用于耦接電路板的裝置制造方法
【專利摘要】一種用于連接兩個(gè)或更多個(gè)電路板的裝置，該裝置包括：第一電路板，其包括第一表面和第二表面，第二表面具有第一傳導(dǎo)焊盤；第二電路板，其包括第三表面和第四表面，第三表面具有第二傳導(dǎo)焊盤；固定部件，其被配置成與第一電路板和第二電路板接合以將第一電路板耦接到第二電路板，其中，當(dāng)耦接時(shí)，固定部件與第一電路板和第二電路板中的一個(gè)電隔離；以及導(dǎo)電隔件，其被配置成電耦接第一傳導(dǎo)焊盤和第二傳導(dǎo)焊盤。
【專利說明】用于耦接電路板的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于耦接多個(gè)電路板的裝置。該裝置特別適用于電耦接兩個(gè)或更多個(gè)印刷電路板(PCB)的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在電氣設(shè)備中常使用電路板來連接設(shè)備的電氣元件。隨著元件數(shù)目連同設(shè)備復(fù)雜性的增加，可能使用多個(gè)電路板。多個(gè)電路板可以按照堆疊或?qū)盈B的方式布置，使得電氣設(shè)備內(nèi)的空間被最優(yōu)化。為了將多個(gè)電路板耦接在一起，可以采用各種方法。一種方法是使用螺釘和中空導(dǎo)體的組合。如果期望電耦接，則電路板中的鍍覆通孔(PTH)、傳導(dǎo)焊盤/傳導(dǎo)墊圈和金屬螺旋嵌件允許螺釘、中空導(dǎo)體(典型地銅或黃銅柱)和電路板之間的電連接，使得電流能夠在多個(gè)電路板之丨司流動(dòng)。
[0003]在電氣設(shè)備的組裝處理期間，存在錯(cuò)誤的可能性。特別地，中空導(dǎo)體常常被手動(dòng)插入并且因此一個(gè)或更多個(gè)中空柱可以被忽略并且不出現(xiàn)在電氣設(shè)備中。在該情況下，鑒于螺釘也是導(dǎo)電的并且形成與PTH和焊盤的電氣路徑，因此在電路板之間仍建立了電氣路徑。
[0004]盡管金屬螺釘是電導(dǎo)體，但是螺釘?shù)碾娮杪瘦^之中空導(dǎo)體的電阻率是高的。此外，螺釘上的褶皺螺紋使得不會(huì)實(shí)現(xiàn)與鍍覆通孔和任何螺旋嵌件的良好接觸，并且結(jié)果僅在螺紋上的少數(shù)接觸點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)了螺桿的螺紋和鍍覆通孔和螺旋嵌件之間的電連接。這急劇減少了螺釘?shù)碾娏魅萘?，并且對于螺釘?shù)母唠娮杪?，?dāng)高電流在接觸點(diǎn)處流過螺釘時(shí)創(chuàng)建了熱點(diǎn)。隨著螺釘加熱，螺釘和鍍覆通孔之間的接觸面積可能因金屬的不均勻的膨脹而進(jìn)一步減小。此外，會(huì)發(fā)生碳沉積，這增加了螺釘和鍍覆通孔之間的電連接的電阻。這轉(zhuǎn)而增加跨越螺釘?shù)碾妷航挡⑶覍?dǎo)致額外的發(fā)熱。因此電氣設(shè)備的可靠性和安全性受到危害，并且電氣設(shè)備內(nèi)部失火的風(fēng)險(xiǎn)增加。此外，螺釘?shù)募訜釙?huì)導(dǎo)致螺釘周圍的氣體的加熱，并且不合需要的電弧效應(yīng)增加，從而電流能夠流過絕緣體。
[0005]用于連接不止一個(gè)電路板的替選配置是諸如Electronic PrecisionTechnology公司提供的柔性鏈接(flexilink)。柔性鏈接包括容納在絕緣殼體中的多個(gè)金屬柱。多個(gè)柱的形狀被確定為使得柱可以被插入到印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)距孔(pitch hole)中。然而，柔性鏈接是按設(shè)定的大小和形狀提供的，并且因而它們的多樣性和載流能力由于它們的高電阻而是有限的。此外，柔性鏈接必須被焊接到電路板。
[0006]用于連接多個(gè)電路板的另一布置是使傳導(dǎo)立柱穿過電路板并且在適合所考慮的電路的位置焊接所述立柱。再一次地，這在靈活性和載流能力方面是有限的，并且在電路板之間的連接強(qiáng)度低的方面也是有限的。
[0007]因此期望提供一種克服前述問題的裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)第一方面，如所附權(quán)利要求的權(quán)利要求1中限定的，提供了一種用于連接兩個(gè)或更多個(gè)電路板的裝置。因而提供了具有第一表面和第二表面的第一電路板。第二表面具有位于其上的第一傳導(dǎo)焊盤。還提供了具有第三表面和第四表面的第二電路板。第三表面具有位于其上的第二傳導(dǎo)焊盤。固定部件被配置成與第一電路板和第二電路板接合以將第一電路板耦接到第二電路板，其中當(dāng)耦接時(shí)，固定部件與第一電路板和第二電路板中的一個(gè)電隔離。該裝置還包括被配置成電耦接第一傳導(dǎo)焊盤和第二傳導(dǎo)焊盤的導(dǎo)電隔件。
[0009]通過與第一電路板和第二電路板中的一個(gè)電隔離的固定部件，在電路板組裝之后不存在導(dǎo)電隔件的情況下，第一電路板和第二電路板之間的固定部件將不會(huì)提供電連接。作為其結(jié)果，避免了固定部件的過熱以及電流的潛在電弧的不合需要的效應(yīng)。
[0010]在所附權(quán)利要求中限定了優(yōu)選的和可選的特征。
[0011]可選地,第一電路板包括在第一表面和第二表面之間延伸的第一孔，并且第二電路板包括在第三表面和第四表面之間延伸的第二孔。此外，可選地，第一傳導(dǎo)焊盤靠近第一孔，而第二傳導(dǎo)焊盤靠近第二孔。
[0012]可選地，固定部件被配置成與第一孔和第二孔接合。此外，可選地，導(dǎo)電隔件被配置成允許固定部件通過其插入，并且固定部件與導(dǎo)電隔件電隔離。
[0013]可選地，第一電路板和第二電路板中的至少一個(gè)包括印刷電路板(PCB)。
[0014]可選地，導(dǎo)電隔件的形狀基本上是圓柱并且由黃銅制成。
[0015]可選地，第一表面包括靠近第一孔的第三傳導(dǎo)焊盤，并且第一表面進(jìn)一步包括使第三傳導(dǎo)焊盤與固定部件電隔離的隔離部件。
[0016]可選地，固定部件是具有螺釘頭部的螺釘。這確保了兩個(gè)電路板之間的牢固的和簡單的連接。此外，可選地，固定部件與第一和第二電路板電隔離，使得沒有電流能夠通過固定部件。
[0017]此外，可選地，隔離部件位于螺釘頭部和第三傳導(dǎo)焊盤之間。該隔離部件可以包括絕緣材料。
[0018]可選地，固定部件是螺母和螺栓。
[0019]可選地，螺母和螺栓之一或兩者由塑料制成。
[0020]可選地，固定部件是塑料PCB固持器。
[0021]可選地，該裝置進(jìn)一步包括一個(gè)或更多個(gè)插頭，其被配置成與導(dǎo)電隔件接合。
[0022]可選地，固定部件是C形彈簧夾具或弓形彈簧夾具。
[0023]可選地，該裝置被布置為電連接到檢測系統(tǒng)，并且檢測系統(tǒng)被布置為檢測指示存在導(dǎo)電隔件的信號。此外，可選地，檢測系統(tǒng)通過監(jiān)控波紋電壓來檢測存在導(dǎo)電隔件。
[0024]可選地，當(dāng)檢測到不存在導(dǎo)電隔件時(shí)或者當(dāng)波紋電壓超過預(yù)定的波紋電壓閾值時(shí)，顯示錯(cuò)誤消息。
[0025]根據(jù)第二方面，如所附權(quán)利要求的權(quán)利要求25中限定的，提供了一種用于連接兩個(gè)或更多個(gè)PCB的方法。
[0026]可選地，該方法包括提供在第一表面和第二表面之間延伸的第一孔，并且提供在第三表面和第四表面之間延伸的第二孔。此外，可選地，第一傳導(dǎo)焊盤靠近第一孔并且第二傳導(dǎo)焊盤靠近第二孔。此外，可選地，固定部件被配置成與第一孔和第二孔接合，并且導(dǎo)電隔件被配置成允許固定部件通過其插入。
[0027]此外，可選地，該方法包括提供檢測系統(tǒng)，其被配置成檢測指示存在導(dǎo)電隔件的信號。
[0028]可選地，該方法進(jìn)一步包括通過監(jiān)控波紋電壓來檢測存在導(dǎo)電隔件。
[0029]可選地，該方法進(jìn)一步包括當(dāng)檢測到不存在導(dǎo)電隔件時(shí)顯示錯(cuò)誤消息。
[0030]可選地，該方法進(jìn)一步包括當(dāng)波紋電壓超過預(yù)定電壓閾值時(shí)顯示錯(cuò)誤消息。
[0031]通過所有以上方面，在從屬權(quán)利要求中限定了優(yōu)選的和可選的特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]現(xiàn)將參照附圖描述僅作為示例的實(shí)施例，在附圖中:
[0033]圖1圖示了用于將兩個(gè)電路板連接在一起的已知布置的示圖。
[0034]圖2圖示了根據(jù)用于將兩個(gè)電路板連接在一起的第一實(shí)施例的的布置。
[0035]圖3圖示了根據(jù)用于將兩個(gè)電路板連接在一起的第二實(shí)施例的的布置。
[0036]圖4圖示了用于與這里公開的實(shí)施例一起使用的三相整流器的示例。
[0037]圖5示出了所有隔件/束套存在的情況下的三相電源的示例直流(DC)總線電壓波形。
[0038]圖6示出了一個(gè)隔件/束套缺失的情況下的三相電源的示例直流總線電壓波形。
[0039]圖7示出了根據(jù)用于將兩個(gè)電路板連接在一起的另一實(shí)施例的布置。
[0040]圖8示出了根據(jù)用于將兩個(gè)電路板連接在一起的另一實(shí)施例的布置。
[0041]圖9示出了根據(jù)用于將兩個(gè)電路板連接在一起的又一實(shí)施例的布置。
[0042]在附圖中，相同的元件通篇由相同的附圖標(biāo)記表示。

【具體實(shí)施方式】
[0043]圖1示出了用于將兩個(gè)或更多個(gè)電路板連接在一起的已知裝置。該裝置包括第一電路板102和第二電路板104，第一電路板102和第二電路板104可以具有焊接到其的電氣元件。如圖1中所示，作為層結(jié)構(gòu)，第一電路板102的平面被布置在第二電路板104上方并且與其平行，在它們之間具有空間。第一和第二電路板分別包括第一孔114和第二孔116。第一和第二孔在與第一電路板102和第二電路板104的平面垂直的方向上對準(zhǔn)，并且形狀被確定為允許螺釘106通過第一孔114和第二孔116插入以將第一電路板102附接到第二電路板104。第一孔114包括陰影區(qū)域118示出的第一鍍覆通孔(PTH)。第一 PTH118包括在第一孔114附近的、繞第一孔114的圓周安置并且在第一電路板102上延伸以形成第一電路板102兩側(cè)的導(dǎo)電焊盤119的導(dǎo)電材料。因此，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，第一PTHl 18形成第一電路板102兩側(cè)之間的導(dǎo)電路徑。第二孔116也包括如陰影區(qū)域120所示的第二 PTH，其包括導(dǎo)電焊盤121。相似地，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，第二 PTH120形成第二電路板104兩側(cè)之間的導(dǎo)電路徑。
[0044]與第一 PTHl 18和第二 PTH120物理接觸的螺釘106形成與第一電路板102和第二電路板104的電連接。結(jié)果，電流能夠從第一電路板102通過螺釘106流入第二電路板104中，反之亦然。
[0045]如圖1中所示，中空隔件108位于第一電路板102和第二電路板104之間。隔件108由導(dǎo)電材料制成并且形成繞螺釘106的束套或柱。當(dāng)組裝該裝置時(shí)，隔件108在第一孔114附近物理接觸第一電路板102的下側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)與第一 PTHl 18的例如金屬(諸如銅)的傳導(dǎo)材料以及隔件108的導(dǎo)電材料的電連接。相似地，隔件108還在第二孔116附近物理接觸第二電路板104的下側(cè)，使得實(shí)現(xiàn)隔件108和第二 PTH120之間的電連接。通過這種方式，第一電路板102中的電流具有通過隔件108到達(dá)第二電路板104的替選路徑，反之亦然。
[0046]插入件122被定位成與螺釘106的螺紋接合以將螺釘固定到圖1的裝置。如圖1中所示，插入件122可以被設(shè)置成與第二電路板104的PTH120物理接觸。插入件122可以包括導(dǎo)電材料，使得在PTH120、第二電路板104、插入件122、螺釘106和第一電路板102之間形成額外的傳導(dǎo)路徑。
[0047]在圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例中，在設(shè)備的組裝期間缺失隔件108的情況下，電流仍能夠經(jīng)由螺釘106、鍍覆通孔118和120以及插入件122在第一電路板102和第二電路板104之間行進(jìn)。當(dāng)組件中存在隔件108時(shí)，第一電路板102和第二電路板104之間的電流具有通過導(dǎo)電隔件108的替選路線。
[0048]圖2示出了根據(jù)第一實(shí)施例的兩個(gè)電路板，例如兩個(gè)PCB的耦接。圖2的布置包括第一電路板202和第二電路板204。如圖2中所示，第一電路板202的平面在疊層結(jié)構(gòu)中布置在第二電路板204上方并且與其平行，在它們之間具有空間。圖2的第一和第二電路板分別包括第一孔214和第二孔216。第一和第二孔在與第一電路板202和第二電路板204的平面垂直的方向上對準(zhǔn)，并且形狀被確定為允許螺釘206通過第一孔214和第二孔216插入以將第一電路板202耦接到第二電路板204。插入件226被定位成與螺釘206的螺紋接合以將螺釘固定到圖2的裝置。如所示的那樣，插入件226被設(shè)置成與第二電路板204物理接觸。插入件226可以由諸如例如黃銅的導(dǎo)電材料制成。
[0049]在圖2的實(shí)施例中，第二孔216包括PTH228，而第一孔214不包括PTH。PTH228包括在第二孔216附近的、繞第二孔216的圓周安置并且在第二電路板204上延伸以在第二電路板204兩側(cè)形成導(dǎo)電焊盤229的導(dǎo)電材料，傳導(dǎo)焊盤229典型地包括環(huán)形。因此，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，PTH228形成了第二電路板204兩側(cè)之間的導(dǎo)電路徑。當(dāng)?shù)谝浑娐钒?02通過螺釘206和插入件226機(jī)械耦接到第二電路板204時(shí)，盡管螺釘206的螺桿220(包括螺紋)與孔214和PTH228的邊緣物理接觸，但是螺釘206的螺桿220由于PTH228和插入件226而僅電耦接到第二電路板204。由于第一孔214不包括PTH，因此螺釘206的螺桿220不與第一電路板202上的導(dǎo)電表面接觸，并且因此電流不能直接從第一電路板202傳遞到螺釘206的螺桿220，反之亦然。
[0050]隔件208由導(dǎo)電材料形成并且被配置成允許螺桿220通過其插入，隔件208位于第一電路板202和第二電路板204之間。隔件208可以具有具有基本上圓柱的形狀，使得螺桿220能夠通過隔件208的中心軸插入。圓柱的圓形末端能夠通過與第一電路板202的下側(cè)和第二電路板204的頂側(cè)齊平來實(shí)現(xiàn)與第一電路板202和第二電路板204兩者的物理接觸。一個(gè)或更多傳導(dǎo)焊盤212在第一孔214附近位于第一電路板202的下側(cè)，使得它們圍繞第一孔214并且典型地包括環(huán)形并且提供第一電路板202上的導(dǎo)電接觸。傳導(dǎo)焊盤212可以由任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料制成，諸如例如銅。隔件208可以包括束套。
[0051]當(dāng)組裝時(shí)，隔件208物理接觸傳導(dǎo)焊盤212和229，從而形成傳導(dǎo)焊盤212、隔件208和PTH228之間的導(dǎo)電路徑。隔件208不一定需要是圓柱形，并且可以是諸如立方體的其他形狀。事實(shí)上，隔件208可以是允許螺釘206通過其插入并且接觸PTH228的傳導(dǎo)焊盤229和傳導(dǎo)焊盤212的任何形狀。
[0052]因此當(dāng)如圖2中所示組裝裝置時(shí)，通過第一電路板的傳導(dǎo)焊盤212、隔件208和第二電路板204的PTH228的傳導(dǎo)焊盤229形成了第一電路板202和第二電路板204之間的傳導(dǎo)路徑。如可以看到的，如果隔件208不存在，則螺釘206不會(huì)單獨(dú)形成第一電路板202和第二電路板204之間的傳導(dǎo)路徑。隔件208能夠完成第一電路板202和第二電路板204之間的傳導(dǎo)路徑，并且在沒有隔件208的情況下螺釘206不能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，因?yàn)榈谝浑娐钒?02與螺釘206隔離。
[0053]圖3中示出了另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，如前文所述，第一孔214不包括PTH，并且傳導(dǎo)焊盤212位于第一電路板202的下側(cè)。此外，傳導(dǎo)焊盤224在第一孔214附近位于第一電路板202的傳導(dǎo)焊盤212的相反側(cè)。傳導(dǎo)焊盤224還形成環(huán)或者繞第一孔214的其他形狀，并且因此由于傳導(dǎo)焊盤212和224，導(dǎo)電接觸設(shè)置在第一電路板202的兩側(cè)。如上文所述，第二孔包括PTH228。在該實(shí)施例中，隔離部件222在傳導(dǎo)焊盤224上面位于第一電路板202頂側(cè)。當(dāng)螺釘206通過第一電路板202中的孔214插入時(shí)，隔離部件222確保螺釘206的頭部218不會(huì)與傳導(dǎo)焊盤224電接觸。例如，如果隔離部件222是繞螺釘206的螺桿220并且在頭部218和傳導(dǎo)焊盤224之間形成的絕緣環(huán)，則這可以被實(shí)現(xiàn)。絕緣環(huán)可以由作為電絕緣體的任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥桑T如例如橡膠或塑料。隔離部件222不一定需要是絕緣環(huán)，并且僅需要是提供螺釘206的頭部218和傳導(dǎo)焊盤224之間的電絕緣的結(jié)構(gòu)。
[0054]在圖3的實(shí)施例中，由于第一孔214不包括PTH，因此還實(shí)現(xiàn)了螺釘206與第一電路板202的電絕緣。由于在該實(shí)施例中存在傳導(dǎo)焊盤224，因此不需要調(diào)節(jié)已包括傳導(dǎo)焊盤224的任何電路板以便確保螺釘206與第一電路板202的電絕緣。傳導(dǎo)焊盤224可以是如下的任何導(dǎo)電區(qū)域，其存在于第一電路板202上并且被定位成使得在沒有隔離部件222的情況下，螺釘206的頭部218將與該導(dǎo)電區(qū)域接觸。通過以這種方式使螺釘206與第一電路板202電絕緣，可以使用較大范圍的電路板，因?yàn)椴恍枰M(jìn)行調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)隔離。
[0055]可以修改以上實(shí)施例，使得第一電路板202和第二電路板204至少之一或兩者以替選的方式與螺釘206電隔離。對于圖2和3的實(shí)施例兩者，第二孔216不需要包括PTH，但是可以僅替代地包括傳導(dǎo)焊盤229，而在第二孔216的內(nèi)部表面上不存在鍍覆通孔的金屬鍍覆。傳導(dǎo)焊盤229可以僅存在于第二電路板204的面對第一電路板202的表面上，并且還可以存在于第二電路板204的兩側(cè)。
[0056]在傳導(dǎo)焊盤229僅存在于第二電路板204的面對第一電路板202的表面上的情況下，在第二電路板204、插入件226和螺釘206之間未形成導(dǎo)電路徑。因此圖3中所示的隔離部件222沒有必要。如果第一孔214包括PTH，則情況也是這樣。由于第二電路板與螺釘206電隔離，則第一電路板202不需要與螺釘206電隔離。
[0057]在傳導(dǎo)焊盤229存在于第二電路板204兩側(cè)的情況下，通過以如下方式替代地使第二電路板204與螺釘206電隔離，隔離部件222仍可以不是必需的:首先，在沒有隔離部件222的情況下，螺釘206將形成與第一電路板202的導(dǎo)電路徑。由于第二孔216不包括PTH,因此通過使用由例如塑料的電絕緣材料而非金屬制成的插入件226可以實(shí)現(xiàn)第二電路板204的隔離。這樣，第二電路板204通過塑料插入件與螺釘206電隔離。如果第一孔214包括PTH，則情況也是這樣，因?yàn)楫?dāng)存在絕緣插入件時(shí)，第一電路板202不需要與螺釘206電隔離。
[0058]傳導(dǎo)焊盤212、224不需要形成繞第一孔214的環(huán)，并且可以替代地是靠近第一孔214的、不同形狀的導(dǎo)電材料的區(qū)域。事實(shí)上，任何形狀的傳導(dǎo)焊盤212是適當(dāng)?shù)模灰趥鲗?dǎo)焊盤212和隔件208之間形成電連接即可。
[0059]以上描述的實(shí)施例可以被擴(kuò)展成連接不止兩個(gè)電路板。在不止兩個(gè)電路板的情況下，隔件208設(shè)置在每個(gè)電路板之間以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)電路徑。在沒有任何隔件208的情況下，沒有實(shí)現(xiàn)所考慮的板之間的導(dǎo)電路徑，因?yàn)槁葆斖ㄟ^以上描述的任何特征與兩個(gè)板之一或兩者電隔離。例如，對于三個(gè)電路板，在板二和板三之間不存在隔件208的情況下，不會(huì)在這些板之間形成導(dǎo)電路徑，因?yàn)樵诎宥桶迦换騼烧吆吐葆?06之間不存在導(dǎo)電路徑。
[0060]因此公開了用于耦接至少兩個(gè)電路板的裝置。僅當(dāng)存在一個(gè)或更多個(gè)隔件208時(shí)實(shí)現(xiàn)電路板的電耦接，并且因此電耦接可用于檢測隔件208的存在。圖4示出了用于該檢測的示例性電路。在圖4中，諸如圖2中所示的電路板與電路板的連接位于連接302、304和306上。電路板與電路板的連接可以均包括如上文所述的單個(gè)隔件208，或者可替選地均包括串聯(lián)連接的多個(gè)隔件。這些串聯(lián)連接的隔件可以跨越兩個(gè)或更多個(gè)電路板。例如，隔件可以串聯(lián)連接并且在兩個(gè)不同的點(diǎn)處連接兩個(gè)電路板。如果任何串聯(lián)連接的多個(gè)隔件不存在，則沒有形成通過相關(guān)聯(lián)的電路板到電路板的連接的導(dǎo)電路徑。
[0061]在三相系統(tǒng)中，直流總線電容器用于對直流總線中的輸入波紋頻率進(jìn)行濾波。三相系統(tǒng)的輸入波紋頻率可以是例如300Hz。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，這些電容器的值針對直流總線的頻率進(jìn)行最優(yōu)化以便將直流總線的波紋降低到可接受的水平并且使成本最小。
[0062]圖4中的電路表示三相整流器并且L1、L2和L3均表示三相輸入的一個(gè)相。直流總線308上的波紋由以微處理器(未示出)的軟件編寫的算法來監(jiān)控，并且該算法檢測直流總線上的波紋電壓是否在波紋電壓閾值內(nèi)。在例如任何電路板與電路板的連接302、304或306上的一個(gè)隔件208缺失的情況下，相應(yīng)的相的線路將斷開連接，使得三相中的僅兩相將到達(dá)三相整流器。缺失的相由微處理器檢測，作為大于波紋電壓閾值的直流總線308中的增加的波紋電壓。微處理器監(jiān)控直流總線波紋電壓的峰值和谷值。圖5示出了當(dāng)在所有三個(gè)電路板與電路板的連接302、304和306上存在隔件208時(shí)的跨越直流總線308的波紋電壓的示例波形。峰值502、504和506示出了三相中的每相的電壓。峰值506和谷值508之間的差示出了波紋電壓的值，其在圖5的示例中是63V。
[0063]圖6示出了當(dāng)從電路板與電路板的連接302、304和306中的一個(gè)缺失一個(gè)隔件208時(shí)的作為結(jié)果的波形。在該情況下，峰值602和谷值604之間的差大于圖5的峰值506和谷值508之間的差，并且表示波紋電壓的增加。在圖6的該示例中，波紋電壓從圖5中所示的63V增加到114V。由于缺失的隔件208，三相輸入中的僅兩相進(jìn)入圖4的電路，因此作為結(jié)果的波形是圖6中所示的波形。微處理器檢測到增加的波紋電壓超過波紋電壓閾值。在隔件208缺失的情況下，三相系統(tǒng)中的僅兩相存在并且直流總線的輸入波紋頻率減小。輸入的波紋頻率可以減小到例如200Hz。這意味著直流總線電容器不再針對現(xiàn)在的直流總線的減小的輸入波紋頻率進(jìn)行最優(yōu)化，并且因此存在增加的波紋電壓，如例如圖6中所示的那樣。增加的波紋電壓可以由微處理器檢測作為超過波紋電壓閾值的電壓。
[0064]在微處理器檢測到直流總線308上的超過波紋電壓閾值的波紋電壓，并且因此指不至少一個(gè)隔件208缺失的情況下，電氣設(shè)備被報(bào)告為故障。因此，故障系統(tǒng)未被運(yùn)輸?shù)娇蛻舨⑶铱赡艹尸F(xiàn)為功能全面的。這意味著在處理中可以及早地檢測由于不存在一個(gè)或更多個(gè)隔件208引起的系統(tǒng)組裝中的故障并且僅正確組裝的系統(tǒng)將被發(fā)送給最終用戶。這提供了增加的安全性并且因此提供了更為可靠的系統(tǒng)。
[0065]檢測不限于三相電源，并且事實(shí)上可以使用任何數(shù)目的相。微處理器軟件的算法被配置成與電源的相數(shù)目相關(guān)聯(lián)的預(yù)定波紋電壓閾值。在一個(gè)或更多個(gè)相不存在的情況下，波紋電壓超過預(yù)定波紋電壓閾值，這被視為指示缺失隔件，并且電氣設(shè)備被報(bào)告為故障。
[0066]替選地，超過波紋電壓閾值的檢測不需要由微處理器執(zhí)行。包括直流濾波器和比較器的模擬電路可用于檢測波紋電壓的增加。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，示例比較器具有反相輸入和同相輸入，并且可以被布置成將直流總線上的波紋電壓與預(yù)定波紋電壓閾值進(jìn)行比較。通過使用任何適當(dāng)?shù)牟考y量比較器的輸出，如果在比較器輸出處測量到被視為指示缺失隔件的相應(yīng)電壓，則電氣設(shè)備可以被檢測為故障。
[0067]可以使用螺釘以外的固定部件?？梢允褂迷陔娐钒迳鲜┘訅毫κ沟酶艏?08與第一電路板202和第二電路板204物理接觸的任何固定部件。例如，可以使用金屬螺母和螺栓或鉚釘分別替代插入件226和螺釘206，并且可以使用塑料螺母替代塑料插入件。作為另一示例，如例如圖7中所示，也可以使用C形彈簧夾具702或弓形彈簧夾具704。C形彈簧夾具702或弓形彈簧夾具704兩者接觸第一電路板202的頂側(cè)706和第二電路板204的底側(cè)708兩者。在這些實(shí)施例中，隔件208被固持以通過C形彈簧夾具702或弓形彈簧夾具704施加的壓力與第一電路板202和第二電路板204兩者上的傳導(dǎo)焊盤物理接觸。還可以存在第一電路板202的頂側(cè)706和第二電路板204的底側(cè)708上的傳導(dǎo)焊盤,并且C形彈簧夾具702或弓形彈簧夾具704可以物理接觸這些傳導(dǎo)焊盤。在該情況下，如果C形彈簧夾具702或弓形彈簧夾具704由金屬制成，則在第一電路板202的頂側(cè)706和第二電路板204的底側(cè)708之一或兩者上的傳導(dǎo)焊盤與C形彈簧夾具702或弓形彈簧夾具704的金屬本體之間提供隔離部件222。這樣，實(shí)現(xiàn)了 C形彈簧夾具702或弓形彈簧夾具704和電路板之間的電隔離。盡管圖7中示出了 C形彈簧夾具702和弓形彈簧夾具704兩者，但是如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，可以僅使用單個(gè)類型的夾具。此外，盡管圖示了兩個(gè)夾具702和704,但是也可以使用任何數(shù)目的夾具，包括僅一個(gè)夾具。
[0068]在圖8中所示的替選實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)塑料PCB固持器802以及一個(gè)或更多個(gè)插頭804可以用作對螺釘固定部件的替選方案。每個(gè)塑料PCB固持器可以按照與螺釘相似的方式布置以提供第一電路板202和第二電路板204之間的機(jī)械連接。具體地，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，每個(gè)塑料PCB固持器可以被插入到電路板中的標(biāo)準(zhǔn)孔中以將電路板機(jī)械固定到塑料PCB固持器。在該實(shí)施例中，如圖8中所示，塑料PCB固持器802被安置在第一電路板202和第二電路板204之間，并且被插入到第一和第二電路板中的對準(zhǔn)孔中以將第一電路板202機(jī)械固定到第二電路板204。
[0069]在圖8的實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)隔件208與第一電路板202和第二電路板204兩者上的傳導(dǎo)焊盤對準(zhǔn)。當(dāng)PCB固持器802存在時(shí)，隔件208的長度使得隔件208物理接觸第一電路板202和第二電路板204兩者上的傳導(dǎo)焊盤。因此在第一電路板202、隔件208和第二電路板204之間創(chuàng)建了導(dǎo)電路徑。每個(gè)隔件208還與兩個(gè)插頭804接合。插頭804包括頭部805和圓柱本體806，圓柱本體806的形狀被確定為使得其可以通過孔214和216插入以使本體806能夠突出到第一電路板202和第二電路板204之間的區(qū)域中。由于每個(gè)插頭的圓柱本體806通過電路板突出，因此圓柱本體806能夠與隔件208接合以防止隔件208的橫向移動(dòng)。當(dāng)被插入到孔214和216中時(shí)，插頭804的頭部805被布置為與第一電路板202的頂側(cè)706和第二電路板204的底側(cè)708接觸。因此塑料PCB固持器802和插頭804的組合確保隔件208與第一和第二電路板上的傳導(dǎo)焊盤接觸以形成第一電路板202和第二電路板204之間的導(dǎo)電路徑。
[0070]插頭804可以由例如塑料的絕緣材料制成，但是也可以由例如黃銅的導(dǎo)電材料制成，因?yàn)槿魏我粋€(gè)插頭并不跨越兩個(gè)相應(yīng)的電路板之間的間隙。塑料PCB固持器802不需要使用隔離部件222，因?yàn)樗鼈兪请娊^緣體。此外，在該實(shí)施例中，可以不需要插入件226并且因此作為結(jié)果的裝置是較簡單的。
[0071]在圖9中所示的替選實(shí)施例中，隔件208可以被配置成允許塑料PCB固持器802通過其插入。這可以通過使隔件902具有適當(dāng)?shù)闹行目字睆絹韺?shí)現(xiàn)。在該實(shí)施例中，隔件902被固持以通過塑料PCB固持器802與第一電路板202和第二電路板204兩者上的傳導(dǎo)焊盤物理接觸。由于塑料PCB固持器802由電絕緣材料制成，塑料PCB固持器802總是與第一電路板202和第二電路板204電隔離。因此不需要隔離部件222，并且僅隔件208就能夠創(chuàng)建第一電路板202和第二電路板204之間的導(dǎo)電路徑。
[0072]替選地，亦如圖9中所示，可以使用塑料螺母904和塑料螺栓906替代螺釘206。在該實(shí)施例中，由于螺母904和螺栓906由電絕緣材料制成，因此它們與第一電路板202和第二電路板204電隔離。因此，不需要隔離部件222，并且僅當(dāng)隔件208存在時(shí)實(shí)現(xiàn)第一板202和第二板204之間的導(dǎo)電路徑。
[0073]替選地，亦如圖9中所示，可以使用彈簧機(jī)構(gòu)908替代螺釘206。在該實(shí)施例中，彈簧機(jī)構(gòu)908的本體910基本上是彈簧狀的并且形狀被確定為通過第一電路板202、隔件208或902和第二電路板204插入。錨定點(diǎn)912位于本體910的每個(gè)末端處，并且形狀被確定為使得當(dāng)本體910通過第一電路板202、隔件208或902和第二電路板204插入時(shí)，第一電路板202機(jī)械耦接到第二電路板204。由于彈簧機(jī)構(gòu)908的本質(zhì)，隔件208或902被固持以通過彈簧本體910中的張力與第一電路板202和第二電路板204兩者上的傳導(dǎo)焊盤物理接觸，并且因此提供第一電路板202、隔件208或902和第二電路板204之間的導(dǎo)電路徑。
[0074]彈簧機(jī)構(gòu)908可以由諸如塑料的電絕緣材料或者諸如金屬的導(dǎo)電材料制成。在彈簧機(jī)構(gòu)908由金屬制成的情況下，可能需要第一電路板202或第二電路板204中的一個(gè)之間的隔離(如前文針對螺釘206描述的)。這可以采取隔離部件222的形式，其位于第一電路板202和/或第二電路板204上的錨定點(diǎn)912和傳導(dǎo)焊盤之一或兩者之間。
[0075]只要第一電路板202或第二電路板204中的至少一個(gè)與固定部件206電隔離，上述的增加的安全性和減小的電阻的優(yōu)點(diǎn)就能實(shí)現(xiàn)，并且固定部件的過熱和電流的潛在電弧的不合需要的效應(yīng)就能避免。此外，可以在處理中及早容易地檢測由于沒有一個(gè)或更多個(gè)隔件208引起的系統(tǒng)組裝的故障，并且僅正確組裝的系統(tǒng)將被發(fā)送到最終用戶。這提供了增加的安全性并因此提供了更為可靠的系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于連接兩個(gè)或更多個(gè)電路板的裝置，所述裝置包括: 第一電路板，其包括第一表面和第二表面，所述第二表面具有第一傳導(dǎo)焊盤； 第二電路板，其包括第三表面和第四表面，所述第三表面具有第二傳導(dǎo)焊盤； 固定部件，其被配置成與所述第一電路板和所述第二電路板接合以將所述第一電路板耦接到所述第二電路板，其中，當(dāng)耦接時(shí)，所述固定部件與所述第一電路板和所述第二電路板中的一個(gè)電隔離；以及 導(dǎo)電隔件，其被配置成電耦接所述第一傳導(dǎo)焊盤和所述第二傳導(dǎo)焊盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一電路板包括在所述第一表面和所述第二表面之間延伸的第一孔，并且所述第二電路板包括在所述第三表面和所述第四表面之間延伸的第二孔，以及可選地，其中所述第一傳導(dǎo)焊盤被設(shè)置成靠近所述第一孔并且所述第二傳導(dǎo)焊盤被設(shè)置成靠近所述第二孔，以及進(jìn)一步可選地，其中所述固定部件被配置成與所述第一孔和所述第二孔接合，以及進(jìn)一步可選地，其中所述導(dǎo)電隔件被配置成允許所述固定部件通過其插入。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述第一電路板和所述第二電路板中的至少之一包括印刷電路板PCB。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述固定部件與所述導(dǎo)電隔件電隔離。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述導(dǎo)電隔件的形狀基本上是圓柱的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一表面包括靠近所述第一孔的第三傳導(dǎo)焊盤，并且所述第一表面進(jìn)一步包括設(shè)置成使所述第三傳導(dǎo)焊盤與所述固定部件電隔離的隔離部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述固定部件是具有螺釘頭部的螺釘。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述固定部件是具有螺釘頭部的螺釘并且所述隔離部件位于所述螺釘?shù)念^部和所述第三傳導(dǎo)焊盤之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一固定孔或所述第二固定孔中的至少之一與所述固定部件電隔離。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述裝置被布置為電連接到檢測系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述檢測系統(tǒng)被配置成檢測指示存在所述導(dǎo)電隔件的信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述檢測系統(tǒng)通過監(jiān)控波紋電壓來檢測存在所述導(dǎo)電隔件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其中當(dāng)檢測到不存在所述導(dǎo)電隔件時(shí)，顯示錯(cuò)誤消息。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中當(dāng)所述波紋電壓超過預(yù)定的波紋電壓閾值時(shí)，顯示錯(cuò)誤消息。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一傳導(dǎo)焊盤和所述第二傳導(dǎo)焊盤由銅制成。
16.一種用于連接兩個(gè)或更多個(gè)印刷電路板PCB的方法，所述方法包括: 提供包括第一表面和第二表面的第一 PCB,所述第二表面具有第一傳導(dǎo)焊盤； 提供包括第三表面和第四表面的第二 PCB，所述第三表面具有第二傳導(dǎo)焊盤；利用固定部件耦接所述第一電路板和所述第二電路板，所述固定部件與所述第一電路板和所述第二電路板中的一個(gè)電隔離；以及 利用導(dǎo)電隔件電耦接所述第一傳導(dǎo)焊盤和所述第二傳導(dǎo)焊盤。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括提供在所述第一表面和所述第二表面之間延伸的第一孔，并且提供在所述第三表面和所述第四表面之間延伸的第二孔，以及可選地，其中所述第一傳導(dǎo)焊盤被設(shè)置成靠近所述第一孔并且所述第二傳導(dǎo)焊盤被設(shè)置成靠近所述第二孔，以及進(jìn)一步可選地，其中所述固定部件被配置成與所述第一孔和所述第二孔接合，以及進(jìn)一步可選地，其中所述導(dǎo)電隔件被配置成允許所述固定部件通過其插入。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的方法，進(jìn)一步包括提供檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)被配置成檢測指示存在所述導(dǎo)電隔件的信號，以及可選地進(jìn)一步包括通過監(jiān)控波紋電壓來檢測存在所述導(dǎo)電隔件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)檢測到不存在所述導(dǎo)電隔件時(shí)，顯示錯(cuò)誤消息。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)所述波紋電壓超過預(yù)定的波紋電壓閾值時(shí)，顯示錯(cuò)誤消息 。
【文檔編號】H05K1/14GK104080271SQ201410122356
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】德內(nèi)什瓦爾·普拉巴卡拉奧·比雅德, 薩蘭·沙拉德·古德克, 迪萊什·阿爾溫德·勞特 申請人:控制技術(shù)有限公司