连接盒的制作方法

专利名称：连接盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及连接技术领域，并且尤其涉及将配线连接至设备的连接 盒，尤其用于将配线连接至光电模块(光电收集器、太阳能面板、太阳 能电池)的连接。
背景技术：
光电太阳能设施通常为模块化设计并且包括经由外部配线连接的多 个太阳能电池。为了获得较高的电压，各个太阳能电池至少成组地串联 连接，通过将第一个太阳能电池的正极连接至又一太阳能电池的负极。 在这种情况下出现的问题是，当太阳能电池被部分地遮盖时，，例如由于 被周围物体或云所投影的缘故，这个太阳能电池会变为无源的并且如果 不是没有的话也仅是稍微有助于发电。因此，在串联连接时，来自相邻 太阳能电池的电流流过被遮盖的太阳能电池，因而被遮盖的太阳能电池 就会受损，或者至少其寿命降低。为此，已知的是借助于通常具有二极 管作为保护性元件的电路将太阳能电池暂时桥接，并且在故障期间脱离 发电。这些电路通常容纳在同时用来连接配线的连接盒中。
Sumitomo布线系统7>司的EP999601 7>开了 一种用于太阳能电池的 连接盒，其具有带上盖和下盖的壳体，上盖和下盖能经由插头连接彼此 连接。上盖具有用于外部电线的连接，以及布置为使得当壳体处于闭合 位置时能产生与下盖上的相应电触点电连接的插头电触点。二极管布置 于上盖中，并且用于保护太阳能电池。为了使得该布置能防风雨，二极管封装在填料例如硅酮中。这些布置的一个具体缺点是，它们不适合于 目前的高能太阳能电池，因为它们冷却不足。又一缺点是，所建议的硅 酮密封不必要地增大了材料消耗和重量，并且是耗时的。
Tyco Electronics AMP GmbH的US6582249公开了 一种用于太阳能才莫 块的连接盒，其具有由塑料构成并且带有盖的壳体，盖连接至铰链条。 壳体的下部具有开口，用于太阳能面板的连接，以及用于外部电线的连 接。电子部件，例如二极管，装配于壳体下部中的连接之间。电子部件 可由装配至壳体内侧壁以使得其能枢转的保护盖来防止被直接接触到。 部件优选地通过保护盖中的开口用填料来封装，在保护盖已经固定于壳 体中的正确位置中之后。
Mantenimiento Instalaciones Malaga SL的EP1605554 7〉开了 一种用于 太阳能电池的连接盒，其具有壳体下部以及带有可脱离插头连接的盖。 壳体具有用于连接太阳能电池的第一开口，以及用于连接外部电线的第 二开口。印刷电路板能借助于螺钉安装在壳体中。
Multi-Holding AG的德国实用新型DE202005018884U1公开了一种 用于太阳能面板的连接盒。连接盒具有壳体下部以及连接至壳体下部以 使得其能枢转的盖。壳体下部具有用于连接太阳能面板的开口，并且具 有外部电线。用于附着电子部件尤其是二极管的接触元件设在壳体内部。 接触元件设计为使得它们将吸收和分散由二极管产生的热量。
Tyco Electronic AMP GmbH的EP1501133公开了 一种用于太阳能面 板的连接盒。连接器具有壳体下部以及经由使得其能枢转的铰链连接至 壳体下部的盖。在底部区域中，壳体下部具有用于连接太阳能面板的开 口，并且在側壁中，其具有用于外部电线的开口。母线(busbar)以及接 触元件设在壳体内部。 一个实施例具有带二极管的印刷电路板，二极管 由壳体的保持元件稳固地保持。Kitani Denki KK的JP20022359389公开了 一种用于太阳能电池的连 接盒，其具有带有壳体下部和可移除盖的壳体。壳体下部的底部区域中 的开口用于连接至太阳能面板。侧壁的开口用于连接电线。布置为使得
能替换的二极管用作保护性元件。
Spelsberg Guenther GmbH Co KG的DEI02005044939公开了 一种用
于太阳能电池的连接盒。连接盒具有保护设备，例如呈旁路二极管的形 式。印刷电路板连接至冷却元件，冷却元件经过壳体外面并且连接至太 阳能面板的框架，以散热。
现有技术已知的连接盒的缺点是电子部件的不充分冷却，以及其所 导致的太阳能电池的热负荷

发明内容
因此本发明的一个目的是公开一种不具有现有技术缺点的连接盒。 这个目的由权利要求中限定的发明所实现。
根据本发明的连接盒通常具有一体的或多件的壳体，其包围具有电 的/电子部件的印刷电路板。根据实施例，壳体由多个零件形成并且具有 壳体下部和壳体上部。可选地，壳体能通过内部零件的夹物模塑(insert molding)形成。
连接盒通常设计为使得其能借助于太阳能面板的基部表面(例如后 表面)上的安装盖帽来安装。安装盖帽在此情况下能呈分离零件的形式， 壳体零件操作地连接于此。为了实现更好的力分布和/或为了影响对流冷
却，安装盖帽能以分段的形式设计。
通常，例如太阳能电池的接触接线片或接触电线导入连接盒中的连 接插槽，在此处它们经由为此目的提供的连接操作地连接至印刷电路板。 根据实施例，这个连接插槽可整体地形成于连接盒的边缘的周边处。通
6常，连接插槽在顶部和底部开口。
在一个实施例中，外部连接电缆穿入连接盒的壳体，在此处它们操作地连接至印刷电路板(板或冲压格栅)。如果需要，连接电缆具有标准化的插头连接，从而允许筒单的外部连接。插头连接和电缆的保持件能设在连接盒的壳体上，其中插头连接能悬挂于规定位置用于运输和自动测试，例如在装配期间。
如果需要，连接插槽可由盖闭合。盖可设计为使得其主动地防止已经被导入但还没有固化的封装化合物脱离。例如，这意味着在连接插槽的封装之后立即能与位置独立地定位完全预制的太阳能面板，而不会再有封装化合物流出。这缩短了装配所需的时间。盖有利地呈排出器的形式，从而减少封装处理所需的封装化合物的量。为了监控填充水平，盖还可由透明材料生产。
如果需要，盖具有一个或多个开口，用于导入封装化合物以及用于通风。在一个实施例中，盖具有两个开口，其中一个用于填充，另一个用于通风。由于例如这些开口彼此对角地相对且靠近封装插槽的边缘布置，开口之——直低于另一个，从而简化填充过程。例如，能填充定位为较低的开口 ，从而被包围的空气能在定位为较高的开口处从连接插槽排走。另 一个实施例具有用于填充的中心开口以及边缘处的一个或多个通风孔。其它布置也是可能的。如果需要，填充开口具有所谓的连接柱，其允许填充装置的连接。
举例来说，连接插槽的盖可通过卡扣、螺旋、胶粘结合或超声焊接或者其组合来闭合。如果连接插槽将要封装，盖优选地设计为使得所需封装化合物最小化。为此，盖例如在其内側上具有突出入连接插槽的排出器。可选地，分开的零件，排出器，能在用盖闭合之前导入连接插槽，而不是这个排出器集成在盖中或与之连接。在一个实施例中，盖以计划的方式压靠连接并且压靠接触接线片/接触电线，从而改进接触接线片/接触电线和连接之间的电接触。所述类型的盖还可用来闭合其它连接盒的连接插槽，并且因此不限于与这里公开的变化一起^f吏用。
连接盒的一个实施例设计为使得连接盒的后表面不是平放在太阳能电池上，而是借助于安装盖帽与之保持一定的距离。这种由基部区域引起的优点是，连接盒的电子部件和太阳能面板之间的热负荷降低。而且，连接盒可具有空气导板/冷却凸缘，其影响盒的后表面上的空气循环并且因而改进冷却，或防止热聚集。空气导板可由与连接盒的壳体相同的材料生产。为了改进机械坚固性和/或正面地影响空气流通，空气导板可弯曲，和/或可用来在装配状态下支撑于太阳能面板上。连接插槽本身可呈安装盖帽的形式。如果需要，能提供其它支撑。基部区域和连接盒的后
壁之间的距离通常为2-30 mm，尽管根据实施例其它距离也是可能的。
在一个实施例中，安装盖帽是分段的以使得其从连接盒仅在其两个相对的侧面上突出，从而帮助自由的空气循环。作为安装盖帽零件的足部以及连接插槽的下边缘操作地连接至太阳能面板的表面，优选地通过胶粘结合。空气沟槽能由壳体下部上的腹板形成，并且帮助对流冷却。空气导板用来让气流在连接插槽周围经过，从而降低热聚集的危险。根据太阳能面板的位置以及太阳能面板上连接盒的位置，连接盒使用为腹板与X轴线或Y轴线大致平行地对齐，其结果是气流一直从底部向上经过。可选地，腹板还可在任何其它方向上延伸。
单层或多层解决方案可提供为用于电的/电子部件连接的印刷电路板。除了铜层应用于电绝缘安装材料上的蚀刻印刷电路板之外，还能使用由金属板通过冲压生产的格栅(沖压格栅)。在一个相应实施例中，壳体具有相应设计的保持装置，例如呈卡扣动作的形式或夹持连接，用于保持沖压格栅。而且，冲压格栅具有优点它们能易于在注塑模具中与布置在其上的电子部件一起夹物模塑。这使得能确保内部密封。又一优点是，所形成的热通过靠在壳体上的沖压格栅或印刷电路板有效地向外分散。
根据实施例，冲压格栅的金属板厚度为0.4 mm。因为其是实心的，板还用作电的/电子部件的冷却板。充分导电和导热的材料用作其材料。尤其，除了铜、钢或铝合金之外，例如可以使用CuSn0.15、 CuFe2P或Cu-ETP。
连接盒的壳体部件通常设计为使得板贴近地靠在其上，以经由印刷电路板和壳体将来自电的/电子部件的热分散到外面。由于，在一个实施例中，电的/电子部件，例如二极管，以及外部电缆必须至少在板的一侧上连接，相应切块在每种情况下设在壳体中。冲压格栅的一个优点是，所产生的热能经由贴近地靠在其上的壳体向下和向上很好地分散。为了进一步优化板和壳体之间的导热，所述切块以及进一步的可能出现的空气间隙，在壳体闭合之前用导热且电绝缘的材料(例如导热膏体)填充。
壳体部件优选地通过注射模塑或模铸(diecasting)生产，不过其它生产方法也是可行的。通常，为此目的使用足够耐热的材料，例如聚酰胺(PA)、聚苯醚(PPO， PPE)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二曱酸二丁酯(PBT)或聚对苯二曱酸乙二醇酯(PET)。这些材料可用纤维填充，例如10%至60%的玻璃纤维。根据实施例，其它材料也是可能的。
为了保护连接盒中的电子器件免受潮气和其它环境影响，壳体部件能从外面由圆周密封来密封。这个密封可以呈分离部件的形式或者可以借助于多部件注射^^莫塑一体地形成于壳体上。也可行的是在一个壳体部件中提供简单的圓周槽并且在另一个壳体部件中提供相应地突出的圆周凸缘，它们在闭合位置中彼此相应。可选地或另外地，在闭合之前槽能用密封化合物填充，比如硅酮。在又一改进中，这个槽能故意地形成为
9更大，以使得在壳体闭合时密封化合物能回溯地引入所得到的腔。提供相应的开口和连接柱。
在连接盒计划要利用緩慢固化的胶粘剂附着的情形中，处理所需的时间能通过使用辅助保持工具来桥接。借助于双面胶带实现了良好的结果。根据应用领域，还能专门用双面胶带附着连接盒。双面胶带允许连接盒立即固定在基部表面上，并且这能对处理时间和自动处理有着正面的影响。进一步的密封工具能设置于连接盒和基部表面之间。
具有壳体和连接插槽的连接盒的 一个改进设计为使得当处于装配状态下时壳体的后壁距太阳能面板一定距离以使得产生壳体的对流冷却，所述连接盒用于将布置于壳体内部的印刷电路板上的至少一个电子部件连接至太阳能面板的电连接，并且壳体具有用于将连接盒附着至太阳能面板表面的突出安装盖帽。在此情况下，连接插槽能周边地装配至连接盒的壳体。在又一实施例中，安装盖帽由多个部件形成并且能包围连接插槽。 一个具体实施例在安装盖帽上具有至少一个胶粘表面，用于保持胶粘剂和/或双面胶带。连接盒的又一实施例具有布置于壳体后表面上的空气导板。这些空气导板能设计为使得，在装配状态下，它们用来相对于太阳能面板支撑壳体。壳体还能至少在一些位置处贴合地靠在印刷电路板上，其结果是所形成的热通过壳体向外传输。印刷电路板在此情况下可以呈传统印刷电路板、沖压格栅或简单布线的形式。在连接盒的又一变化中，包括壳体下部和壳体上部的壳体贴近地包围印刷电路板和所述至少一个电子部件。尤其，壳体可通过印刷电路板和所述至少一个电子部件的夹物模塑整体地形成。在一个优选实施例中，连接插槽适合于保持封装装置。


本发明的实施例将参照以下图形更详细地解释，其中 图1示出连接盒从前面和上面倾斜地观察时的透^L图； 图2示出图1中所示连接盒从前面和下面倾斜地观察时的透视图； 图3示出图1中所示的连接盒从下面观察时的视图； 图4示出沿着图3中的线DD的截面图； 图5示出图1中所示的连接盒的平面视图；并且 图6示出图1中所示的连接盒从前面和上面倾斜地观察时的透视图， 并且移走了壳体上部。
具体实施例方式
图1示出连接盒1从前面和上面倾斜地观察时的透视图，并且图2 示出从前面和下面倾斜地观察时的相同连接盒1。图3示出从下面倾斜地 观察时的连接盒1,图4示出从侧面倾斜地观察时的截面图(如图3中所 示的截面线DD)，图5示出从上面倾斜地观察时的连接盒，并且图6示 出从上面倾斜地观察时且处于打开状态的连接盒。
图形示出壳体IO,其包括壳体上部40和壳体下部20。两个壳体部 分20、 40在这种情况下尤其通过咬合作用接头18彼此连接，咬合作用 接头18如果需要例如能替代为彼此粘合或额外地彼此粘合。足部31在 侧面从壳体10突起并且作为在此分段并且向下突起的安装盖帽30的部 分。安装盖帽30用来将壳体10实际附着至太阳能面板的表面(两者都 没有更详细地示出)。在所示实施例中，安装盖帽30是壳体IO的整体部 件，但是还可以是单独部分的形式。安装盖帽30决定要求用于壳体后壁 和太阳能面板80之间在壳体下表面上的对流冷却的距离A (参看图4)。
在正面区域中，壳体10具有连接插槽60，其具有连接52，用于例 如太阳能面板的接触接线片或接触电线(它们都没有在这里更详细地示出)的连接。连接插槽60是始终开口的并且能与壳体10的其余部分分 开地闭合。这允许连接盒1与组装过程独立地装配和闭合。因此，连接 盒1的内部不经受任何破坏性的环境影响。才艮据所述实施例，连接插槽 60在顶部或侧面开口。根据应用领域，其布置于连接盒l的中心、或周 边。
连接52操作性地连接至印刷电路板50,例如呈沖压格栅50 (参见 图6)或板的形式，其定位于壳体10的内部。连接插槽60同样是安装盖 帽30的部件。连接插槽60的基本上具有O形横截面(XY平面)的外 壁由圓周框架62形成，圓周框架62在下端开口为圆周安装表面69 (粘 附表面)。安装表面69设计为使得适合于保持粘合剂和/或双面胶带，并 且能用来将壳体10附着至太阳能面板和/或密封连接插槽60以防止外部 影响。可单独地闭合的连接插槽的其它改进，例如布置于壳体10的外围 上并且在具有基本上U形横截面的侧面处开口，是可能的。
电缆入口 11能在连接盒1的进一步向后定位的区域中看到，由此连 接电缆70导入壳体10。如果希望仅将电子部件连接至太阳能面板，那么 就不需要外部电线。在所示实施例中，电缆入口 ll同时还用于连接电缆 70的应力释》文，经由夹紧装置将它们固定。在所示实施例中，连接电缆 70由插头连接器71端接，因而允许简单的连接或脱离，例如连接至外部 荷载或从外部荷载脱离。插头连接器71每个通过保持件15固定，保持 件15布置于壳体10的侧面上。在此情况下，保持件15包括插头托架16 和电缆托架17，并且布置为使得插头连接器71定位于有利于自动功能测 试和运输的位置中。布置于壳体IO的侧面上的位置在实际使用中已经得 到证实。然而，本领域技术人员将清楚，保持件15还能装配于某个另外 的点处，或插头连接器71能稳固地保持定向于不同的方向上。
在图2中，其示出从下面倾斜地观察时的连接盒1,能看到具有连接
12插槽60和安装盖帽30以及装配于安装盖帽的足部31的壳体下部20。用 于电子部件例如二极管的凸起24以及能在壳体下部20的下表面上看到 的电缆。
空气导板23整体地形成于壳体下部20上并且在所示实施例中，大 致彼此平行并且与安装盖帽30的足部31大致平行地延伸。空气导板23 大致延伸超过连接盒1的整个长度。空气导板23可相对于彼此或在它们 的长度内改变高度，因而还允许相对于它们横向的流动。它们可在一些 点处设计为充分地高以使得除了安装盖帽30的足部31以外，它们允许 壳体10支撑在太阳能面板上。除了为壳体下部20提供坚固性和支撑作 用之外，空气引导板23还形成空气通道25，因而使得能故意地让气流穿 过它们。在所示实施例中，空气导板23让气流在壳体10下面穿过并且 因此对壳体IO的冷却具有积极的效果。S形构造提供更多坚固性。根据 应用领域，空气导板23可整体地省略或可设计为相应地不同，例如使得 空气还能在横向上循环。
在所示实施例中，安装盖帽30在側面处具有开口 35,其允许在壳体 下部20下面的另外空气交换。
安装盖帽30设计为使得整个连接盒1升高离开基座表面82。在侧面 处从安装盖帽30突起的足部31以及连接插槽60的下缘形成有粘附表面 32，其用来保持粘合剂并且连接盒1在基座表面上(例如太阳能电池的 后表面)粘合于此。除了粘合表面32,足部31具有例如双面胶带34能 装配于此的第二安装表面33。这个双面胶带允许在粘合表面32与太阳能 电池之间的粘合剂固化之前连接盒1立即固定在基座表面上。
图4示出沿着图3中所示的线DD的截面图。在此情况下，连接盒l 安装在基座表面82上，例如示意性地示出的太阳能面板80的后表面(太 阳能面板没有在图3中示出)。从太阳能面板80的后表面开始，太阳能电池81的接触接线片或接触电线(没有更详细地示出)导入连接插槽60, 并且在此连接至板50的连接52。在所示实施例中，接触接线片焊接至连 接52，不过形成接触的替代形式，例如使用终端，也是可行的。连接插 槽60由盖63闭合。盖63具有中心开口 66，用来以封装化合物填充连接 插槽60。因此，盖63设计为使得其突入连接插槽60，因而减少填充腔 的所需要的封装化合物的数量。封装化合物密封板50的连接52以及太 阳能电池81的接触接线片或接触电线以防止环境影响。电连接电缆70 由于通过电缆夹具11的应力释放而被夹持于壳体下部和壳体上部之间。
在它们的边缘四周，两个壳体部分20、 40具有密封12，其在所示情 况下，由舌才曹系统(tongue and groove system) 13形成。然而，替4戈地， 密封12还能由常规密封环或由迷宫式密封提供，常规密封环直接由通过 两部件注塑而导入的密封化合物插入在壳体上部40或壳体下部20上的 槽中。具有安装在其下表面上的电的/电子部件51的板50,平靠在两个 壳体半部20、 40上，二极管和电缆切口21、 22提供于壳体下部20中用 于布置于与之相接触的板上的电/电子部件51和外部连接电缆70。替代 地，这些切口 21、 22可形成于壳体上部40中，并且相应的部件可安装 在板50的上表面上。板50或至少所述连接52从两个闭合的壳体部分20、 40突出入连接插槽60。
图6示出从前面和上面倾斜地观察时的连接盒1的透视图，如图1 中所示的壳体部分40移走。图形示出印刷电路板50,其已经放置在壳体 下部20上并且通过由实心金属片冲压(冲压格栅)来制造。板50设计 为具有尽可能大的面积以便经由壳体向外部尽可能有效地分散电的/电子 部件51中产生的热量。板50由绝缘分开接合点54再细分为连接至连接 52的分区。板50的分区经由电的/电子部件51彼此连接。
足部31在壳体下部20的侧面处突起，与连接插槽60 —起形成安装盖帽30。用于插头连接器71的保持件15布置于每个足部31上，并且插 头连接器71基本上包括电缆托架70和插头托架16。
权利要求
1.一种具有壳体(10)和连接插槽(60)的连接盒(1)，其用来将布置于壳体(10)内部中的印刷电路板(50)上的至少一个电子部件(51)连接至太阳能面板(80)的电子连接，壳体(10)具有突起的安装盖帽(30)，所述盖帽用来将连接盒(1)连接接至太阳能面板(80)的表面并且设计为使得在处于装配状态时，壳体(10)的后壁距太阳能面板(80)具有距离(A)，以实现壳体(10)的对流冷却。
2. 如权利要求1所述的连接盒(1 ),其特征在于连接插槽(60) 外围地装配至壳体(10)。
3. 如权利要求1或2'所述的连接盒(1),其特征在于安装盖帽(30 ) 由多个部分形成。 —
4. 如前述权利要求之一所述的连接盒(1 )，其特征在于安装盖帽 (30)包围连接插槽。
5. 如前述权利要求之一所述的连接盒(1 )，其特征在于安装盖帽 (30)具有保持粘合剂和/或双面胶带(34)的粘合表面(32、 33)。
6. 如前述权利要求之一所述的连接盒(1 ),其特征在于连接盒(1 ) 具有布置于壳体后表面上的空气导板(23 )。
7. 如权利要求6所述的连接盒(1 ),其特征在于空气导板(23)设计为使得在处于装配状态时，它们用来相对于太阳能面板(80)支撑 壳体(10)。
8. 如前述权利要求之一所述的连接盒(1 )，其特征在于至少在一 些位置处，壳体(10)贴近地靠在印刷电路板(50)上，以使得产生的 热通过壳体(10)向外传递。
9. 如权利要求8所述的连接盒(1),其特征在于印刷电路板(50) 是冲压格栅。
10. 如前述权利要求之一所述的连接盒(1 )，其特征在于壳体(IO) 具有壳体下部(20 )和壳体上部(40 ),它们贴近地包围印刷电路板(50 ) 和所述至少一个电子部件(51)。
11. 如权利要求1至9之一所述的连接盒(1 )，其特征在于壳体(10) 由印刷电路板(50)和所述至少一个电子部件(51)的夹物模塑而一体 地形成。
12. 如前述权利要求之一所述的连接盒(1 ),其特征在于连接插槽 (60)适合于保持封装介质。
全文摘要
本发明涉及一种接收器(1)，尤其适合于在一个或多个太阳能电池(81)上布线。接收器(1)包括壳体(10)以及能由盖(63)分别闭合的连接轴(60)。接收器(1)在太阳能面板(80)的背面竖起。
文档编号H01L31/048GK101647123SQ200780052529
公开日2010年2月10日 申请日期2007年12月3日 优先权日2007年4月13日
发明者托马斯·格兰博格, 汉斯·瓦特林特, 西尔维瑞·洛伊, 马克斯·戈尔迪 申请人:胡贝尔和茹纳股份公司