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DE202005007592U1 - Electronic components` e.g. diodes, heat dissipating arrangement for use in junction box of photo-voltaic modules, has holder containing components, that are pressed against heat sink when force directly/indirectly acts on components - Google Patents

Electronic components` e.g. diodes, heat dissipating arrangement for use in junction box of photo-voltaic modules, has holder containing components, that are pressed against heat sink when force directly/indirectly acts on components Download PDF

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Abstract

The arrangement has a locking plate, disc or cover, a heat sink (8), and a holder containing a set of electronic components (1) e.g. diodes. The components are pressed against the heat sink when a force directly or indirectly acts on the components. Spring legs (3) are diagonally opposite to a housing of a junction box of photo-voltaic modules. Each electronic component and the heat sink are separated by an insulating layer. The spring legs are reinforced laterally to the electronic components so that the legs spread themselves outside the holder under pressure.

Description

Die Erfindung betrifft die Wärmeabfuhr der Verlustleistung von in einem Gehäuse angeordneten elektronischen Bauelementen, insbesondere von Dioden in der Anschlussdose eines Photovoltaikmoduls.The Invention relates to heat dissipation the power loss of arranged in a housing electronic Components, in particular of diodes in the junction box of a Photovoltaic module.

Bei Anschlussdosen für Photovoltaikmodule ist es bekannt, zur Wärmeabfuhr der Verlustleistung intern angeordneter elektronischer Bauelemente diese mit einem Kühlkörper zu versehen und so den Forderungen der Normen IEC 61215 zu entsprechen. Dabei handelt es sich bei dem Kühlkörper um ein Strangpressprofil aus Aluminium und bei dem Gehäuseunterteil um ein Spitzgussteil aus Kunststoff der Brandschutzklasse V0.at Junction boxes for Photovoltaic modules it is known to dissipate heat dissipation internally arranged electronic components to this with a heat sink to meet the requirements of IEC 61215 standards. there is it at the heat sink to an extruded aluminum profile and the lower housing part a molded plastic part of fire protection class V0.

Zur Wärmeableitung der Verlustleistung hier vorhandener Dioden, werden diese mit dem Kühlkörper verschraubt. Diese Art der Anordnung erfordert jedoch besondere technisches Aufwendungen, um die elektrische Isolation zum Kühlkörper zu gewährleisten. Darüberhinaus ist das Verschrauben arbeitsintensiv.to heat dissipation the power loss here existing diodes, these are with the Screwed down heat sink. However, this type of arrangement requires special technical expenses, to ensure the electrical insulation to the heat sink. Furthermore screwing is labor intensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, auf technologisch einfache Weise die Wärmeabfuhr von intern angeordneten elektronischen Bauelementen, insbesondere von Dioden, zu realisieren. Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.task The invention is, in a technologically simple way, the heat dissipation of internally arranged electronic components, in particular of diodes, to realize. Solved This object is achieved with the features of claim 1, advantageous Embodiments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist eine Anordnung zur Wärmeabfuhr von in einem Gehäuse angeordneten elektronischen Bauelementen vorgesehen, bei der das Gehäuse über eine Verschlussplatte, -scheibe oder einen -deckel verfügt und mit einem Kühlkörper versehen ist und bei der das oder die wärmebelasteten Bauelemente elastisch gegen den Kühlkörper infolge einer auf das Bauelement direkt oder indirekt wirkenden Kraft gepresst werden. Dabei sollte sich zwischen dem wärmebelasteten Bauelement und dem Kühlkörper eine Isolierschicht, vorzugsweise am Kühlkörper angeordnet, befinden.According to the invention is a Arrangement for heat dissipation from in a housing arranged arranged electronic components, wherein the Housing over one Closing plate, disc or a lid has and with provided a heat sink is and the one or the heat-loaded Components elastic against the heat sink as a result of on the Component be pressed directly or indirectly acting force. It should be between the heat-loaded Component and the heat sink a Insulating layer, preferably arranged on the heat sink, are.

Die Anpresskraft wird in einer bevorzugten Ausführung durch ein oder mehrere Federelemente erzeugt, die beim Verschließen des Gehäuses mittels der Verschlussplatte, -scheibe oder dem -deckel entsprechend elastisch verformt werden. Die Verschlussplatte, -scheibe oder der -deckel oder ein oder mehrere Teile davon können dabei gleichzeitig als Kühlkörper fungieren.The Contact pressure is in a preferred embodiment by one or more Spring elements produced when closing the housing by means of the closure plate, disc or the lid are deformed accordingly elastic. The closure plate, disc or lid, or one or more Parts of it can at the same time act as a heat sink.

Eine derartige Anordnung vereint in sich zwei wesentliche Vorteile. Zum einen wird durch das Anpressen des Bauelementes an den Kühlkörper eine stabile Wärmeableitung gesichert. Zum anderen kann das Gehäuse mit den entsprechenden elektronischen Bauelementen bestückt werden und anschließend mit dem Verschließen des Deckels die Kühlung aktiviert werden. Das ist technologisch ausgesprochen günstig.A Such arrangement combines in itself two major advantages. To the one is by the pressing of the device to the heat sink a stable heat dissipation secured. On the other hand, the housing with the corresponding equipped with electronic components and then with the closing the lid cooling to be activated. This is technologically very cheap.

In einer vorteilhaften Ausführung, insbesondere dann, wenn das wärmebelastete elektronische Bauelement vorzugsweise eine Diode ist, wird diese in einem Halter gelagert, der sich auf seitlich und/oder unten angeordneten vorzugsweise schräg nach außen weisenden Federbeinen gegenüber dem Gehäuse abstützt.In an advantageous embodiment, especially when the heat-loaded electronic component is preferably a diode, this is in a holder mounted on the side and / or bottom arranged preferably obliquely Outside facing struts opposite the housing supported.

Unter einem Druck von oben auf den Halter spreizen sich die Federbeine nach außen elastisch ab und pressen die im Halter angeordnete Diode zusammen mit dem Halter entgegen der Druckkraft nach oben. Der Druck von oben auf den Halter mit dem elektronischen Bauelement entsteht beim Verschließen des als Deckel ausgebildeten Kühlkörpers, wenn die Höhe des Halters mit dem eingelagerten Bauelement größer ist als der lichte Abstand innen zwischen dem Gehäuse und dem verschlossenem Deckel, gegebenenfalls unter Einbeziehung der Dicke der Isolationsschicht.Under a pressure from the top of the holder spread the struts outward elastic and press the arranged in the holder diode together with the holder against the pressure force upwards. The pressure of on top of the holder with the electronic component is created at close the lid formed as a heat sink, when the height of the holder with the embedded component is greater than the clear distance inside between the case and the closed lid, if necessary with inclusion the thickness of the insulation layer.

Die Federbeine des Halters sollten gegenüber dem Gehäuse geführt gelagert sein, so dass ein selbsttätiges Herausfallen des Halters bei der Bewegung des geöffneten Gehäuses in keine Richtung möglich ist.The Struts of the holder should be mounted opposite the housing, so that an automatic Falling out of the holder during the movement of the open housing in any direction is possible.

Ebenso hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das im Halter angeordnete Bauelement in Form einer Diode vom Halter bis auf die Andrückfläche an den Kühlkörper und den Klemmenausgang in Form einer Aufnahme umschlossen ist und zwischen der Diode und der Aufnahme eine lösbare form- oder/und kraftschlüssige Verbindung besteht.As well it has proven to be appropriate if the arranged in the holder component in the form of a diode from Holder down to the pressing surface on the Heat sink and the terminal output is enclosed in the form of a receptacle and between the Diode and recording a detachable positive or / and non-positive connection consists.

Eine derartige kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung lässt sich durch jeweils eine Rastzunge mit Rastnase ausbilden, die über oder partiell über die Ausgangsklemme der Diode greifen.A such non-positive and / or positive Leave connection each form a latching tongue with locking lug, the above or partially over grab the output terminal of the diode.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:One embodiment is shown in the drawings. Show it:

1: die geöffnete Anschlussdose perspektivisch, 1 : the open junction box in perspective,

2: den Diodenhalter mit Diode perspektivisch und 2 : the diode holder with diode in perspective and

3: den Diodenhalter mit Diode im Schnitt. 3 : the diode holder with diode in section.

Die in 1 dargestellte Anschlussdose für einen Photovoltaik- Modul ist zur Wärmeabfuhr der Verlustleistung intern angeordneter elektronischer Bauelemente 1 mit einem Kühlkörper 8 versehen und entspricht somit den Forderungen der Normen IEC61215. Dabei handelt es sich bei dem Kühlkörper 8 um ein Strangpressprofil aus Aluminium und bei dem Gehäuseunterteil 7 um ein Spritzgussteil aus Kunststoff der Brandschutzklasse V0.In the 1 illustrated junction box for a photovoltaic module is for heat dissipation of the power dissipation of internally arranged electronic components 1 with a heat sink 8th and therefore complies with the requirements of the IEC61215 standards. This is the heat sink 8th to an extruded aluminum and the lower housing part 7 an injection-molded plastic part of fire protection class V0.

Wesentlicher Bestandteil der Anschlussdose ist der Halter 2 der Dioden, der eine mechanische Befestigung der jeweiligen Diode 1, in diesem Fall handelt es sich um ein TO220-Gehäuse, vermeidet und stattdessen die Kinematik zur Gewährleistung der Funktion nutzt.An essential part of the junction box is the holder 2 the diodes, a mechanical attachment of the respective diode 1 , in this case it is a TO220 housing, avoids and instead uses the kinematics to ensure the function.

Der Halter 2 der Dioden ist so konzipiert, dass er die jeweilige Diode 1 formumschließend fixiert und durch die konstruktive Gestalt der Diodenhalterung mit der nicht isolierten Seite der Diode 1 gegen den Kühlkörper 8 bzw. die auf dem Kühlkörper 8 befindliche Isolationsfolie drückt.The holder 2 The diode is designed to be the respective diode 1 fixed formumschließ and the constructive shape of the diode holder with the non-insulated side of the diode 1 against the heat sink 8th or on the heat sink 8th located insulation film presses.

Die konstruktive Gestalt der Halterung bezüglich des Anpressens ist gekennzeichnet durch Federbeine 3, die gleichzeitig ein planes Anliegen der Diode 1 an den Kühlkörper 8 bzw. die auf dem Kühlkörper 8 befindliche Isolationsfolie gewährleisten. Dabei sind die Federbeine 3 derart gestaltet, dass sie plan auf dem Gehäuseboden anliegen, sich in zu erwartender Richtung verschieben können und dass ein Herausfallen der Diodenhalterung aus der vorgesehenen Position verhindert wird. Die Sicherung gegen das Herausfallen geschieht primär durch einen Anschlag und sekundär durch zwei weitere Führungen und eine Unterschneidung, die dem primären Anschlag gegenüber angeordnet ist.The constructive shape of the holder with respect to the pressing is characterized by struts 3 , at the same time a plan concern of the diode 1 to the heat sink 8th or on the heat sink 8th Ensure that the insulation film is present. Here are the struts 3 designed such that they rest flat on the housing bottom, can move in the expected direction and that falling out of the diode holder is prevented from the intended position. The protection against falling out occurs primarily by a stop and secondarily by two further guides and an undercut, which is arranged opposite the primary stop.

Die Höhe des Anpressdruckes wird durch die Festlegung des Federweges bestimmt.The Height of Contact pressure is determined by the determination of the spring travel.

Das Diodengehäuse selbst wird in fünf Richtungen fixiert, nur in Richtung Kühlkörper 8 ist die Diode 1 frei von der Ummantelung aus Kunststoff.The diode housing itself is fixed in five directions, only towards the heat sink 8th is the diode 1 free from the plastic sheath.

Die Diode 1 selbst ist konstruktiv gegen Herausfallen geschützt, wobei das Einsetzen und das Herausnehmen der Diode 1 aus bzw. in die Diodenhalterung in vollem Umfang gewährleistet wird.The diode 1 itself is structurally protected against falling out, with the insertion and removal of the diode 1 from or into the diode holder is fully guaranteed.

Die 2 und 3 zeigen im Detail den Halter 2 für jeweils eine Diode 1.The 2 and 3 show in detail the holder 2 for one diode each 1 ,

Das wärmebelastete elektronische Bauelement 1 in Form einer Diode 1 wird im Halter 2 gelagert, der sich auf seitlich und unten, angeordneten schräg nach außen weisenden Federbeinen 3 gegenüber dem Gehäuse 7 abstützt, so dass die Federbeine 3 unter Druck von oben auf den Halter 2 bzw. die Diode 1 und damit auf den Halter 2 sich nach außen elastisch abspreizen und das im Halter 2 angeordnete Bauelement 1 zusammen mit dem Halter 2 entgegen der Druckkraft nach oben pressen.The heat-loaded electronic component 1 in the form of a diode 1 will be in the holder 2 stored, located on the side and bottom, arranged obliquely outward-facing struts 3 opposite the housing 7 supports, so that the struts 3 under pressure from above on the holder 2 or the diode 1 and thus on the holder 2 to spread elastically outwards and in the holder 2 arranged component 1 together with the holder 2 Press upwards against the pressure force.

Der Druck von oben auf den Halter 2 mit der Diode 1 entsteht beim Verschließen des als Deckel 6 ausgebildeten Kühlkörpers 8, da die Höhe des Halters 2 mit der eingelagerten Diode 1 größer ist als der lichte Abstand innen zwischen dem Gehäuse 7 und dem verschlossenem Deckel 6.The pressure from above on the holder 2 with the diode 1 arises when closing the lid 6 trained heat sink 8th because the height of the holder 2 with the embedded diode 1 is greater than the inside clearance between the housing 7 and the closed lid 6 ,

Die Federbeine 3 sind auf dem Gehäuse 7 geführt gelagert, so dass ein selbsttätiges Herausfallen des Halters 2 in keine Richtung möglich ist.The struts 3 are on the case 7 stored, so that an automatic falling out of the holder 2 in no direction is possible.

Ebenfalls dargestellt ist, dass die im Halter 2 angeordnete Diode 1, vom Halter 2 bis auf die Andrückfläche an den Kühlkörper 8 und den Klemmenausgang in Form einer Aufnahme 4 umschlossen ist.Also shown is that in the holder 2 arranged diode 1 , from the holder 2 except for the pressure surface on the heat sink 8th and the terminal output in the form of a receptacle 4 is enclosed.

Dabei besteht zwischen der Diode 1 und der Aufnahme 4 eine lösbare form- und kraftschlüssige Verbindung.It consists between the diode 1 and the recording 4 a releasable positive and non-positive connection.

Die kraftschlüssige Verbindung wird durch jeweils eine Rastzunge 5 mit Rastnase gebildet, die über oder partiell über die Ausgangsklemme 6 der Diode 1 greifen.The frictional connection is made by a respective locking tongue 5 formed with locking lug, which is over or partially over the output terminal 6 the diode 1 to grab.

11
Bauelement, Diodecomponent, diode
22
Halterholder
33
FederbeineSuspensions
44
Aufnahmeadmission
55
Rastzungecatch tongue
66
Verschlussplatte, -scheibe, -deckelClosing plate, disc, lid
77
Gehäusecasing
88th
Kühlkörperheatsink

Claims (10)

Anordnung zur Wärmeabfuhr von in einem Gehäuse (7) angeordneten elektronischen Bauelementen (1), wobei das Gehäuse (7) über eine Verschlussplatte, -scheibe oder einen -deckel (6) verfügt und mit einem Kühlkörper {8) versehen ist und das oder die wärmebelasteten Bauelemente (1) elastisch gegen den Kühlkörper (8) infolge einer auf das Bauelement (Z) direkt oder indirekt wirkenden Kraft gepresst sind.Arrangement for dissipating heat in a housing ( 7 ) arranged electronic components ( 1 ), the housing ( 7 ) via a closure plate, disc or cover ( 6 ) and with a heat sink { 8th ) and the one or more heat-loaded components ( 1 ) are elastically pressed against the heat sink (8) as a result of a force acting directly or indirectly on the component (Z). Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem wärmebelasteten Bauelement (1) und dem Kühlkörper (8) eine Isolierschicht, vorzugsweise am Kühlkörper (8), angeordnet ist.Arrangement according to claim 1, characterized in that between the heat-loaded component ( 1 ) and the heat sink ( 8th ) an insulating layer, preferably on the heat sink ( 8th ) is arranged. Anordnung nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft durch ein oder mehrere Federelemente (3) erzeugt ist, die beim Verschließen des Gehäuses (7) mittels der Verschlussplatte, -scheibe oder dem -deckel (6) entsprechend elastisch verformt werden.Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the contact pressure by one or more spring elements ( 3 ) generated during the Closing the housing ( 7 ) are elastically deformed by means of the closure plate, disc or the cover (6). Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussplatte, -scheibe oder der -deckel (6) oder ein oder mehrere Teile davon den Kühlkörper (8) bilden.Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the closure plate, disc or the cover (6) or one or more parts thereof, the heat sink ( 8th ) form. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmebelastete elektronische Bauelement (1), vorzugsweise eine Diode (1), in einem Halter (2) gelagert ist, der sich auf seitlich und/oder unten, angeordneten vorzugsweise schräg nach außen weisenden Federbeinen (3) gegenüber dem Gehäuse (7) abstützt, so dass die Federbeine (3) unter Druck von oben auf den Halter (2) sich nach außen elastisch abspreizen und das im Halter (2) angeordnete Bauelement (1) zusammen mit dem Halter (2) entgegen der Druckkraft nach oben pressen.Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heat-stressed electronic component ( 1 ), preferably a diode ( 1 ), in a holder ( 2 ), which is arranged on laterally and / or below, preferably obliquely outwardly facing struts ( 3 ) opposite the housing ( 7 ) is supported, so that the struts ( 3 ) under pressure from above onto the holder ( 2 ) spread out elastically to the outside and in the holder ( 2 ) arranged component ( 1 ) together with the holder ( 2 ) press against the pressure force upwards. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck von oben auf den Halter (2) mit dem elektronischen Bauelement (1) beim Verschließen des als Deckel (6) ausgebildeten Kühlkörpers (8) entsteht, da die Höhe des Halters (2) mit dem eingelagerten Bauelement (1) größer ist als der lichte Abstand innen zwischen dem Gehäuse (7) und dem verschlossenem Deckel (6).Arrangement according to claim 5, characterized in that the pressure from above on the holder ( 2 ) with the electronic component ( 1 ) when closing the lid ( 6 ) formed heat sink ( 8th ) arises because the height of the holder ( 2 ) with the embedded component ( 1 ) is greater than the inside clearance between the housing ( 7 ) and the closed lid ( 6 ). Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbeine (3) auf dem Gehäuse (7) geführt gelagert sind, so dass ein selbsttätiges Herausfallen des Halters (2) in keine Richtung möglich ist.Arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the struts ( 3 ) on the housing ( 7 ) Are guided out, so that an automatic falling out of the holder ( 2 ) in any direction is possible. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das im Halter (2) angeordnete Bauelement (1) eine Diode (1) ist, die vom Halter (2) bis auf die Andrückfläche an den Kühlkörper (8) und den Klemmenausgang in Form einer Aufnahme (4) umschlossen ist.Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the holder ( 2 ) arranged component ( 1 ) a diode ( 1 ), which is from the holder ( 2 ) except for the pressure surface on the heat sink ( 8th ) and the terminal output in the form of a receptacle ( 4 ) is enclosed. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektronischen Bauelement (1) und der Aufnahme (4) eine lösbare form oder/und kraftschlüssige Verbindung besteht.Arrangement according to claim 8, characterized in that between the electronic component ( 1 ) and the recording ( 4 ) There is a releasable form and / or non-positive connection. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung durch jeweils eine Rastzunge (5) mit Rastnase gebildet ist, die über oder partiell über die Ausgangsklemme (6) der Diode (1) greifen.Arrangement according to claim 9, characterized in that the non-positive and / or positive connection by a respective latching tongue ( 5 ) is formed with latching lug which over or partially over the output terminal ( 6 ) of the diode ( 1 ) to grab.
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