到第二部分。該變壓器包括ー個(gè)電隔離元件，位于其輸入(該變壓器的初級(jí))和其輸出或多個(gè)輸出(該變壓器的次級(jí))之間。優(yōu)選地，該檢測(cè)裝置能夠檢測(cè)變壓器的初級(jí)中低于預(yù)定電流閾值的電流下降，該閾值作為所述元件電耗的預(yù)定下降的函數(shù)。特別地，該電流閾值是低壓供電的元件休息時(shí)的消耗的函數(shù)。
優(yōu)選地，該檢測(cè)裝置包括一比較器。該比較器將初級(jí)中的電流與電流閾值相比較。該比較尤其使用初級(jí)中的該電流的鏡像電壓。有利的是，該電子元件是微處理器，用于控制經(jīng)由在第二元件中的至少ー個(gè)元件設(shè)對(duì)備的供電。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，該設(shè)備為壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)。有利的是，預(yù)定下降對(duì)應(yīng)于該元件的空轉(zhuǎn)(idle)。優(yōu)選地，該板包括裝置，用于在該板導(dǎo)通時(shí)禁止該開關(guān)裝置。本發(fā)明還涉及印刷電路板的控制方法，所述電路板包括-第一部分，具有第一電子元件，該第一電子元件的接地電極位于第一電壓源上；-第二部分，具有第二電子元件，該第二電子元件的接地電極位于第二電壓源上；-第三部分，其插入在第一和第二部分之間并形成勢(shì)壘。-開關(guān)模式供電電路，其連接第一部分和第二部分；所述第二部分還包括至少ー個(gè)電子元件，其由所述第一電壓源經(jīng)該開關(guān)模式供電電路供電。所述方法包括步驟-檢測(cè)該元件的電耗下降；以及-在檢測(cè)到所述元件的電耗的預(yù)定下降時(shí)開關(guān)該電源。有利的是，預(yù)定下降對(duì)應(yīng)于該元件的空轉(zhuǎn)并且該方法在開關(guān)步驟之前，還包括-通過該元件接收指令以開關(guān)該電源；以及-該元件空轉(zhuǎn)。本發(fā)明還涉及ー種包括根據(jù)本發(fā)明的印刷電路板的壓縮機(jī)外売。


通過參考附圖閱讀以下作為指示給出的說明書將會(huì)更清楚的呈現(xiàn)本發(fā)明的其他的特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)-圖I是描述用于機(jī)動(dòng)車的壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的圖；圖2是描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖I的壓縮機(jī)的印刷電路板的具體結(jié)構(gòu)的圖；圖3是描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的該板的開關(guān)模式供電電路的示例的結(jié)構(gòu)的圖；圖4是開關(guān)模式供電電路的運(yùn)行的圖形；圖5是根據(jù)本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的，描述該板的檢測(cè)裝置的示例的結(jié)構(gòu)的圖；圖6是描述根據(jù)本發(fā)明的控制方法運(yùn)行的流程圖；以及圖7是描述根據(jù)本發(fā)明的該方法的應(yīng)用示例的圖形。
具體實(shí)施方式

圖I描述了用于機(jī)動(dòng)車的空調(diào)設(shè)備的壓縮機(jī)2，其中可以采用本發(fā)明。
該壓縮機(jī)2包括第一外殼4和第二外殼6。該第一外殼4包括具有電驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)構(gòu)8。該第一外殼4還包括用于驅(qū)動(dòng)該壓縮機(jī)構(gòu)8的電動(dòng)機(jī)10。該第二外殼6，通常由鋁制成，包括稱為PCB的印刷電路板12，用于控制該壓縮機(jī)構(gòu)8。該P(yáng)CB特別的形成一個(gè)逆變器，其控制電動(dòng)機(jī)10并為其供電。能夠分別通過低壓電源14和高壓電源16在低壓和高壓為PCB12供電。低電壓表示低于60V的電壓，通常等于12V，并且高電壓表示高于60V的電壓，通常等于305V。低壓對(duì)應(yīng)于車輛的保護(hù)網(wǎng)絡(luò)上可得到的電壓，同時(shí)高壓源自也對(duì)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)供電的電源。圖2描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的板12的具體結(jié)構(gòu)。板12包括三個(gè)不同部分。板12的第一部分20支撐第一電子兀件22,其能夠由低壓電源14在低壓供電。板12的第二部分24支撐第二電子元件26，其能夠由高壓電源16在高壓供電。第三部分28插入在第一部分20和第二部分24之間。它在這兩部分20、24之間形成勢(shì)壘。該第三部分28沒有電軌道并優(yōu)選具有4. 5mm的最小寬度。該第二部分24還包括微處理器30，其由電源14經(jīng)開關(guān)模式供電電路32在低壓供電。在一個(gè)變形中，由一個(gè)或多個(gè)由電源14在低壓供電的電子元件代替微處理器30。微處理器30能夠控制經(jīng)由高壓供電的第二元件26對(duì)壓縮機(jī)2的電動(dòng)機(jī)10的供電，例如，經(jīng)由連接到壓縮機(jī)2的電動(dòng)機(jī)10的電源板。設(shè)置開關(guān)模式供電電路32，以便于跨越板12的三個(gè)部分20、28、24。其被連接成作為低壓電源14的輸入并作為到微處理器30的輸出。第一部分20還包括裝置34，用于檢測(cè)微處理器30的電耗(electricalconsumption)下降，以在檢測(cè)到微處理器30的電耗的預(yù)定下降時(shí)開關(guān)該開關(guān)模式供電電路32。圖3描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的開關(guān)模式供電電路32的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例，該開關(guān)模式供電電路32是回掃(Flyback)轉(zhuǎn)換器。該回掃轉(zhuǎn)換器包括變壓器40，該變壓器包括耦合在一起的第一感應(yīng)線圈42和第二感應(yīng)線圈44。該第一感應(yīng)線圈42，具有值LI并具有等于NI的多個(gè)匝，形成了變壓器40的初級(jí)。其連接到板12的第一部分20。該第二感應(yīng)線圈44，具有值L2并具有等于N2的多個(gè)匝，形成了變壓器40的次級(jí)。其連接到板12的第二部分24。電隔離元件46將初級(jí)42和次級(jí)44隔離。初級(jí)42由低壓電源14經(jīng)開關(guān)48供電，該 開關(guān)例如包括MOSFET晶體管。次級(jí)44連接到ニ極管50，它本身連接到電容器52，電容器52并聯(lián)連接到負(fù)載54，負(fù)載54特別地包括微處理器30。結(jié)合圖4的曲線60、62、64、66詳細(xì)說明開關(guān)模式供電電路32的運(yùn)行，圖4分別描述了初級(jí)電流I42、次級(jí)電流I44、初級(jí)電壓V42和負(fù)載電壓V54作為時(shí)間的函數(shù)的演變。
開關(guān)模式供電電路32在開關(guān)周期T上根據(jù)等于a = t0N/T的占空比而運(yùn)行，t0N表示開關(guān)48導(dǎo)通的時(shí)期。負(fù)載電壓V54為常量并等于F0=^L-^Edc，這里Edc是由低壓電源14提供的電
N\\~ a
壓，α是供電電路的占空比，NI是初級(jí)42的匝數(shù)且Ν2是次級(jí)44的匝數(shù)。在on(導(dǎo)通)狀態(tài)時(shí)，對(duì)于在O和tQN之間的時(shí)間，開關(guān)48閉合。變壓器40的初級(jí)42直接連接到電源14，以便于初級(jí)的電壓V42等于由電源14產(chǎn)生的電壓Edc。其結(jié)果是
變壓器40中磁通量増加。這時(shí)根據(jù)/42 =^t，初級(jí)42的電流I42増加，這里t表示時(shí)間，
-Lji
Edc是由低壓電源14提供的電壓且LI是初級(jí)42的感應(yīng)線圈的值。在on狀態(tài)的末端，I42達(dá)到其最大值ttON，這呈tQN表不開關(guān)48導(dǎo)通的時(shí)間，Ed。是由低壓電源14提供的電壓且LI是初級(jí)42的感應(yīng)線圈的值。此外，根據(jù)關(guān)系4 =，IP是連接到次級(jí)44的元件的功率P的函數(shù)，其中Fd是轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率。因此，能夠由功率P確定時(shí)間tw。根據(jù)未示出的一個(gè)實(shí)施例，變壓器包括兩個(gè)次級(jí)。根據(jù)該實(shí)施例，通過連接到第一部分的地線的次級(jí)與連接到第二部分的地線并且為所述微處理器供電的次級(jí)進(jìn)行耦合得到了功率P。回到圖3，在on狀態(tài)，次級(jí)44的端子處的電壓為負(fù)，從而將ニ極管50中斷，使得次級(jí)電流I44為零。由電容器52為負(fù)載54提供所需的電能。在on狀態(tài)的末端，在時(shí)，開關(guān)48打開從而阻止初級(jí)電流I42繼續(xù)流動(dòng)。存儲(chǔ)在變壓器40中的能量的保持導(dǎo)致了變壓器40的次級(jí)電流I44的出現(xiàn)，其初始值等干んxg。
由關(guān)系744 =1P給出電流144。在t = t2時(shí)I44消失。
NI在和t2之間，初級(jí)電壓V42由關(guān)系F42 =給出。在t2和T之間為零。因此，對(duì)于ー個(gè)周期，開關(guān)模式供電電路以三種不同的模式運(yùn)行對(duì)應(yīng)于時(shí)間在O與t0N之間的第一模式Ml、對(duì)應(yīng)于時(shí)間在tQN與t2之間的第二模式M2以及對(duì)應(yīng)于時(shí)間在t2與T之間的第三模式M3。圖5詳述了用于檢測(cè)微處理器30的消耗下降的檢測(cè)裝置34的結(jié)構(gòu)。該消耗下降導(dǎo)致了次級(jí)44的電カ下降，涉及了初級(jí)42的最大電流Ip的下降。
該檢測(cè)裝置34包括優(yōu)選為具有滯后作用的比較器70。比較器70包括誤差放大器71，在逆變器輸入72上接收代表最大初級(jí)電流Ip的信號(hào)，以及在非逆變器輸入74上接收代表預(yù)定電流閾值Is的信號(hào)。該閾值由具有兩個(gè)串聯(lián)電阻Rl和R2的電路76所固定。選擇該閾值Is以使得對(duì)應(yīng)于微處理器30的電耗的預(yù)定下降。例如，電耗的預(yù)定下降對(duì)應(yīng)微處理器30的空轉(zhuǎn)。檢測(cè)裝置34還包括裝置78，用于在起始階段禁止比較器70。這些禁止裝置78優(yōu)選地包括RC電路，用于提升誤差放大器71的非逆變器輸入74的電位，以使得在整個(gè)起始階段一直在比較器70的輸出80施加低狀態(tài)。這樣，沒有在起始階段開關(guān)該電源14的風(fēng)險(xiǎn)。圖6的流程圖和圖7的圖形詳述了用于控制電源的方法的運(yùn)行。在步驟90期間，壓縮機(jī)2運(yùn)行。 在步驟92，微處理器30例如從車輛的CAN總線接收指令以關(guān)閉壓縮機(jī)2的電源。然后指示壓縮機(jī)2停止并在步驟94期間進(jìn)入空轉(zhuǎn)模式。這導(dǎo)致了微處理器30的電耗下降，這導(dǎo)致變壓器的次級(jí)44的功率下降，并由此導(dǎo)致初級(jí)42的峰峰電流Ip下降。在步驟96，檢測(cè)裝置34將電流Ip與閾值Is相比較。當(dāng)電流Ip的值低于Is時(shí)，在步驟98開關(guān)該低壓電源14。自然地，也可以設(shè)想其它實(shí)施例。在實(shí)施例中已經(jīng)說明了根據(jù)本發(fā)明的電路板，其中的開關(guān)模式電源為回掃轉(zhuǎn)換器。然而，根據(jù)本發(fā)明的電路板也可以包括其它類型的開關(guān)模式電源。
權(quán)利要求
1.印刷電路板(I2),包括 -第一部分(20),具有第一電子兀件(22),該第一電子兀件的接地電極位于第一電壓源(14)上； -第二部分(24)，具有第二電子元件(26)，該第二電子元件的接地電極位于第二電壓源(16)上； -第三部分(28)，其插入在第一部分(20)和第二部分(24)之間并形成勢(shì)壘； -開關(guān)模式供電電路(32)，其連接第一部分(20)和第二部分(24)； 所述第二部分(24)還包括至少ー個(gè)電子元件(30)，其由所述第一電壓源(14)經(jīng)該開關(guān)模式供電電路(32)供電， 其特征在于，還包括檢測(cè)裝置(34)，用于檢測(cè)該元件(30)的電耗下降，以及開關(guān)裝置，用于在檢測(cè)到所述元件(30)的電耗的預(yù)定下降時(shí)開關(guān)該開關(guān)模式供電電路(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的電路板，其中該開關(guān)模式供電電路(32)包括變壓器(40)，其具有初級(jí)(42)和至少ー個(gè)次級(jí)(44)，該初級(jí)(42)連接到第一部分(20)且次級(jí)(44)連接到第二部分(24) ο
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電路板，其中該檢測(cè)裝置(34)能夠檢測(cè)變壓器(40)初級(jí)(42)中低于預(yù)定電流閾值(Is)的電流(Ip)下降，該閾值作為所述元件(30)電耗的預(yù)定下降的函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電路板，其中該檢測(cè)裝置(34)包括比較器(70)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意ー個(gè)的電路板，其中所述電子元件為微處理器(30)，用于控制經(jīng)由在第二元件中的至少ー個(gè)元件(26)對(duì)設(shè)備的供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電路板，其中該設(shè)備為壓縮機(jī)(2)的電動(dòng)機(jī)(10)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意ー個(gè)的電路板，其中該預(yù)定下降對(duì)應(yīng)于該元件(30)的空轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意ー個(gè)的電路板，包括用于在該電路板(12)被導(dǎo)通時(shí)禁止該開關(guān)裝置的裝置(78)。
9.ー種印刷電路板(12)的控制方法，所述電路板包括 -第一部分(20),具有第一電子兀件(22),該第一電子兀件的接地電極位于第一電壓源(14)上； -第二部分(24)，具有第二電子元件(26)，該第二電子元件的接地電極位于第二電壓源(16)上； -第三部分(28)，其插入在第一部分(20)和第二部分(24)之間并形成勢(shì)壘； -開關(guān)模式供電電路(32)，其連接第一部分(20)和第二部分(24)； 所述第二部分(24)還包括至少ー個(gè)電子元件(30)，其由所述第一電壓源(14)經(jīng)該開關(guān)模式供電電路(32)供電， 所述方法包括步驟 -檢測(cè)(96)該元件(30)的電耗下降；以及 -在檢測(cè)到所述元件(30)的電耗的預(yù)定下降時(shí)開關(guān)(98)該電源(14)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中該預(yù)定下降對(duì)應(yīng)于該元件(30)的空轉(zhuǎn)并且該方法在開關(guān)步驟之前，還包括步驟-通過該部件(30)接收(92)指令以開關(guān)該電源；以及-該元件(30)空轉(zhuǎn)(94)。
11.壓縮機(jī)外殼(6),包括根據(jù)權(quán)利要求1-8中任ー個(gè)的印刷電路板(12)。
全文摘要
這個(gè)印刷電路板(12)包括第一部分(20)，具有第一電子元件(22)，該第一電子元件的接地電極位于第一電壓源(14)上；第二部分(24)，具有第二電子元件(26)，該第二電子元件的接地電極位于第二電壓源(16)上；第三部分(28)，其插入在第一部分(20)和第二部分(24)之間；開關(guān)模式供電電路(32)，其連接第一部分(20)和第二部分(24)；所述第二部分(24)還包括電子元件(30)，其由所述第一電壓源(14)供電，特征在于，還包括檢測(cè)裝置(34)，用于檢測(cè)在該元件(30)的電力消耗中的下降，以及開關(guān)裝置，用于在檢測(cè)到所述元件(30)的電耗的預(yù)定下降時(shí)開關(guān)該開關(guān)模式供電電路(32)。
文檔編號(hào)H05K1/00GK102843853SQ20121028235
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者P·薩達(dá)特, B·哈德杰利斯, H·萊斯科特 申請(qǐng)人:法雷奧日本株式會(huì)社