Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Modul mit einem Planartransformator.

Planartransformatoren, auch Planarübertrager genannt, dienen unter anderem der galvanischen Trennung von Stromkreisen, wobei ein Planartransformator eine besondere Ausprägung eines Transformators ist, der sich durch seine besonders flache Bauweise auszeichnet. Planartransformatoren können eine Bauhöhe im

Millimeterbereich aufweisen und werden vorzugsweise in elektrischen Modulen oder elektrischen Geräten verwendet, die besonders kompakt bezüglich ihrer geometrischen Abmessungen gestaltet werden sollen. Hierbei können Planartransformatoren Energie, Signale und/oder Daten übertragen. Durch die Transformatoreigenschaft können auch Stromkreise mit unterschiedlichen Wechselspannungsniveaus miteinander verbunden werden.

In EP 2818031 Bl wird ein Planartransformator bzw. ein Planarübertrager beschrieben, der besonders flach ausgeführt ist. Dies wird erreicht, indem die einzelnen Wicklungen des Planartransformators nebeneinander in einer Ebene statt wie üblich übereinander angeordnet sind. Dadurch kann die Bauhöhe des Planartransformators weiter reduziert werden. Planartransformatoren mit geringer Bauhöhe sind besonders geeignet, um sie für schmale elektrische Geräte geringer Bauhöhe zu verwenden. Ein solches elektrisches Gerät ist beispielsweise ein Trennverstärker.

Der Aufbau und die Verwendung eines Planartransformators in einem Trennverstärkers ist beispielsweise aus DE 10 2015 108 911 AI bekannt. Eine große Herausforderung bei schmalen elektrischen Geräten, wie Trennverstärkern, ist das zur Verfügung stehende Volumen innerhalb eines Gehäuses gut auszunutzen, um möglichst alle Bauteile mit dem erforderlichen Abstand und dazugehörige Leiterbahnen anordnen zu können. Hierbei ist die verfügbare Bauhöhe im Inneren des Gehäuses besonders relevant für die Bestückung von Leiterplatten bzw. Platinen, da die

Begrenzungen des Gehäuses eine maximale Bestückungshöhe vorgeben.

Ein weiterer Aspekt ist, dass Trennverstärker häufig für industrielle Anwendungen dimensioniert sind. Hierbei sollen beispielsweise auch an die Trennverstärker angeschlossene Sensoren in explosionsgefährdeten Zonen eingesetzt werden können. Deshalb werden die hierzu verwendeten Trennverstärker nach einschlägigen Normen, z.B. gemäß DIN EN 60079-11, ausgeführt und dimensioniert. Bei der Dimensionierung können neben verschiedenen Sicherheitsaspekten auch spezielle Anforderungen an die Isolationseigenschaften relevant sein, die sich in einzuhaltenden Luft- und

Kriechstrecken sowie feste Isolierung gliedern. Hierbei wird für die Dimensionierung und geometrische Gestaltung von Planartransformatoren und Trennverstärkern oftmals Tabelle 5 der DIN EN 60079-11, z.B. der Version EN 60079-11 :2012, auf deren Tabelle 5 die Tabelle der beigefügten Fig. 9 basiert, herangezogen. Die Tabelle 5 gibt Mindestwerte für Luft- und Kriechstrecken sowie Trennabstände vor, die bei luftisolierten und feststoffisolierten Abständen einzuhalten sind, um ein bestimmtes Schutzniveau bzw. eine Spannungsklasse einzuhalten.

In der auf Tabelle 5 der DIN EN 60079-11, Version EN 60079-11 :2012 ist z.B. in der 375 V Spannungsklasse festgelegt, dass der Trennabstand in fester Isolierung im Schutzniveau ia, ib einen Wert von mindestens einem Millimeter (1,0 mm) betragen muss. Dieser Wert wird auch als„Trennabstand" oder„TO" bezeichnet. Demnach geben die vorgegebenen Trennabstände TO Mindestabstände vor und sind bei den verwendeten Bauteilen eines elektrischen Gerätes jeweils einzuhalten. Dies gilt auch beispielsweise für Leiterbahnen einer Leiterplatte sowohl in horizontaler Richtung (nebeneinander auf derselben Lage) als auch in vertikaler Richtung (übereinander auf unterschiedlichen Lagen mit einer Isolierschicht dazwischen). Demnach müssen die Vorgaben der Trennabstände TO bei Trennverstärkern bzw. dessen Transformatoren erfüllt werden, wenn sie nach der entsprechenden Norm dimensioniert werden sollen.

Dennoch ergibt sich häufig ein praktisches Problem bei der Dimensionierung von elektrischen Geräten bzw. elektrischen Modulen mit einem Transformator, insbesondere mit einem Planartransformator. Auch wenn der normgerecht dimensionierte schmale Transformator prinzipiell in einen zur Verfügung stehenden Hohlraum PO eines schmalen Gehäuses, beispielsweise eines Gehäuses eines Trennverstärkers, hineinpasst, muss eine bestimmte Dicke einer Leiterplatte für den Transformator verwendet werden, um ein angestrebtes Schutzniveau zu gewährleisten. Beispielsweise ist gemäß der Norm DIN EN 60079-11, z.B. gemäß der Version EN 60079-11 :2012 (vgl. Fig. 9), eine Dicke der Leiterplatte von beispielsweise mindestens 1 mm zu verwenden, wenn die sogenannte„375 V-Klasse" der Tabelle 5 der Norm DIN EN 60079-11 (vgl. Fig. 9) eingehalten werden soll, da dort TO = 1 mm für diese Schutzklasse festgelegt wird. Transformatoren, die die vorgeschriebenen Mindestabstände einhalten, werden als „eigensichere Transformatoren" oder„eigensichere Übertrager" bezeichnet. Werden alle Mindestabstände in Bezug auf ein elektrisches Modul bzw. ein elektrisches Gerät eingehalten, so wird das elektrische Modul bzw. Gerät als„eigensicher" bezeichnet. Demnach gibt das Kriterium der Eigensicherheit eine bestimmte Mindestdicke einer Leiterplatte für einen Transformator vor. Allerdings möchte man im Allgemeinen die Dicke der Leiterplatte so gering wie möglich halten, um den begrenzten Platz innerhalb eines Gehäuses für eine Bestückung der Leiterplatte mit Bauelementen möglichst gut nutzen zu können, insbesondere zur Ausnutzung der maximal möglichen

Bestückungshöhe.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Modul mit einem Planartransformator zur Verfügung zu stellen, um möglichst einerseits

Sicherheitsanforderungen bezüglich des Planartransformators bzw. des elektrischen Moduls insgesamt zu erfüllen und andererseits die Bauhöhe im Inneren eines Gehäuses des elektrischen Moduls gut ausnutzen zu können. Diese Aufgabe wird mit einem elektrischen Modul gemäß den Merkmalen des

Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder zweckmäßige Ausführungsformen und

Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung schlägt demgemäß ein elektrisches Modul mit einem Planartransformator vor, wobei das elektrische Modul ein Gehäuse mit einem Innenraum aufweist. Der Innenraum des Gehäuses weist eine Innenhöhe auf. Ferner weist das elektrische Modul eine Hauptleiterplatte mit einer ersten Dicke auf, wobei auf der Hauptleiterplatte mindestens ein elektronisches Bauteil angeordnet ist. Ferner ist vorgesehen, dass auf einer Zusatzleiterplatte mit der zweiten Dicke der Planartransformator angeordnet ist, wobei die Hauptleiterplatte eine Ausnehmung aufweist, die die Zusatzleiterplatte aufnimmt. Hierbei sind die Hauptleiterplatte und die Zusatzleiterplatte über eine Verbindung miteinander verbunden. Ferner können sowohl die Hauptleiterplatte als auch die Zusatzleiterplatte jeweils eine Vielzahl von elektrisch leitenden und elektrisch isolierenden Lagen aufweisen.

Unter einer„Leiterplatte" (Leiterkarte, Platine oder gedruckte Schaltung; englisch: printed circuit board, PCB) ist im vorliegenden Zusammenhang ein Träger für elektronische Bauteile verstanden. Die hier vorgeschlagenen Leiterplatten,

beispielsweise eine Hauptleiterplatte und ein oder mehrere Zusatzleiterplatten, können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Das Gehäuse schützt die innere Struktur des elektrischen Moduls. Das Gehäuse kann beispielsweise quaderförmig sein oder jede beliebige geometrische Form aufweisen, die es erlaubt, die Bauteile des elektrischen Moduls innerhalb eines Innenraums des Gehäuses anzuordnen. Der Innenraum hat hierbei eine geometrische Ausdehnung mit einer Höhe, Breite und Tiefe, wobei diese Größen jeweils nicht an allen Stellen innerhalb des Gehäuses das gleiche Ausmaß haben muss, d.h. das Gehäuse beispielsweise von einer rechteckförmigen Grundfläche bzw. quaderförmigen Geometrie abweichen kann. Der Begriff„elektrisches Modul" ist im folgenden Zusammenhang so zu versehen, dass ein elektrisches Modul Teil eines komplexeren elektrischen Gerätes sein kann. Hierbei ist das elektrische Modul als eine abgeschlossene Einheit mit einem eigenen Gehäuse zu verstehen, das Schnittstellen zur elektrischen und/oder mechanischen Kontaktierung mit weiteren Modulen oder elektrischen Geräten aufweisen kann. Ferner kann ein elektrisches Modul Teil eines elektrischen Gerätes sein. Ferner kann es auch möglich sein, dass mehrere Module zu einer Gesamteinheit zusammengefasst werden können, beispielsweise durch Aneinanderreihung einzelner Modulgehäuse auf einer gemeinsamen elektrischen Schiene oder durch elektrische Verschaltung der Module miteinander zu einer größeren Einheit, beispielsweise einem elektrischen Gerät.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Modul hat vorzugsweise eine Gehäusebauhöhe PI bzw. Gesamtdicke in vertikaler Richtung im Millimeterbereich von beispielsweise etwa 0,5 cm bis etwa 1,8 cm oder auch mehr, jedoch maximal wenige Zentimeter, vorzugsweise geringer als zwei Zentimeter. Es sind auch Gehäusebauhöhen von beispielsweise etwa 3 mm bis etwa 5 mm möglich. Dementsprechend verbleiben im Innenraum des Gehäuses als Bestückungsbauhöhe PO beispielsweise 4,5 mm bis etwa 1,6 cm, bedingt durch eine Wandstärke des Gehäuses. Als„Bestückungsbauhöhe" wird die Ausdehnung des Moduls in orthogonaler Richtung in Bezug auf eine angeordnete Leiterplatte im Inneren des Gehäuses verstanden. Eine Bestückungsbauhöhe kann beidseitig der Leiterplatte vorhanden sein, d.h. von der jeweiligen Oberfläche der

Leiterplatte bis zur jeweiligen Innenbegrenzung des Gehäuses des Moduls. Ferner ist die Gehäuseform des elektrischen Moduls vorzugsweise quaderförmig ausgebildet, so dass sich eine konstante Bestückungsbauhöhe entlang der Hauptleiterplatte ergibt. Die Leiterplatte hat beispielsweise eine Dicke HO von 1 mm. Nach Abzug der

Leiterplattendicke HO von der Gehäusebauhöhe PI verbleiben Bestückungsbauhöhen P01 und P01 auf den beiden Seiten der Leiterplatte, wobei die Bestückungsbauhöhen jeweils kleiner als 2 mm sein können. Es wird vorgesehen, dass der Planartransformator nicht direkt auf die Hauptleiterplatte des elektrischen Modules aufgenommen wird, sondern auf einer Zusatzleiterplatte angeordnet ist. Hierzu weist die Hauptleiterplatte eine Ausnehmung auf, wobei in dieser Ausnehmung die Zusatzleiterplatte angeordnet ist. Auf diese Weise kann die

Hauptleiterplatte in einem vorbestimmten Bereich durch die Zusatzleiterplatte ersetzt werden. Eine Integration der Zusatzleiterplatte in die Fläche der Hauptleiterplatte hat den Vorteil, dass der Raum im Inneren des Gehäuses des elektrischen Moduls kompakt genutzt wird, um weitere mechanische Bauteilelemente, wie Steckverbindungen, sowie elektrische Bauteile und den Planartransformator darin anzuordnen. Die Verwendung einer Zusatzleiterplatte hat den Vorteil, dass Isolationsanforderungen erfüllt werden können, auch wenn die Hauptleiterplatte hierzu keine genügend große Dicke aufweist.

Ferner können durch die Verwendung einer Hauptleiterplatte und einer

Zusatzleiterplatte mehrere Dimensionierungskriterien erfüllt werden. Einerseits kann die Hauptleiterplatte eine minimale erste Dicke aufweisen, um die mechanischen

Eigenschaften der Hauptleiterplatte zu gewährleisten. Diese erste Dicke würde jedoch nicht ausreichen, um den geforderten Mindestabstand TO in Bezug den

Planartransformator zu gewährleisten. Daher kann der Planartransformator nicht ohne Zusatzmaßnahme in das Modul integriert werden und wird auf der Zusatzleiterplatte angeordnet. Die Zusatzleiterplatte weist eine Mindestdicke auf, um das angestrebte Schutzniveau des Planartransformators zu gewährleisten. Sie wird zusätzlich zu den mechanischen Anforderungen auch elektrisch in Bezug auf einen geforderten

Mindestabstand TO dimensioniert.

Ferner kann mit Vorteil vorgesehen werden, dass die Verbindung zwischen der

Hauptleiterplatte und der Zusatzleiterplatte stufenförmig ausgebildet ist. Eine Stufe kann eine mechanische Fixierung verbessern, da die Geometrie der Stufe eine

Auflagefläche bereitstellen kann. Ferner ist eine Stufe ebenfalls geeignet, einen elektrisch sicheren Kontakt herzustellen. Hierbei kann mit Vorteil vorgesehen werden, dass die Verbindung selbst Teil der Hauptleiterplatte und/oder der Zusatzleiterplatte ist. Diese bedeutet, dass in einem solchen Fall kein weiteres Bauteil verwendet wird, um eine Verbindung zwischen der Hauptleiterplatte und der Zusatzleiterplatte

bereitzustellen, sondern die Geometrie der vorhandenen Leiterplatten verwendet wird, um eine Verbindung bereitzustellen. Eine stufenförmige Geometrie hat den Vorteil, dass durch die Stufe eine Auflage fläche bzw. eine Anlagefläche bereitgestellt wird, je nachdem welche Lage die Stufe im Innenraum des Gehäuses hat. Hierbei ist unter „Stufe" eine Geometrie zu verstehen, die eine erste Fläche mit einer ersten Ausrichtung aufweist und eine zweite Fläche mit einer zweiten Ausrichtung aufweist, wobei die erste und die zweite Fläche rechtwinklig bzw. nahezu rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Die Lage der beiden Flächen im Raum kann hierbei beliebig sein und von einer herkömmlichen Treppenstufe abweichen. Vorteilhafterweise ist eine der Flächen der treppenförmigen Geometrie parallel zu einer Oberfläche einer der Leiterplatten ausgerichtet. Ferner ist vorteilhafterweise eine der Flächen der treppenförmigen Geometrie rechtwinklig zu einer Oberfläche einer der Leiterplatten ausgerichtet.

Ferner kann vorteilhafterweise vorgesehen werden, dass die Verbindung durch eine Stufe an der Hauptleiterplatte ausgebildet ist. Hierbei kann beispielsweise die Stufe derart ausgebildet sein, dass sich die Zusatzleiterplatte auf der Hauptleiterplatte abstützt und die Stufe gleichzeitig als mechanischer Anschlag für die Zusatzleiterplatte dient.

Zusätzlich oder als Alternative kann vorteilhafterweise vorgesehen werden, dass die Verbindung durch eine Stufe an der Zusatzleiterplatte ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform kann sich beispielsweise die Hauptleiterplatte auf der

Zusatzleiterplatte abstützen. Haben sowohl die Zusatzleiterplatte wie auch die

Hauptleiterplatte eine stufenförmige Geometrie in ihren Randbereichen, so können die stufenförmigen Geometrien der beiden Leiterplatten eine ineinandergreifende

Geometrie oder eine sich gegenseitig abstützende Geometrie bilden, so dass eine verbesserte Fixierung bereitgestellt wird. In einer weitere Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass die Verbindung eine schräge Kontaktfiäche aufweist. Die schräge Kontaktfiäche kann beispielsweise in einem Randbereich der Hauptleiterplatte und/oder der Zusatzleiterplatte gebildet werden. Hierbei kann die schräge Geometrie in einem beliebigen Winkel als

Außenkante der Leiterplatte gebildet werden.

Ferner kann vorteilhafterweise vorgesehen werden, dass die Verbindung linienförmig ausgebildet ist. Unter einer„linienförmigen Verbindung" ist eine Verbindung zu verstehen, die eine geringe Kontaktfläche aufweist und im Idealfall aus einer Linie in dreidimensionaler Ansicht gebildet wird. Diese Linie erscheint als Punkt in einer Querschnittsansicht und stellt zwischen Hauptleiterplatte und Zusatzleiterplatte eine Verbindung bereit. Die punktförmige Verbindung in Schnittdarstellung kann in einer dreidimensionalen Betrachtungsweise als linienförmige Verbindung bzw. Kontaktlinie mit beliebiger Lage im Raum beschrieben werden. Eine solche Kontaktlinie kann als mechanische und/oder elektrische Verbindung vorliegen, beispielsweise als

Tiefenfräsung bereitgestellt werden, wobei der elektrische Kontakt durch Metallisierung der Tiefenfräsung erfolgen kann. Ferner kann eine linienförmige Verbindung, insbesondere in Form einer elektrischen Verbindung, durch beispielsweise

Punktschweißen oder eine Lötverbindung bereitgestellt werden. Demnach wird eine linienförmige Verbindung vorteilhafterweise verwendet, um eine elektrische

Verbindung zwischen zwei Leiterplatten herzustellen. Ferner ist es auch möglich, dass die Verbindung sowohl eine elektrische wie auch eine mechanische Verbindung ist. In einem solchen Fall kann die Verbindung eine mechanische Stabilität und eine elektrische Verbindung zwischen der Hauptleiterplatte und der Zusatzleiterplatte bereitstellen. Der Vorteil einer linienförmigen Verbindung ist beispielsweise eine einfache Herstellung der Verbindung. Diese kann kostengünstig und schnell herstellbar sein.

In einer weiteren Ausgestaltungsform kann vorgesehen werden, dass die Verbindung eine Kontaktfläche aufweist. Die Kontaktfläche kann hierbei schräg, vertikal oder senkrecht innerhalb des Innenraumes des Gehäuses oder in Bezug auf eine der

Leiterplatten angeordnet sein. Unter einer„Kontaktfläche" ist ein Bereich zu verstehen, der zumindest teilweise eben ausgebildet ist und an mehreren Stellen oder einer zusammenhängenden Fläche einen Kontakt zwischen zwei Leiterplatten ermöglicht. Eine Kontaktfläche kann beispielsweise durch eine stufenförmige Geometrie bereitgestellt werden, sofern die Gegenkontaktfläche die stufenförmige Geometrie flächig berührt. Eine Kontaktfläche hat den Vorteil, dass die Verbindung

erschütterungssicher ausgebildet werden kann, was beispielsweise in

explosionsgefährdeter Umgebung von Vorteil sein kann. Eine Kombination aus einer linienförmigen Verbindung und einer Verbindung durch eine Kontaktfläche ist auch möglich. So kann beispielsweise in einem Bereich der Verbindung eine flächige Verbindung vorhanden sein während in einem weiteren Bereich eine linienförmige Verbindung vorhanden ist, wobei beide Verbindungsarten zusammen die erfindungsgemäße Verbindung zwischen der Hauptleiterplatte und der Zusatzleiterplatte bereitstellt.

In einer Ausgestaltungsform kann mit Vorteil vorgesehen werden, dass die Verbindung eine Tiefenfräsung aufweist. Unter einer Tiefenfräsung wird in diesem Zusammenhang eine mechanische Vertiefung verstanden, die derart ausgestaltet ist, dass sie eine

Verbindung bereitstellen kann. Somit wird unter einer Tiefenfräsung ein senkrechtes Fräsen (z-Achsen-Fräsen) verstanden, bei der eine oder mehrere nicht vertikal durchgehende Vertiefungen gefräst werden. Beispielsweise weist die Zusatzleiterplatte eine Tiefenfräsung auf, die mit einer korrespondierenden Geometrie auf der

Hauptleiterplatte zusammenwirkt und eine Verbindung bereitstellt. Es kann auch vorgesehen werden, dass die Hauptleiterplatte eine Tiefenfräsung aufweist, die mit einer korrespondierenden Geometrie der Zusatzleiterplatte zusammenwirkt und eine

Verbindung bereitstellt. Eine Tiefenfräsung hat beispielsweise den Vorteil, dass sie einfach herzustellen ist und hierbei präzise Geometrien hergestellt werden können.

In einer Ausführungsform kann vorteilhaferweise vorgesehen werden, dass die

Hauptleiterplatte mittig in Bezug auf die Innenhöhe angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Hauptleiterplatte beidseitig gleichartig mit Bauelementen bestückt werden kann. Ferner kann auch auf einfache Weise eine Kontaktierung der Hauptleiterplatte nach außen erfolgen, indem das Gehäuse eine Ausnehmung aufweist, durch die die Hauptleiterplatte zumindest teilweise hindurchragen kann, um beispielsweise eine Steckverbindung einer steckbaren Anschlusstechnik bereitzustellen. Durch die symmetrische Anordnung der Hauptleiterplatte in Bezug auf eine Innenhöhe bzw. auch in Bezug auf eine Außenhöhe durch gleichmäßige Wandstärken des Gehäuses ist die Kontaktierung auch mittig am Gehäuse angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform in Bezug auf die Lage der Hauptleiterplatte kann vorgesehen werden, dass die Hauptleiterplatte asymmetrisch in Bezug auf die

Innenhöhne angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass besonders hohe Bauteile auf einer Seite der Hauptleiterplatte angeordnet werden können, während Bauteile mit geringer Bauhöhe auf der gegenüberliegenden Seite der Hauptleiterplatte angeordnet sind. Auf diese Weise können auf der Hauptleiterplatte hohe Bauteile oder Bauelemente untergebracht werden, die ohne diese vorgeschlagene Anordnung der Hauptleiterplatte nicht im Gehäuse einen ausreichenden Raum gefunden hätten. Ferner kann mit Vorteil vorgesehen werden, dass die Verbindung eine elektrische und eine mechanische Verbindung bereitstellt. Somit kann durch eine Verbindung zwei Funktionen bereitgestellt werden, was wiederum platzsparend ist. Die Verbindung befindet sich im Inneren des Gehäuses und wird vorzugsweise automatisiert hergestellt. Ferner kann von Vorteil sein, dass die Hauptleiterplatte und die Zusatzleiterplatte eine gemeinsame metallisierte Kontaktfläche aufweisen. Eine solche Kontaktfläche ist vorteilhaft für eine dauerhafte Verbindung zwischen der Hauptleiterplatte und der Zusatzleiterplatte. Beispielsweise weist die Kontaktfläche Kupfermaterial aus. Ferner kann die Kontaktfläche durch ein oder eine Vielzahl von Metall-Pads gebildet werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass die erste Dicke der Hauptleiterplatte geringer ist als die zweite Dicke der Zusatzleiterplatte. Demnach sind die Höhen der beiden Leiterplatten unterschiedlich. Es wird demnach die Dicke der Hauptleiterplatte nach mechanischen Kriterien ausgelegt und so dünn wie möglich ausgestaltet. Auf diese Weise wird möglichst ein großer Bestückungsraum beidseitig der Hauptplatine zur Verfügung gestellt. Ferner unterliegt die Zusatzleiterplatte Kriterien für die Auslegung des Planartransformators, der beispielsweise als

eigensicherer Planartransformator ausgebildet ist. In einem solchen Fall wird die Zusatzleiterplatte nicht nur nach mechanischen Kriterien bezüglich ihrer Dicke ausgelegt, sondern zusätzlich auch nach elektrischen Kriterien, um beispielsweise ein bestimmtes Schutzniveau zu erfüllen. Somit wird vorteilhafter die Höhe bzw. Dicke der Zusatzleiterplatte größer sein als die Höhe bzw. Dicke der Hauptleiterplatte. Es ist ferner von Vorteil, dass die Hauptleiterplatte beidseitig mit jeweils mindestens einem Bauteil bestückt ist. Auf diese Weise wird der zur Verfügung stehende Raum im Inneren des Gehäuses des elektrischen Moduls weitgehend genutzt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das elektrische Modul einen Trennverstärker bereitstellt.

Hierbei wird unter einem Trennverstärker eine elektrische Einheit verstanden, die mit einem Planartransformator eine galvanische Trennung von mindestens zwei

Stromkreisen bereitstellt und gleichzeitig ein Übersetzungsverhältnis bereitstellt, das zur Verstärkung von Spannung, Strom und/oder Signalen geeignet ist. Bei einer

Verdopplung eines Spannungswertes, wird beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis bezüglich der Werte von Eingang zu Ausgang des Trennverstärkers von 1 :2 verwendet.

Ferner kann vorgesehen werden, dass der Trennverstärker in explosionsgefährdeten Zonen eingesetzt wird. Der vorgeschlagene Trennverstärker erfüllt beispielsweise eine hierzu erforderliche Norm, wie beispielsweise die Norm DIN EN 60079-1 1,

insbesondere Werte eines vorgegebenen Schutzniveaus der Norm DIN EN 60079-11, z.B. Version EN 60079-11 :2012. Demnach ist der erfindungsgemäße Trennverstärker ausgelegt und dimensioniert, um Sicherheitsaspekte zu berücksichtigen, insbesondere um Anforderungen an Isoliereigenschaften bzw. Mmdestisolationsabstände zu erfüllen. Die Norm DIN EN 60079-11, z.B. Version EN 60079-11 :2012, legt hierzu abhängig von einem angestrebten Schutzniveau Isolationseigenschaften und Mindestabstände innerhalb des Trennverstärkers und zu seiner Umgebung fest. Der Planartransformator als Teil des Trennverstärkers erfüllt in einem solchen Fall die Anforderungen des angestrebten Schutzniveaus und kann entsprechend als„eigensicherer

Planartransformator" bzw. als„eigensicherer Übertrager" ausgebildet sein. Hierbei ist der Begriff„Eigensicherheit" als Fachbegriff zu verstehen, der bezüglich einer

Normierung, wie der Norm DIN EN 60079-11, z.B. der Version EN 60079-11 :2012, zu verstehen ist. Demnach kann ein elektrisches Modul bereitgestellt werden, das Mmdestisolierabstände aufweist, wobei die Mindestabstände gemäß Tabelle 5 der DIN EN 60079-11, Version EN 60079-11 :2012 gewählt sind, insbesondere das elektrische Modul einen

Trennabstand von mindestens einem Millimeter aufweist. In einem solchen Fall unter Einhaltung von Mindestabständen gemäß Tabelle 5 der DIN EN 60079-11, Version EN 60079-11 :2012, kann ein eigensicheres Modul bereitgestellt werden, das in

explosionsgefährdeten Zonen eingesetzt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden, lediglich als beispielhaft zu betrachtenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei in den

Zeichnungen zeigen: ein erstes Ausführungsbeispiel eines im Rahmen der Erfindung liegender Aufbau eines elektrischen Moduls mit einem Planartransformator in

Querschnittsansicht;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines im Rahmen der Erfindung liegender

Aufbau eines elektrischen Moduls mit einem Planartransformator in

Querschnittsansicht;

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines im Rahmen der Erfindung liegender

Aufbau eines elektrischen Moduls mit einem Planartransformator in

Querschnittsansicht;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Zusatzleiterplatte, die

Hauptleiterplatte integriert ist in einer Draufsicht;

Fig. 5 die Zusatzleiterplatte der Fig. 4 in einer Draufsicht; Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer Hauptleiterplatte in Querschnittsansicht; Fig. 7 ein Ausfuhrungsbeispiel einer Zusatzleiterplatte in Querschnittsansicht mit Tiefenfräsung;

Fig. 8 die Zusatzleiterplatte der Fig. 7 mit einer Metallkontaktierung;

Fig. 9 eine Tabelle mit Luft- und Kriechstrecken und Trennabständen hinsichtlich bestimmter Schutzniveaus basierend auf Tabelle 5 der Normversion EN

60079-11 :2012 zur Norm EN 60079-11;

Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel einer Verbindung mit einer schrägen Kontaktfläche und einer geraden Kontaktfiäche;

Fig. 1 1 ein Ausführungsbeispiel einer Verbindung mit zwei schrägen

Kontaktflächen;

Fig. 12 ein Ausführungsbeispiel einer Verbindung mit zwei stufenförmigen

Geometrien; und

Fig. 13 ein Ausführungsbeispiel einer Verbindung mit einer schrägen Kontaktfläche und einer stufenförmigen Geometrie.

Nachfolgend wird auf die Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 Bezug genommen, welche jeweils eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen. In den Fig. 1 bis 3 ist jeweils ein elektrisches Modul 100 in einer Querschnittsansicht dargestellt, wobei sich die Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 3 in der Anordnung von Leiterplatten und deren Verbindung 150 miteinander unterscheiden. Die elektrischen Module 100 weisen jeweils ein Gehäuse auf, in dem jeweils eine Hauptleiterplatte 110 und eine

Zusatzleiterplatte 120 angeordnet sind.

In solchen elektrischen Modulen oder elektrischen Geräten mit schmalen Gehäusen befindet sich typischerweise mindestens eine Leiterplatte PCBl bzw. eine Platine mit einer Dicke von HO, die je nach Ausführungsform mehr oder weniger mittig in dem vorhandenen Hohlraum des Gehäuses angeordnet ist. Auf der Leiterplatte PCB1 sind elektronische Bauteile Bl, B2 bestückt, die die elektronische Funktionalität des Moduls bzw. Gerätes bilden. Um den zur Verfügung stehenden Platz optimal auszunutzen, sind die elektronischen Bauteile häufig auf beiden Seiten der Hauptleiterplatte 110 vorhanden. Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, z.B. Bauteil Bl 112 auf der Oberseite und Bauteil B2 113 auf der Unterseite der Hauptleiterplatte 110. Durch die beidseitige Bestückung wird die Hauptleiterplatte PCB1 110 häufig mehr oder weniger vertikal in die Mitte des Hohlraumes platziert, damit die Bestückungshöhen P01 und P02 identisch oder nahezu gleich sind. Alternativ hierzu kann die Hauptleiterplatte PCB1 110 auch leicht asymmetrisch verschoben werden, damit beispielsweise auf der Oberseite der Hauptleiterplatte 110 Bauteile 112, 113 mit einer größeren Höhe angeordnet werden können und auf der Unterseite Bauteile 112, 113 mit einer geringeren Höhe, so dass unterschiedliche Bestückungshöhen benötigt werden. Ferner können auf der

Zusatzleiterplatte 120 ebenso Bauteile an der Ober- und/oder Unterseite der

Zusatzleiterplatte angeordnet sein. Fig. 1 zeigt beispielhaft ein Bauteil 127 an der Oberseite der Zusatzleiterplatte 120.

Es ist eine mehr oder weniger symmetrische Platzierung der Hauptleiterplatte 110 innerhalb des Hohlraumes des Gehäuses 101 von Vorteil, wenn externe Anschlüsse der Hauptleiterplatte 110 derart gestaltet werden sollen, dass Metallisierungen auf der Hauptleiterplatte 110 direkt in Steckverbinder kontaktieren sollen. Hierbei kann beispielsweise die Hauptleiterplatte 110 teilweise mit ihren Metallkontakten außerhalb oder innerhalb des Gehäuses 101 in einen Steckverbinder geschoben werden. Die gezeigten elektrischen Module der Fig. 1 bis 3 können Trennverstärker sein. Solche Trennverstärker werden in schmalen Gehäusen bereitgestellt.

Die elektrischen Module der Fig. 1 bis 3 haben jeweils eine äußere Breite PI von beispielsweise etwa 6,2 mm. Innerhalb des Gerätes ist ein Hohlraum der mit einer Innenhöhe PO von beispielsweise etwa 4,5 mm vorhanden. Der Hohlraum wird beispielsweise von zwei Gehäuseteilen mit einer Wandstärke von z.B. etwa 0,85 mm umschlossen. Hierbei kann beispielsweise die Hauptleiterplatte 110 eine Dicke HO von beispielsweise etwa 0,8 mm aufweisen. Es ergeben sich somit in jedem Fall maximale

Bestückungshöhen P01 und P02 innerhalb eines Hohlraumes der Höhe PO des quaderförmigen Gehäuses. Die Bestückungshöhen P01 und P02 könnten weiter erhöht werden, wenn die Dicke der Leiterplatte HO reduziert würde. Dagegen sprechen wiederum mechanische Aspekte, Isolationsanforderungen sowie ein Lagenaufbau der Leiterplatte, so dass typischerweise eine Leiterplattenstärke von etwa 0,5 mm bis etwa 1 ,0 mm gewählt wird. Die Bestückungshöhen P01, P02 betragen beispielsweise jeweils etwa 1 ,85 mm. Fertigungstoleranzen werden hierbei üblicherweise auch berücksichtig, so dass einzelne Werte unterschiedlich ausfallen können.

Ein zentrales Bauteil von Trennverstärkern ist der Transformator oder Übertrager. Dementsprechend befindet sich in nahezu jedem Trennverstärker mindestens ein Transformator, der entsprechend der Normen dimensioniert ist, um ein bestimmtes Schutzniveau zu haben. Es müssen im Bereich eines Transformators beispielsweise galvanisch getrennte Wicklungen in fester Isolierung mindestens das Maß TO zueinander einhalten. Ferner ist der Transformator eines Trennverstärkers vorzugsweise als Planartransformator ausgebildet. Erfindungsgemäß wird der Planartransformator auf einer Zusatzleiterplatte angeordnet, die eine Leiterplattenstärke Hl von beispielsweise 1,5 mm aufweisen kann, wobei die Hauptleiterplatte 110 des Trennverstärkers mit einer Leiterplattenstärke HO von beispielsweise 0,8 mm ausgebildet ist. Demnach ergibt sich folgender Zusammenhang: Hl > HO und Hl > TO, wobei TO der geforderte

Mindestabstand für ein spezielles Schutzniveau ist, z.B. 1 mm nach Tabelle 5 der Norm DIN EN 60079-11, z.B. der Version EN 60079-11 :2012 ist, (vgl. Fig. 9).

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines im Rahmen der Erfindung liegenden Aufbaus eines elektrischen Moduls 100 mit einem Planartransformator in

Querschnittsansicht. Der Planarübertrager wird als Bauteil auf einer Zusatzleiterplatte PCB2 mit der Dicke Hl gefertigt, die alle Isolationsanforderungen einhält, so dass der Planartransformator als eigensicherer Planartransformator verwendet werden kann. Ferner weist der Planarübertrager einen Ferritkern auf, der zwei Ferritkernteile aufweist. Die

Ferritkernteile des Planarübertragers Fl und F2 ragen in vertikaler Richtung um die Strecke Kl und K2 aus der Zusatzleiterplatte in beide Richtungen heraus, so dass sich eine Gesamtdicke des Transformators von Kl + Hl + K2 ergibt. Die Gesamtdicke des Planartransformators kann typischerweise z.B. bei etwa 4 mm liegen. Somit passt der Planartransformator in den Hohlraum PO von beispielsweise etwa 4,5 mm.

Die Zusatzleiterplatte hat Anschlüsse an ihren Außenlagen, die z.B. über eine

Verbindung 150 als Lötverbindung elektrisch und mechanisch mit der Hauptleiterplatte PCB1 110 kontaktiert sind. Der Planartransformator 122 ist somit ein eigenständiges Bauteil, das z.B. in einem SMT Prozess bestückt werden kann und weist als

Hauptbestandteile im Wesentlichen die Zusatzleiterplatte PCB2 120, die auch

Wicklungen beinhaltet sowie die beiden Ferritkernteile Fl 124 und F2 125 auf. Hierbei können die beiden Ferritkernteile 124 und 125 als Gleichteile, d.h. mit identischer Höhe ausgebildet sein, was aber nicht zwingend notwendig ist. Ferner kann die

Zusatzleiterplatte neben dem Planartransformator auch noch weitere Bauteile B3, wie z.B. Schutzbauteile (Sicherungen, Widerstände, Halbleiter, etc.) aufnehmen, die insbesondere ebenfalls auf SMT -Technologie basieren. Die Gründe dafür können vielfältig sein. So kann durch diese Maßnahme beispielsweise der zur Verfügung Bauraum noch besser ausgenutzt werden, andererseits können Bauteile B3 thermisch besser mit dem Transformator gekoppelt sein als wenn sie auf der Hauptleiterplatte 110 angeordnet wären. Dies kann z.B. für eine thermische Überwachung des Transformators im Fehlerfall sinnvoll sein. Die Hauptleiterplatte PCB1 110 weist eine Ausnehmung 111 auf, um die

Zusatzleiterplatte über eine Verbindung aufnehmen zu können. Ferner weist die Zusatzleiterplatte 120 im Bereich des Transformators 122 eine Ausnehmung 121 auf, durch die eine oder beide Kernhälften ragen können, beispielswiese die untere

Kernhälfte F2 125.

In der Ausführungsform der Fig. 1 ist die Hauptleiterplatte PCB1 110 allerdings nicht vertikal mittig im Hohlraum PO platziert, sondern so weit nach unten verschoben, dass die Bestückungshöhe P02 kleiner als die Bestückungshöhe P01 ist. Je nach konkreter Dimensionierung kann P02 so klein werden, dass selbst das Bauteil B2 113 mit sehr geringer Höhe, z.B. kleiner als einen Millimeter (< 1 mm), eventuell gar nicht mehr bestückt werden kann.

Um dies zu umgehen, wird ferner ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 vorgeschlagen. Hier verbleibt die Hauptleiterplatte PCBl 110 vertikal zentriert oder zumindest annähernd vertikal zentriert in dem Hohlraum bzw. dem Innenraum des Gehäuses 101 mit der Innenhöhe PO, so dass die Bestückungshöhen P01 und P02 identisch sind bzw. mindestens in etwa gleich groß sind und sowohl das Bauteil Bl als auch das Bauteil B2 genügend Platz finden können.

Hierbei wird ferner zweckmäßig gemäß Fig. 2 in die Zusatzleiterplatte PCB2 120 eine so genannte Tiefenfräsung 151 als Verbindung 150 eingebracht, die so dimensioniert ist, dass einerseits die elektrische und mechanische Verbindung zwischen den beiden

Leiterplatten 110, 120 erhalten bleibt, z.B. durch Kantenmetallisierung, und andererseits von den Toleranzen so ausgelegt ist, dass das Transformatorgebilde (mit den Dicken Hl + Fl + F2) noch in den Hohlraum PO hineinpasst. Die Ausgestaltung gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels in Fig. 2 hat unter anderem den Vorteil, dass sie einerseits gut maschinell produzierbar ist und andererseits die Leiterplatte PCBl 110 mehr oder weniger in der Mitte des Hohlraumes verbleiben kann, was Vorteile für die Bauteile Bl und B2 auf beiden Seiten der Leiterplatte hat. Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines im Rahmen der Erfindung liegender Aufbau eines elektrischen Moduls 100 mit einem Planartransformator 122 in

Querschnittsansicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel verbleibt die Hauptleiterplatte PCBl 110 in mehr oder weniger mittlerer Stellung so wie die Zusatzleiterplatte PCB2 120. Allerdings liegt die Zusatzleiterplatte PCB2 120 nun nicht mehr auf der

Leiterplatte PCBl 110 auf, wie dies bei den Ausführungsformen der Fig. 1 und Fig. 2 der Fall ist, sondern„schwebt" in einer Ausnehmung 111 der Hauptleiterplatte PCBl 110. Dies kann beispielsweise mittels temporärer Halterungen im Fertigungsprozess realisiert werden. In dieser Stellung werden beide Leiterplatten 110, 120 (PCBl und PCB2) miteinander mechanisch und elektrisch verbunden, was z.B. über

Lötverbindungen geschehen kann. Die Zusatzleiterplatte PCB2 120 kann bei dem dritten Ausführungsbeispiel im Vergleich zum zweiten Ausführungsbeispiel

kostengünstiger sein, da die Tiefenfräsung 151 entfallen kann.

Die Fig. 4 bis Fig. 8 zeigen weitere mögliche Ausführungsformen gemäß der Erfindung. Hierbei zeigt Fig. 4 eine Hauptleiterplatte PCBl 110 in einer Ausführungsform, die sich an die zweite Ausführungsform der Fig. 2 anlehnt. Ferner zeigen die Fig. 5 bis Fig. 8 weitere Einzelheiten.

Fig. 4 zeigt das Innere eines elektrischen Moduls 100 in der Draufsicht mit einer Hauptleiterplatte 110 und einer Zusatzleiterplatte 120. Auf der Hauptleiterplatte PCBl 110 der Fig. 4 ist eine Zusatzleiterplatte PCB2 120 mit zwei Planartransformatoren 130, 140 angebracht, die jeweils ein Ferritkernpaar Fl und F2 aufweisen, wobei nur die

Ferritkernteile 131, 141 in der Draufsicht der Fig. 5 zu sehen sind. Die Hauptleiterplatte PCBl 110 hat den in Fig. 6 gezeigten Lagenaufbau 114 mit vier elektrisch leitenden Lagen und dazwischenliegenden Isolierschichten. Die Zusatzleiterplatte PCB2 120 der Fig. 4 und Fig. 5 hat an zwei Rändern jeweils

Tiefenfräsungen 151 (englisch:„depth milling"). Die Tiefenfräsungen 151 dienen der Verbindung 150 zwischen der Hauptleiterplatte 110 und der Zusatzleiterplatte 120. An den Tiefenfräsungen 151 befinden sich Kupfer-Kontaktierungen bzw. Kupfer-Pads (Kantenmetallisierungen optional), die mit der Hauptleiterplatte PCBl verlötet werden können.

Auf der Zusatzleiterplatte PCB2 120 der Fig. 5 sind Windungen der

Planartransformatoren 130, 140 auf einer Innenlage dargestellt. Auf einer weiteren Innenlage, die in Fig. 5 nicht dargestellt ist, befinden sich weitere Leiterbahnen, die ebenfalls zu den einzelnen Wicklungen gehören und diese vervollständigen. Auf den Außenlagen können Kupferflächen angeordnet sein, die zur Schirmung eingesetzt werden. Fig. 6 zeigt einen Lagenaufbau der Hauptleiterplatte PCB1, die beispielsweise eine maximale Dicke von etwa 0,9 mm aufweist. Die einzelnen Schichten abwechselnd Kupfer und eine Isolierschicht haben Dicken im Mikrometerbereich, beispielsweise 35 μιη für jeweils eine Kupferschicht und 200 μιη für jeweils eine Isolierschicht, gemessen in vertikaler Richtung der Fig. 6.

Fig. 7 zeigt einen beispielhaften Schichtaufbau der Zusatzleiterplatte der Fig. 4. Die Zusatzleiterplatte PCB2 120 gemäß Fig. 7 hat einen Lagenaufbau 126 mit vier elektrisch leitenden Lagen und dazwischen liegenden Isolierschichten. Die

Abmessungen der einzelnen Schichten sind ähnlich wie die der Fig. 6, nämlich beispielsweise 35 μιη für jeweils eine Kupferschicht und 200 μιη bis 600 μιη für jeweils eine Isolierschicht, gemessen in vertikaler Richtung der Fig. 7, wobei für den

Planartransformator auch noch Durchkontaktierungen zwischen den einzelnen

Schichten vorhanden sein können. Hierbei hat der Lagenaufbau mit den vier Schichten beispielsweise eine maximale Dicke von etwa 1,45 mm, ohne dass die äußeren

Kupferlagen berücksichtigt sind. Ferner weist die Zusatzleiterplatte eine stufenförmige Geometrie 152 auf, an deren Unterseite eine metallische Kontaktfläche als

Kantenmetallisierung 153 angeordnet ist, die in Fig. 8 dargestellt ist.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Kantenmetallisierung 153, wobei das Metall hier Kupfer ist, (englisch: edge plated Pads). Über die Kantenmetallisierung 153 können insbesondere elektrische Verbindungen zwischen der Hauptleiterplatte und der Zusatzleiterplatte bereitgestellt werden.

Die Fig. 10 bis 13 zeigen zusätzlich zu den Fig. 1 bis 3 weitere Ausführungsformen eines elektrischen Moduls 100 in einer Schnittansicht, wobei in den Fig. 10 bis 13 nur ein Teil der vorhandenen Komponenten gezeigt sind und beispielsweise das Gehäuse 101 und die elektronischen Bauteile 112, 113 nicht dargestellt sind. Die Fig. 10 bis 13 zeigen jeweils schematisch eine Hauptleiterplatte 110 und eine Zusatzleiterplatte 120, wobei die Zusatzleiterplatte 120 durch zwei Kernteile 124 und 125 zumindest teilweise umschlossen ist. Die Hauptleiterplatte 110 hat in diesen Ausführungsbeispielen eine geringere Dicke im Vergleich zu der Zusatzleiterplatte 120 mit einer größeren Dicke bzw. Stärke bzw. Höhe.

In den Fig. 10 bis 13 werden verschiedene Varianten einer Art der Verbindung 150 zwischen einer Hauptleiterplatte 110 und einer Zusatzleiterplatte 120 gezeigt. Hierbei weist jedes Ausführungsbeispiel der Fig. 10 bis 13 jeweils zwei Verbindungen 150 auf, die jeweils gleich bzw. ähnlich ausgebildet sind. Es ist jedoch auch möglich, verschiedene Varianten zu kombinieren, so dass beispielsweise eine erste Verbindung 150 in einem elektrischen Modul 100 gemäß Fig. 10 ausgebildet ist und eine zweite Verbindung 150 in einem elektrischen Modul gemäß Fig. 12 ausgebildet ist. Beliebige Variationen sind im Rahmen der Erfindung vorgesehen.

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verbindung 150 zwischen einer geraden Kontaktfiäche der Hauptleiterplatte 110 und einer schrägen Kontaktfläche der

Zusatzleiterplatte 120. Hierbei läuft die Kontaktfläche in Fig. 10 von unten nach oben in etwa einem Winkel von 45 Grad in Bezug auf eine horizontale Ausrichtung der

Hauptleiterplatte 110. Eine stumpfe Seite der Verbindungsfiäche liegt an der unteren Kante der Zusatzleiterplatte und eine Spitze an der Verbindungsfläche liegt an der oberen Kante der Zusatzleiterplatte 120. Hierbei übersteigt die Höhe der

Zusatzleiterplatte 120 die Höhe der Hauptleiterplatte 110.

Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verbindung 150 mit einer gemeinsamen schrägen Kontaktfiäche der Hauptleiterplatte 1 10 und der Zusatzleiterplatte 120. Hierbei weist auch die Hauptleiterplatte 110 eine schräge Randfiäche auf, die mit der schrägen Randfläche der Zusatzleiterplatte korrespondiert, so dass beide Randflächen sich mechanisch vollfiächig berühren. Zusätzlich zur mechanischen Verbindung 150 wird eine elektrische Verbindung 150 bereitgestellt, die linienförmig ausgebildet ist und in Fig. 11 in der Schnittansicht als Punkt dargestellt ist. Fig. 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verbindung 150 mit einer stufenförmigen mechanischen Kontaktfiäche und einer linienförmigen elektrischen Verbindung 150 an der Stufe, die als punktförmige Verbindung in Schnittansicht der Fig. 12 dargestellt ist. Hierbei weist der Randbereich der Hauptleiterplatte 110 eine Stufe auf, die eine Aufiagefiäche nach oben bildet. Ferner weist der Randbereich der Zusatzleiterplatte 120 eine Stufe auf, die eine Aufiagefiäche nach unten ausbildet. Die beiden stufenförmigen Geometrien korrespondieren miteinander. Hierbei liegt die Zusatzleiterplatte 120 auf der Hauptleiterplatte 110 an der Verbindung 150 auf. Eine Umkehrung der Stützung wäre auch möglich, so dass sich die Hauptleiterplatte 110 auf der Zusatzleiterpatte 120 abstützt.

Fig. 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verbindung 150 bei der die

Hauptleiterplatte 110 in ihrem Randbereich eine schräge Kontaktfiäche aufweist. Ferner weist die Zusatzleiterplatte 120 an ihrem Randbereich eine stufenförmige Geometrie auf. Hierbei berühren sich die beiden Randgeometrien der beiden Leiterplatten 110, 120 mechanisch nur in einem Punkt, bzw. auf einer Linie, wenn man die Tiefe der

Leiterplatten 110, 120 betrachtet. An diesem Punkt in der Querschnittsansicht wird eine Verbindung 150 zwischen den beiden Leiterplatten 110, 120 bereitgestellt, die sowohl mechanisch wie auch elektrisch wirkt.

Insgesamt kann ein elektrisches Modul 100 bereitgestellt werden, das eine

Hauptleiterplatte 110 und mindestens eine Zusatzleiterplatte 120 aufweist, wobei die Hauptleiterplatte 110 und die Zusatzleiterplatte 120 auf unterschiedliche Weisen miteinander elektrische und mechanisch verbunden werden können. Diese Verbindung 150 hat den Vorteil, dass das elektrische Modul 100 insgesamt eine niedrige Bauhöhe aufweisen kann und auch gleichzeitig eigensicher im Sinne dem Standard DIN EN 60079-11 bzw. auf internationaler Ebene der Version EN 60079-11 :2012 betrieben werden kann. Bezugszeichen:

100 Elektrisches Modul

101 Gehäuse

102 Wandstärke

110 Hauptleiterplatte PCB 1

111 Ausnehmung in der Hauptleiterplatte

112 elektronisches Bauteil B 1

113 elektronisches Bauteil B2

114 Lagenaufbau der Hauptleiterplatte mit den Lagen COl, C02, C03, C04

120 Zusatzleiterplatte PCB2

121 Ausnehmung in der Zusatzleiterplatte

122 erster Planartransformator

123 Ferritkern

124 erstes Ferritkernteil Fl des ersten Planartransformators

125 zweites Ferritkernteil F2 des ersten Planartransformators

126 Lagenaufbau der Zusatzleiterplatte mit den Lagen C01, C02, C03, C04 127 elektronisches Bauteil B3

130 zweiter Planartransformator

131 Ferritkernteil des zweiten Planartransformators

132 Primärwicklung des zweiten Planartransformators

133 Sekundärwicklung des zweiten Planartransformators

140 dritter Planartansformator

141 Ferritkernteil des dritten Planartransformators

142 Primärwicklung des dritten Planartransformators

143 Sekundärwicklung des dritten Planartransformators

150 Verbindung 151 Tiefenfräsung

152 stufenförmige Geometrie

153 Kantenmetallisierung HO Dicke der Leiterplatte bzw. Leiterplattenstärke

Hl Dicke der Leiterplatte bzw. Leiterplattenstärke

Kl Höhe des Ferritkernteils Fl

K2 Höhe des Ferritkernteil F2

PO Hohlraumhöhe im Inneren des Gehäuses

PI Außenbreite des Gehäuses

P01 Bestückungshöhe im Inneren des Gehäuses

P02 Bestückungshöhe im Inneren des Gehäuses TO geforderter Mindestabstand in Bezug auf ein Schutzniveau