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Title:
EQUIPPED CIRCUIT BOARD FOR AN ELECTRICAL SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/115349
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an equipped circuit board (1) for an electrical system (16) of a motor vehicle (17), having a circuit board body (2), on which a power circuit (5) and a control circuit (6) are formed, wherein the power circuit (5) is connected to the control circuit (6). According to the invention, it is essential that the circuit board according to the invention both enables the power circuit and the control circuit to operate at the same voltage level, wherein the power circuit is coupled to the control circuit via coupling conductor tracks, and also enables the control circuit and the power circuit to operate at different voltage levels, wherein the power circuit is coupled to the control circuit via at least one coupling component.

Inventors:
BIELESCH THOMAS (DE)
BÖHM MICHAEL (JP)
STASCH WOJCIECH (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/083813
Publication Date:
June 20, 2019
Filing Date:
December 06, 2018
Export Citation:
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Assignee:
MAHLE INT GMBH (DE)
International Classes:
B60R16/03; B60R16/02; H01L25/16; H02J1/08; H02M3/335; H03K17/689; H05K1/14
Domestic Patent References:
WO2011078404A22011-06-30
Foreign References:
US20090243764A12009-10-01
US20050231925A12005-10-20
EP1447280A22004-08-18
DE102012105513A12013-01-03
Attorney, Agent or Firm:
UWE, Bernhard (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Bestückte Platine (1 ) für ein elektrisches Bordnetz (16) eines Kraftfahrzeugs (17),

- mit einem zusammenhängenden Platinenkörper (2), auf dem elektronische Leistungskomponenten (3), die eine Leistungsschaltung (5) bilden, und elekt- ronische Steuerkomponenten (4), die eine Steuerschaltung (6) bilden, ange- ordnet und miteinander verschaltet sind,

- wobei auf dem Platinenkörper (2) ein zusammenhängender Leistungsbereich (7), in dem alle Leistungskomponenten (3) angeordnet sind, und ein zusam- menhängender Steuerbereich (8) ausgebildet sind, in dem alle Steuerkompo- nenten (4) angeordnet sind,

- wobei erste Stromanschlüsse (13) zur Stromversorgung der Leistungsschal- tung (5) im Leistungsbereich (7) angeordnet sind,

- wobei zweite Stromanschlüsse (14) zur Stromversorgung und zum Ansteuern der Steuerschaltung (6) im Steuerbereich (8) angeordnet sind.

2. Bestückte Platine nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass auf dem Platinenkörper (2) außerdem ein zusammenhängender Kopplungs- bereich (9) ausgebildet ist, in dem Anschlüsse (19) für wenigstens eine elektri sche Kopplungskomponente (15) zum elektrischen Koppeln der Steuerschaltung (6) mit der Leistungsschaltung (5) vorgesehen sind.

3. Bestückte Platine nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass auf dem Platinenkörper (2) Kopplungsleiterbahnen (20) zum elektrischen Koppeln der Steuerschaltung (6) mit der Leistungsschaltung (5) ausgebildet sind.

4. Bestückte Platine nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kopplungsleiterbahnen (20) durch den Kopplungsbereich (9) hindurch verlaufen.

5. Bestückte Platine nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet,

- dass an die Anschlüsse (19) im Kopplungsbereich (9) wenigstens eine Kopp- lungskomponente (15) angeschlossen ist, durch welche die Steuerschaltung (6) mit der Leistungsschaltung (5) gekoppelt ist,

- dass die Kopplungsleiterbahnen (20), insbesondere durch mechanische, che- mische oder thermische Bearbeitung, unterbrochen sind.

6. Bestückte Platine nach einem der Ansprüche 2 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die jeweilige Kopplungskomponente (15) so ausgestaltet ist, dass sie die Steuerschaltung (6) galvanisch getrennt mit der Leistungsschaltung (5) elektrisch koppelt.

7. Bestückte Platine nach einem der Ansprüche 2 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsbereich (9) einerseits direkt an den Leistungsbereich (7) und andererseits direkt an den Steuerbereich (8) angrenzt.

8. Bestückte Platine nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

- dass an die Anschlüsse (19) im Kopplungsbereich (9) keine Kopplungskompo- nente (15) angeschlossen ist und die Steuerschaltung (6) durch die Kopplungs- leiterbahnen (20) mit der Leistungsschaltung (5) gekoppelt ist,

- dass die Leistungsschaltung (5) und die Steuerschaltung (6) für eine Stromver- sorgung mit einem gemeinsamen Spannungsniveau ausgestaltet sind.

9. Bestückte Platine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Leistungsschaltung (5) für eine Stromversorgung mit einem höheren Spannungsniveau ausgestaltet ist, während die Steuerschaltung (6) für eine Stromversorgung mit einem niedrigeren Spannungsniveau ausgestaltet ist, so dass die ersten Stromanschlüsse (13) als Hochvoltanschlüsse dienen und die zweiten Stromanschlüsse (14) als Niedervoltanschlüsse dienen.

10. Bestückte Platine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die ersten Stromanschlüsse (13) und die zweiten Stromanschlüsse (14) in einem zusammenhängenden Anschlussbereich (10) nebeneinander angeordnet sind, der sich teilweise im Leistungsbereich (7) und teilweise im Steuerbereich (8) erstreckt.

11. Bestückte Platine nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (10) in einem Randbereich (11 ) des Platinenkörpers (2) angeordnet ist.

12. Bestückte Platine nach einem der Ansprüche 10 oder 11 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Kopplungsbereich (9) an einem vom Anschlussbereich (10) entfernten Ende (12) an den Steuerbereich (8) und/oder an den Leistungsbereich (7) an- grenzt.

13. Bestückte Platine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Steuerbereich (8) für ein Niedervolt-Bordnetz ausgelegt ist, dessen Nennspannung maximal 19 Volt beträgt.

14. Bestückte Platine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Leistungsbereich (7) für ein Hochvolt-Bordnetz ausgelegt ist, dessen Nennspannung minimal 40 Volt beträgt.

15. Bestückte Platine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Platinenkörper (2) im Leistungsbereich (7) Kupferelemente (18) aufweist.

16. Bestückte Platine nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet,

dass die bestückte Platine (1 ) und/oder der Platinenkörper (2) einstückig ausge- bildet ist.

17. Bestückte Platine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die erste Stromanschlüsse (13) und/oder zweiten Stromanschlüsse (14) als

Steckverbinder ausgebildet sind.

18. Bestückte Platine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

- dass die Platine (1 ) zur Verwendung in einem Niedervolt-Bordnetz adaptierbar ist, so dass die ersten Stromanschlüsse (13) des Leistungsbereichs (7) und die zweiten Stromanschlüsse (14) des Steuerbereichs (8) mit einer relativ niedri gen Spannung versorgt werden,

- dass die Platine (1 ) zur Verwendung in einem ein Niedervolt-Bordnetz und ein Hochvolt-Bordnetz umfassenden dualen Bordnetz adaptierbar ist, so dass die ersten Stromanschlüsse (13) des Leistungsbereichs (7) mit einer relativ hohen Spannung versorgt werden, während die zweiten Stromanschlüsse (14) des Steuerbereichs (8) mit einer relativ niedrigen Spannung versorgt werden,

- dass sich die für die Verwendung im dualen Bordnetz adaptierte Platine (1 ) von der für die Verwendung im Niedervolt-Bordnetz adaptierte Platine (1 ) dadurch unterscheidet, dass bei der für die Verwendung im dualen Bordnetz adaptierte Platine (1 ) Kopplungsleiterbahnen (20), die bei der für die Verwendung im Nie- dervolt-Bordnetz adaptierten Platine (1 ) zum elektrischen Koppeln der Steuer- schaltung (6) mit der Leistungsschaltung (5) dienen, unterbrochen sind.

19. Bestückte Platine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Platine (1 ) in einer ersten Variante zur Verwendung in einem Nieder- volt-Bordnetz adaptiert ist, so dass die ersten Stromanschlüsse (13) des Leis- tungsbereichs (7) und die zweiten Stromanschlüsse (14) des Steuerbereichs (8) mit einer relativ niedrigen Spannung versorgt werden,

- dass die Platine (1 ) in einer zweiten Variante zur Verwendung in einem ein Niedervolt-Bordnetz und ein Hochvolt-Bordnetz umfassenden dualen Bordnetz adaptiert ist, so dass die ersten Stromanschlüsse (13) des Leistungsbereichs (7) mit einer relativ hohen Spannung versorgt werden, während die zweiten Stromanschlüsse (14) des Steuerbereichs (8) mit einer relativ niedrigen Span- nung versorgt werden,

- dass sich die für die Verwendung im dualen Bordnetz adaptierte Platine (1 ) von der für die Verwendung im Niedervolt-Bordnetz adaptierte Platine (1 ) dadurch unterscheidet, dass bei der für die Verwendung im dualen Bordnetz adaptierte Platine (1 ) Kopplungsleiterbahnen (20), die bei der für die Verwendung im Nie- dervolt-Bordnetz adaptierten Platine (1 ) zum elektrischen Koppeln der Steuer- schaltung (6) mit der Leistungsschaltung (5) dienen, galvanisch trennend un- terbrochen sind und wenigstens eine galvanisch trennende Kopplungskompo- nente (15) vorhanden ist, welche die Leistungsschaltung (5) mit der Steuer- schaltung (6) galvanisch getrennt koppelt.

20. Verfahren zur Herstellung einer bestückten Platine nach einem der vorher- gehenden Ansprüche, bei dem

- elektronische Leistungskomponenten (3) und elektronische Steuerkomponen- ten (4) auf dem Platinenkörper (2) angeordnet und miteinander verschaltet werden,

- die Leistungskomponenten (3) eine Leistungsschaltung (5) und die Steuerkom- ponenten (4) eine Steuerschaltung (6) bilden, - die Leistungskomponenten (3) in einem zusammenhängenden Leistungsbe- reich (7) und die Steuerkomponenten (4) in einem zusammenhängenden Steu- erbereich (8) angeordnet werden,

- erste Stromanschlüsse (13) zur Stromversorgung der Leistungsschaltung (5) im Leistungsbereich (7) angeordnet werden,

- zweite Stromanschlüsse (14) zur Stromversorgung und zum Ansteuern der Steuerschaltung (6) im Steuerbereich (8) angeordnet werden,

- Anschlüsse (19) für wenigstens eine elektrische Kopplungskomponente (15) in dem Kopplungsbereich (9) ausgebildet werden,

- auf dem Platinenkörper (2), insbesondere durch den Kopplungsbereich (9) hin- durch verlaufende, Kopplungsleiterbahnen (20) zum elektrischen Koppeln der Steuerschaltung (6) mit der Leistungsschaltung (5) ausgebildet werden.

21. Verfahren zur Herstellung einer bestückten Platine nach Anspruch 20, bei dem

- an die Anschlüsse (19) im Kopplungsbereich (9) zumindest eine Kopplungs- komponente (15) angeschlossen wird,

- die Kopplungsleiterbahnen (20), insbesondere durch mechanische, chemische oder thermische Bearbeitung, unterbrochen werden.

22. Verfahren zur Herstellung einer bestückten Platine nach Anspruch 21 , bei dem

- alle Kopplungsleiterbahnen (20), insbesondere durch mechanische, chemische oder thermische Bearbeitung, unterbrochen werden, um eine bestehende elekt- rische Kopplung zwischen der Steuerschaltung (6) und der Leistungsschaltung (5) zu unterbrechen,

- an die Anschlüsse (19) im Kopplungsbereich (9) zumindest eine Kopplungs- komponente (15) angeschlossen wird, um eine, insbesondere galvanisch ge- trennte, elektrische Kopplung zwischen der Steuerschaltung (6) und der Leis- tungsschaltung (5) zu erzeugen.

*****

Description:
Bestückte Platine für ein elektrisches Bordnetz eines Kraftfahrzeugs

Die vorliegende Erfindung betrifft eine bestückte Platine für ein elektrisches Bord- netz eines Kraftfahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Ver- fahren zur Herstellung einer solchen Platine.

Das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs beinhaltet sämtliche elektrischen Komponen- ten des Kraftfahrzeugs, wie z.B. Steuergeräte, Sensoren, Batteriesysteme und Anzeigeelemente, beispielsweise Displays und Warnleuchten. Durch sich ständig weiterentwickelnde Komfortsysteme, wie z.B. bessere Klimaanlagen oder im Kraft- fahrzeug angeordnete Displays für Unterhaltungselektronik, ist das Bordnetz ei- nes modernen Kraftfahrzeugs stetig steigenden Belastungen ausgesetzt. Beson- ders im Winter bei niedrigen Temperaturen ist das Bordnetz auch ohne die Kom- fortsysteme einer höheren Belastung ausgesetzt. Grundsätzlich bekannt sind Bordnetze mit relativ niedriger Spannung, z.B. 12 Volt, die im vorliegenden Zu sammenhang auch als Niedervolt-Spannung bezeichnet werden kann, oder mit etwas höherer Spannung, z.B. 48 Volt, die im vorliegenden Zusammenhang auch als Hochvolt-Spannung bezeichnet werden kann. Ein duales Bordnetz arbeitet mit zwei verschiedenen Spannungen, also sowohl mit der niedrigeren Spannung als auch mit der höheren Spannung, oder anders gesagt, das duale Bordnetz arbeitet mit Niedervolt-Spannung und mit Hochvolt-Spannung. Die Hochvolt-Spannung ist im vorliegenden Zusammenhang keine Hochspannung, die definitionsgemäß mindestens 1.000 Volt beträgt, sondern liegt in der Regel unter 100 Volt, vor- zugsweise bei ca. 48 Volt.

Der Einsatz eines reinen 12V Bordnetzes ist nachteilig, da ein 12V Bordnetz kaum in der Lage ist, den Strombedarf zu decken, der für den Betrieb der grund- legenden Systeme, wie z.B. Scheinwerfer, bzw. der für den Betrieb moderner Komfortsysteme nötig ist. Ferner muss berücksichtigt werden, dass sich der Trend stetig weiterentwickelnder Komfortsysteme auch in der Zukunft fortsetzten wird, wodurch es notwendig ist, Bordnetze bereits in der Gegenwart auf die zukünftigen Anforderungen auszulegen. Jedoch sind reine 48V Bordnetze teuer in der Her- stellung, wodurch der Einsatz von reinen 48V Bordnetzen in Kraftfahrzeugen in einem deutlich höheren Endpreis des Kraftfahrzeugs resultiert, den potentielle Kunden nur bedingt bereit sind zu zahlen. Deshalb werden reine 12V Bordnetze bevorzugt auf duale 12V/48V Bordnetze umgestellt, anstatt Kraftfahrzeuge mit ei- nem kostspieligen 48V Bordnetz auszustatten. Die Umstellung eines reinen 12V Bordnetzes auf ein duales 12V/48V Bordnetz ist mit hohem Zeitaufwand und Kos- ten verbunden. Die Architektur einer Platine eines 12V Bordnetzes sollte im Ideal fall bereits für das zukünftig verwendete duale 12V/48V Bordnetz ausgelegt sein, um den Zeitaufwand und die Kosten bei der Umstellung eines 12V Bordnetzes auf ein duales 12V/48V Bordnetz zumindest zu reduzieren.

Aus der DE 10 2012 105 513 A1 ist ein Hybridschaltkreis bekannt, der auf einer Hauptplatine einen Niederspannungskreis und auf einer Zusatzplatine einen Hochspannungskreis aufweist. Die separate Zusatzplatine ist auf die Hauptplatine aufgesetzt. Der Hochspannungskreis ist über eine auf der Hauptplatine angeord- neten Schnittstelle mit dem Niederspannungskreis gekoppelt.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine be- stückte Platine für ein elektrisches Bordnetz eine verbesserte oder zumindest al- ternative Ausführungsform anzugeben, welche es ermöglicht, die Platine sowohl mit einer niedrigen Bordnetzspannung als auch mit einer hohen Bordnetzspan- nung zu betreiben. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängi- gen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine bestückte Platine für ein elektrisches Bordnetz mit einem zusammenhängenden Platinen- körper bereitzustellen, auf dem elektronische Leistungskomponenten, die eine Leistungsschaltung bilden, und elektronische Steuerkomponenten, die eine Steu- erschaltung bilden, angeordnet und miteinander verschaltet sind. Die Platine fun- giert dabei als Träger für elektronische Bauteile und dient der mechanischen Be- festigung und der elektrischen Verbindung dieser Bauteile. Hierzu können die Bauteile unmittelbar mit der Platine bzw. mit integrierten Leiterbahnen der Platine verlötet sein. Dabei sind die Leistungskomponenten in einem zusammenhängen- den bzw. kontinuierlichen Leistungsbereich und die Steuerkomponenten in einem zusammenhängenden bzw. kontinuierlichen Steuerbereich angeordnet. Der Leis- tungsbereich weist erste Stromanschlüsse auf, über welche die Leistungsschal- tung mit Strom versorgt werden kann und der Steuerbereich weist zweite Strom- anschlüsse auf, über welche die Steuerschaltung mit Strom versorgt werden kann. Die zweiten Stromanschlüsse sind ferner dazu ausgebildet, die Steuer- schaltung anzusteuern. Mit einer erfindungsgemäßen Platine, die eine räumlich getrennten Anordnung des Leistungsbereichs und des Steuerbereichs bzw. der Leistungsschaltung und der Steuerschaltung besitzt, ist es einfach möglich, die Platine sowohl in einem herkömmlichen reinen 12V Bordnetz als auch in einem dualen 12V/48V Bordnetz zu betreiben. Wird die Platine in einem dualen, z.B. 12V/48V, Bordnetz betrieben, wird die Steuerschaltung dabei mit einer relativ niedrigen Bordnetzspannung, z.B. 12V, und die Leistungsschaltung mit einer rela- tiv hohen Bordnetzspannung, z.B. 48V, betrieben. Wird die Platine in einem her- kömmlichen, z.B. 12V Bordnetz betrieben, so werden sowohl die Steuerschaltung als auch die Leistungsschaltung mit einer niedrigen Bordnetzspannung betrieben. Die Verwendung einer solchen Platine ist vorteilhaft, da es dadurch möglich ist, ein reines 12V Bordnetz ohne großen Aufwand und ohne große Kosten auf ein duales 12V/48V Bordnetz umzurüsten.

Eine mögliche Ausführungsform schlägt vor, dass auf dem Platinenkörper, zusätz- lich zu dem Leistungsbereich und dem Steuerbereich, ein zusammenhängender bzw. kontinuierlicher Kopplungsbereich ausgebildet ist. Der Kopplungsbereich weist Anschlüsse für wenigstens eine elektrische Kopplungskomponente auf, wo- bei die Kopplungskomponente zum elektrischen Koppeln der Steuerschaltung mit der Leistungsschaltung ausgebildet ist. Dadurch ist ermöglicht, die Steuerschal- tung und die Leistungsschaltung trotz der separaten Anordnung des Steuerbe- reichs und des Leistungsbereichs durch Anordnen wenigstens einer Kopplungs- komponente an den Anschlüssen elektrisch miteinander zu koppeln.

Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass auf dem Platinenkörper, insbesondere durch den Kopplungsbereich verlaufende, Kopplungsleiterbahnen zum elektri schen Koppeln der Steuerschaltung mit der Leistungsschaltung ausgebildet sind. Ist an den Anschlüssen keine Kopplungskomponente angeordnet, so ist es durch die Leiterbahnen ermöglicht, die Steuerschaltung mit der Leistungsschaltung zu koppeln, wodurch es wiederum ermöglicht ist, die Platine in einem herkömmlichen 12V Bordnetz zu betreiben. Da die Leiterbahnen bereits auf dem Platinenkörper ausgebildet sind, sind keine weiteren Montageschritte notwendig, um die Steuer- schaltung mit der Leistungsschaltung zu koppeln. Es ist auch denkbar, dass die Kopplungsleiterbahnen am Rand der Platine bzw. am Rand des Platinenkörpers ausgebildet sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass an die Anschlüsse im Kopplungsbereich keine Kopplungskomponente angeschlossen ist und die Steuerschaltung durch die Kopplungsleiterbahnen mit der Leistungsschal- tung gekoppelt ist und dass die Leistungsschaltung und die Steuerschaltung für eine Stromversorgung mit einem gemeinsamen Spannungsniveau ausgestaltet sind. Anders formuliert: das gemeinsame Spannungsniveau und die Bauteile der Leistungsschaltung bzw. die Bauteile der Steuerschaltung müssen so gewählt werden, dass die Bauteile der Steuerschaltung nicht durch ein zu großes Span- nungsniveau beschädigt werden und dass das Spannungsniveau trotzdem aus- reichend groß ist, um die Bauteile der Leistungsschaltung zu betreiben. Dement- sprechend ist es zweckmäßig, wenn die Leistungsschaltung nur Bauteile aufweist, für deren Betrieb lediglich eine verhältnismäßig niedrige Spannung notwendig ist und wenn die Steuerschaltung nur Bauteile aufweist, die mit dem gleichen Span- nungsniveau betrieben werden können, wie die Bauteile der Leistungsschaltung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass an die An- schlüsse im Kopplungsbereich wenigstens eine Kopplungskomponente ange- schlossen ist, durch welche die Steuerschaltung mit der Leistungsschaltung ge- koppelt ist. Dabei sind die in die Platine integrierten Kopplungsleiterbahnen, ins- besondere durch mechanische, chemische oder thermische Bearbeitung, unter- brochen, wobei die Leistungsschaltung für eine Stromversorgung mit einem höhe- ren Spannungsniveau ausgestaltet ist, während die Steuerschaltung für eine Stromversorgung mit einem niedrigeren Spannungsniveau ausgestaltet ist. Dem- entsprechend dienen die ersten Stromanschlüsse als Hochvoltanschlüsse und die zweiten Stromanschlüsse als Niedervoltanschlüsse. Es ist denkbar, dass die Steuerschaltung anfangs über die Kopplungsleiterbahnen mit der Leistungsschal- tung verbunden ist und dass die Platine in einem herkömmlichen 12V Bordnetz mit gleichem Spannungsniveau für die Leistungsschaltung und die Steuerschal- tung betrieben wird. Anschließend wird es durch Unterbrechen der Kopplungslei- terbahnen und Anschließen wenigstens einer Kopplungskomponente an den An- schlüssen des Kopplungsbereichs ermöglicht, die Platine in einem dualen

12V/48V Bordnetz zu betreiben. Dies ist vorteilhaft, da es dadurch ermöglicht ist, ein Kraftfahrzeug, in welchem die Platine angeordnet ist, von einem 12V Bordnetz auf ein duales 12V/48V Bordnetz umzurüsten, ohne die Platine auszutauschen, wodurch Zeit und Kosten gespart werden können. Ferner kann dieselbe Platine in einer Standardversion in einem einfachen Bordnetz betrieben werden, während sie für das duale Bordnetz nur geringfügig modifiziert werden muss, beispielswei- se, indem die Kopplungsleiterbahnen unterbrochen und die wenigstens eine Kopplungskomponente eingebaut wird. Somit lassen sich große Stückzahlen rea- lisieren, welche die Stückpreise reduzieren.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die jeweilige elektrische Kopplungskomponente so ausgestaltet ist, dass sie die mit niedriger Spannung betriebene Steuerschaltung galvanisch getrennt mit der mit hoher Spannung be- triebenen Leistungsschaltung elektrisch koppelt. Da die Platine sowohl einen Leistungsbereich als auch einen Steuerbereich aufweist, ist es zweckmäßig, dass das elektrische Potential der im Leistungsbereich angeordneten Leistungsschal- tung und das elektrische Potential der im Steuerbereich angeordneten Steuer- schaltung galvanisch voneinander getrennt sind. Um den Steuerbereich und den Leistungsbereich galvanisch voneinander zu trennen, wird die elektrische Leitung zwischen den Steuerkomponenten und den Leistungskomponenten durch die je- weilige elektrisch nicht leitfähige Kopplungskomponente unterbrochen. Trotzdem ist es notwendig, dass die Steuerschaltung mit der Leistungsschaltung Signale austauschen kann. Dementsprechend ist es denkbar, zum Koppeln der Steuer- schaltung mit der Leistungsschaltung einen Opto-Koppler als Kopplungskompo- nente zu verwenden. Ein Opto-Koppler ermöglicht es, Signale zwischen der Steu- erschaltung und der Leistungsschaltung zu übertragen, obwohl die Steuerschal- tung von der Leistungsschaltung galvanisch getrennt ist. Ein Opto-Koppler weist ein Sendebauteil und ein Empfängerbauteil auf, welche untereinander optisch ge- koppelt sind. Ferner sind kapazitive und induktive Koppler bekannt, die als Kopp- lungskomponente verwendet werden können. Es ist auch möglich, dass die jewei- lige Kopplungskomponente ein Transformator ist, welcher Signale zwischen der Steuerschaltung und der Leistungsschaltung überträgt.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass der Kopplungsbereich einerseits direkt an den Leistungsbereich und andererseits direkt an den Steuerbereich angrenzt. Die jeweilige Kopplungskomponente muss zum Koppeln der Steuerschaltung mit der Leistungsschaltung ausgebildet sein. Die jeweilige Kopplungskomponente über- trägt Signale zwischen der Steuerschaltung und der Leistungsschaltung. Grenzt der Kopplungsbereich mit der im Kopplungsbereich angeordneten Kopplungs- komponente einerseits direkt an den Leistungsbereich und andererseits direkt an den Steuerbereich an, so ist dies vorteilhaft, da es dadurch einfacher ist, die Steuerschaltung mit der Leistungsschaltung zu koppeln bzw. da es dadurch ein- facher ist, Signale zwischen der Steuerschaltung und der Leistungsschaltung zu übertragen. Ferner ist es einfacher, die Steuerschaltung durch die insbesondere durch den Kopplungsbereich verlaufenden Kopplungsleiterbahnen mit der Leis- tungsschaltung zu koppeln, wenn der Kopplungsbereich sowohl an den Leis- tungsbereich als auch an den Steuerbereich angrenzt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die ersten Stromanschlüsse und die zweiten Stromanschlüsse in einem zusammenhängen- den Anschlussbereich nebeneinander angeordnet sind. Der Anschlussbereich er- streckt sich dabei teilweise in den Leistungsbereich und teilweise in den Steuer- bereich. Der zusammenhängende Anschlussbereich vereinfacht die Leitungsfüh- rung an bzw. auf der Platine und vereinfacht das Anschließen der Platine an eine Stromversorgung mit Niedervoltbereich und Hochvoltbereich.

Zweckmäßig kann ferner vorgesehen sein, dass der Anschlussbereich in einem Randbereich des Platinenkörpers angeordnet ist. Die sich im Anschlussbereich befindenden ersten Stromanschlüsse bzw. die sich im Anschlussbereich befin- denden zweiten Stromanschlüsse müssen durch wenigstens ein Anschlussele- ment mit Strom versorgt werden. Das Anschlusselement wird zumeist hündisch mit den ersten bzw. zweiten Stromanschlüssen verbunden. Eine Platine ist nach der Montage in einem Bordnetz üblicherweise in einem Gehäuse angeordnet. Durch die seitliche oder randseitige Anordnung des Anschlussbereichs lässt sich das Anschlusselement leicht mit den ersten bzw. zweiten Stromanschlüssen ver- binden.

Vorzugsweise kann ferner vorgesehen sein, dass der Kopplungsbereich an sei- nem vom Anschlussbereich entfernten Ende an den Steuerbereich und/oder an den Leistungsbereich angrenzt. Durch diese Maßnahme befindet sich der Kopp- lungsbereich zwischen dem Anschlussbereich und dem Steuerbereich bzw. dem Leistungsbereich.

Eine weitere mögliche Ausführungsform schlägt vor, dass der Steuerbereich für ein Niedervolt-Bordnetz ausgelegt ist, dessen Nennspannung maximal 19 Volt oder maximal 15 Volt beträgt. Durch das Niedervolt-Bordnetz können alle Kompo- nenten, welche nur eine geringe Leistungsaufnahme benötigen, mit Strom ver- sorgt werden. Da die Nennspannung maximal 19 Volt beträgt, ist es durch das Niedervolt-Bordnetz möglich, Komponenten zu betreiben, welche ausschließlich für den Betrieb bei einer Nennspannung von unter 19 Volt geeignet sind und bei einer höheren Nennspannung beschädigt werden. Ferner benötigen viele Kom- ponenten beim Betrieb nur eine geringe Leistung, wodurch es zweckmäßig ist, diese Komponenten mit einer Nennspannung von maximal 19 Volt zu betreiben, um einen energieeffizienten Betrieb dieser Komponenten zu ermöglichen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Leistungsbereich für ein Hochvolt-Bordnetz ausgelegt ist, dessen Nennspannung mindestens 40 Volt oder mindestens 45 Volt beträgt. Der Leistungsbereich, des- sen Nennspannung minimal 40 Volt beträgt, bildet eine Art zweites Teilbordnetz, welcher das Niedervolt-Bordnetz ergänzt. Eine höhere Spannung ermöglicht den Betrieb der Komponenten, welche eine höhere Leistungsaufnahme benötigen, z.B. den Betrieb einer Vorrichtung für einen beschleunigten Start der Brennkraft- maschine oder den Betrieb eines elektrischen Turboladers.

Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass der Platinenkörper im Leistungsbe- reich Kupferelemente aufweist. Insbesondere die Leistungskomponenten erhitzen sich beim Betrieb, wobei eine Erhitzung der Leistungskomponenten in einer Be- schädigung und einer Beeinträchtigung der Funktion der Leistungskomponenten resultieren kann. Die beim Betrieb der Leistungskomponenten entstehende Wär- me muss dementsprechend abgeführt werden, wodurch es vorteilhaft ist, wenn der Platinenkörper im Leistungsbereich Kupferelemente aufweist, da es die Kup- ferelemente ermöglichen, Wärme effizient abzuführen. Der Platinenkörper bildet eine Wärmesenke für sämtliche auf der Platine angeordnete Komponenten, durch welche die beim Betrieb der Komponenten entstehende Wärme abgeführt wird. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass nur im Leistungsbereich solche Kup- ferelemente vorgesehen sind. Da sich die Steuerkomponenten beim Betrieb nicht so stark erhitzen wie die Leistungskomponenten, sind Kupferelemente im Steuer- bereich nicht zwingend erforderlich. Es verlässt den Rahmen der vorliegenden Er- findung jedoch nicht, wenn der Platinenkörper auch im Steuerbereich Kupferele- mente aufweist.

Die Erfindung betrifft ferner eine unbestückte Platine zum Herstellen einer be- stückten Platine der vorstehend beschriebenen Art. Die bestückte und/oder die unbestückte Platine kann zur Verwendung in einem Niedervolt-Bordnetz adaptiert werden, so dass im Betrieb der bestückten Platine die ersten Stromanschlüsse des Leistungsbereichs und die zweiten Stromanschlüsse des Steuerbereichs mit einer relativ niedrigen Spannung, z.B. 12V, versorgt werden. Ebenso lässt sich die bestückt und/oder unbestückte Platine zur Verwendung in einem ein Nieder- volt-Bordnetz und ein Hochvolt-Bordnetz umfassenden dualen Bordnetz adaptie- ren, so dass im Betrieb der bestückten Platine die ersten Stromanschlüsse des Leistungsbereichs mit einer relativ hohen Spannung, z.B. 48V, versorgt werden, während die zweiten Stromanschlüsse des Steuerbereichs mit einer relativ niedri gen Spannung, z.B. 12V, versorgt werden. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass sich die für die Verwendung im dualen Bordnetz adaptierte Platine von der für die Verwendung im Niedervolt-Bordnetz adaptierte Platine dadurch unter- scheidet, dass bei der für die Verwendung im dualen Bordnetz adaptierte Platine die weiter oben genannten Kopplungsleiterbahnen im bestückten und im unbe- stückten Zustand unterbrochen sind. Insbesondere unterscheidet sich die unbe- stückte, für die Verwendung im dualen Bordnetz adaptierte Platine ausschließlich durch die unterbrochenen Kopplungsleiterbahnen von der unbestückten, für die Verwendung im Niedervolt-Bordnetz adaptierten Platine.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer bestückten Platine der vorstehend beschriebenen Art, bei dem es möglich ist, die Steuerschaltung mittels Kopplungsleiterbahnen mit der Leistungsschaltung zu koppeln, bei dem es jedoch auch möglich ist, die Kopplungsleiterbahnen, insbe- sondere durch mechanische, chemische oder thermische Bearbeitung, zu unter- brechen und die Steuerschaltung durch Anschließen wenigstens einer Kopp- lungskomponente an die Anschlüsse im Kopplungsbereich mit der Leistungs- schaltung zu koppeln. Es gibt dementsprechend zwei Varianten der Platine, die bis auf die unterbrochenen Kopplungsleiterbahnen in einer der beiden Varianten identisch sind.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Un- teransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- dern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, oh- ne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die einzige Figur 1 zeigt eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen bestückten Platine mit einer unterbrochenen Kopplungslei- terbahn.

Entsprechend Fig. 1 weist eine bestückte Platine 1 einen zusammenhängenden, einstückigen Platinenkörper 2 auf, wobei auf dem Platinenkörper 2 elektronische Leistungskomponenten 3 und elektronische Steuerkomponenten 4 miteinander elektrisch verschaltet sind. Dabei bilden die Leistungskomponenten 3 eine Leis- tungsschaltung 5 und die Steuerkomponenten 4 eine Steuerschaltung 6. In Fig. 1 sind rein exemplarisch drei Leistungskomponenten 3 und drei Steuerkomponen- ten 4 gezeigt, welche die Leistungsschaltung 5 und die Steuerschaltung 6 bilden. Es verlässt den Rahmen der vorliegenden Erfindung selbstverständlich nicht, wenn die Leistungsschaltung 5 mehr oder weniger Leistungskomponenten 3 und die Steuerschaltung 6 mehr oder weniger Steuerkomponenten 4 aufweist. Der Platinenkörper 2 weist einen Leistungsbereich 7, einen Steuerbereich 8, einen Kopplungsbereich 9 und einen Anschlussbereich 10 auf. Ferner werden ein Randbereich des Platinenkörpers 2 mit 11 und ein von diesem Randbereich 11 entferntes oder abgewandtes Ende des Kopplungsbereichs 9 mit 12 bezeichnet. Dabei ist der Leistungsbereich 7 als zusammenhängender Bereich ausgebildet, in dem alle Leistungskomponenten 3 angeordnet sind. Der Platinenkörper 2 kann im Leistungsbereich 7 außerdem Kupferelemente 18 aufweisen, die eine effiziente Abfuhr der von den Leistungskomponenten 3 emittierten Wärme ermöglichen. Der Steuerbereich 8 bildet einen zusammenhängenden Bereich, in dem alle Steuer- komponenten 4 angeordnet sind. Im Leistungsbereich 7 sind erste Stroman- schlüsse 13 und im Steuerbereich 8 sind zweite Stromanschlüsse 14 angeordnet, wobei die ersten Stromanschlüsse 13 zur Stromversorgung der Leistungsschal- tung 5 und die zweiten Stromanschlüsse 14 zur Stromversorgung der Steuer- schaltung 6 ausgebildet sind. Die zweiten Stromanschlüsse 14 sind ferner zum Ansteuern der Steuerschaltung 6 ausgebildet.

Wie in Fig. 1 illustriert, ist auf dem Platinenkörper 2 eine durch den Kopplungsbe- reich 9 verlaufende Kopplungsleiterbahn 20 zum elektrischen Koppeln der Steu- erschaltung 6 mit der Leistungsschaltung 5 ausgebildet. Die Kopplungsleiterbahn 20 ist in Fig. 1 unterbrochen, wodurch ein Koppeln der Steuerschaltung 6 mit der Leistungsschaltung 5 über die Kopplungsleiterbahn 20 nicht möglich ist. Die eine in Fig. 1 gezeigte Kopplungsleiterbahn 20 ist lediglich beispielhaft zu verstehen, es ist zweckmäßig, dass mehrere Kopplungsleiterbahnen 20 auf dem Platinen- körper 2 ausgebildet sind. Es ist ebenso denkbar, dass die Kopplungsleiterbah- nen 20 an anderer Stelle als in Fig. 1 gezeigt auf dem Platinenkörper 2 verlaufen. Im Kopplungsbereich 9 ist ein Anschluss 19 ausgebildet, an dem in Fig. 1 eine Kopplungskomponente 15 angeschlossen ist, durch welche die Steuerschaltung 6 mit der Leistungsschaltung 5 gekoppelt ist. Der eine Anschluss 19 bzw. die eine Kopplungskomponente 15 sind auch hier lediglich beispielhaft zu verstehen, es können auch mehrere Anschlüsse 19 und mehrere Kopplungskomponenten 15 vorgesehen sein. Es ist denkbar, dass die Kopplungsleiterbahn 20 durch mecha- nische, chemische oder thermische Bearbeitung unterbrochen ist. Bei dem in Fig.

1 gezeigten Aufbau der Platine 1 kann die Leistungsschaltung 5 mit einem höhe- ren Spannungsniveau und die Steuerschaltung 6 mit einem niedrigeren Span- nungsniveau betrieben werden, so dass die ersten Stromanschlüsse 13 als Hoch- voltanschlüsse und die zweiten Stromanschlüsse 14 als Niedervoltanschlüsse dienen können.

Alternativ ist es ebenso möglich, dass an dem Anschluss 19 keine Kopplungs- komponente 15 angeschlossen ist und dass die Kopplungsleiterbahn 20 nicht un- terbrochen ist, wodurch die Steuerschaltung 6 durch die Kopplungsleiterbahn 20 mit der Leistungsschaltung 5 gekoppelt ist. In dieser Ausführungsform ist die Leis- tungsschaltung 5 und die Steuerschaltung 6 für eine Stromversorgung mit einem gemeinsamen Spannungsniveau auszugestalten.

Die Kopplungskomponente 15 ist so ausgestaltet, dass sie die Steuerschaltung 6 galvanisch getrennt mit der Leistungsschaltung 5 koppelt. Der Kopplungsbereich 9 bildet dabei, wie der Steuerbereich 8 und der Leistungsbereich 7, einen zu- sammenhängenden Bereich, wobei der Kopplungsbereich 9 einerseits direkt an den Leistungsbereich 7 und andererseits direkt an den Steuerbereich 8 angrenzt. Der ebenso zusammenhängende Anschlussbereich 10 erstreckt sich teilweise in den Leistungsbereich 7 und teilweise in den Steuerbereich 8. Die ersten Strom- anschlüsse 13 und die zweiten Stromanschlüsse 14 sind in dem Anschlussbe- reich 10 nebeneinander angeordnet. Beispielsweise können die ersten Stroman- schlüsse 13 und die zweiten Stromanschlüsse 14 in einer Reihe geradlinig ne- beneinander angeordnet sein. Der Anschlussbereich 10 ist in dem Randbereich 11 des Platinenkörpers 2 und der Kopplungsbereich 9 in einem vom Anschlussbe- reich 10 entfernten Bereich des Platinenkörpers 2 angeordnet. Das vom Randbe- reich 11 entfernte Ende 12 des Kopplungsbereichs 9 grenzt direkt an den Leis- tungsbereich 7 an, während ein dem Randbereich 11 zugewandtes Ende des Kopplungsbereichs 9 direkt an den Steuerbereich 8 angrenzt. Die bestückte Platine 1 kann in einem herkömmlichen 12V Bordnetz eines Kraft- fahrzeugs 17 Anwendung finden, wobei die Steuerschaltung 6 und die Leistungs- schaltung 5 bei gleichem Spannungsniveau betrieben werden.

Die bestückte Platine 1 kann auch in einem dualen elektrischen Bordnetz 16 An- wendung finden, wobei der Steuerbereich 8 für ein Niedervolt-Bordnetz ausgelegt ist, dessen Nennspannung maximal 19 Volt beträgt. Der Leistungsbereich 7 ist in diesem Fall für ein Hochvolt-Bordnetz ausgelegt, dessen Nennspannung minimal 40 Volt beträgt.

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