CN102376658A - 一种空调室外机中的芯片散热装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调室外机中的芯片散热装置以及其应用，芯片散热装置包括盒状支架以及位于盒状支架内的芯片、电路板和散热片，其中电路板和散热片分别位于芯片顶侧和底侧，所述的芯片靠近盒状支架的一端，盒状支架的底面远离芯片的一端带有进风口，所述的盒状支架远离进风口一端的侧壁开有出风口，用于冷却芯片的介质从盒状支架的进风口进入盒状支架内，沿散热片流经芯片后从所述的盒状支架的出风口流出。本发明芯片散热装置通过改变其出风口位置，使冷却空气的流向更加合理，进一步提高了散热效果。

Description

一种空调室外机中的芯片散热装置及其应用

技术领域

本发明涉及一种空调机，尤其涉及空调机的室外机，以及室外机中的芯片散热装置。

背景技术

现有技术中空调室外机控制电路中的芯片具有较大的发热量，尤其是变频空调，由于压缩机工作时间更长，芯片的散热问题更为关键。

参见图1，目前通用的做法是在空调室外机的壳体1顶部的一个角落设置有芯片散热装置3，芯片位于该芯片散热装置3中。

壳体1内设有竖直隔板4，壳体进风口14和壳体出风口13位于竖直隔板4两侧，且仅通过竖直隔板4顶部与壳体1内壁的间隙相连通，而芯片散热装置3恰位于竖直隔板4顶部与壳体1内壁的间隙。

用于冷却芯片的介质在风扇2的驱动下经壳体进风口14进入芯片散热装置3中，流经芯片后从壳体出风口13流出空调机室外机的壳体1(参见图1中箭头的方向)。

参见图2、图3和图4，芯片散热装置3包括盒状支架5以及位于盒状支架5内的芯片7、电路板6和散热片8，其中电路板6和散热片8分别位于芯片7的顶侧和底侧，芯片7靠近盒状支架3的一端(图2中为靠近盒状支架3的左端)，芯片7平行于盒状支架5底面布置，盒状支架5的底面远离芯片7的一端带有进风口9，盒状支架5的底面远离进风口9一端(即靠近芯片7的一端)带有出风口10。

用于冷却芯片7的介质(空气)从盒状支架5的进风口9进入盒状支架5内，沿散热片8流经芯片7后从盒状支架5的出风口10流出。

但通过图2可以看出，在芯片7以及芯片7附近其实是空气流动的死角，因此冷却的效果并不好，即使芯片7的位置再略靠近盒状支架5的横向的中部，图2中盒状支架5左上角部位依然是死角，温度会随着工作时间的增长逐渐上升，导致元件老化过快。

发明内容

本发明提供一种散热效果好，没有死角的空调机室外机中的芯片散热装置。

一种空调室外机中的芯片散热装置，包括盒状支架以及位于盒状支架内的芯片、电路板和散热片，其中电路板和散热片分别位于芯片顶侧和底侧，所述的芯片靠近盒状支架的一端，盒状支架的底面远离芯片的一端带有进风口，所述的盒状支架远离进风口一端的侧壁开有出风口，用于冷却芯片的介质从盒状支架的进风口进入盒状支架内，沿散热片流经芯片后从所述的盒状支架的出风口流出。

所述的盒状支架大致为长方体结构，本发明通过改变其出风口位置，使冷却空气的流向更加合理，避免芯片以及电路板的发热。芯片、电路板以及两者之间的电路关系均可采用现有技术，本发明重点在于芯片散热装置中盒状支架结构的改进。

芯片的顶面与电路板的底面连接，所述的散热片布置在芯片的底面，芯片的底面就即带有散热片的一侧朝向盒状支架的底面。

所述的散热片至少有两片，均平行于所述的介质流动方向布置。实际上散热片是由多片平行布置，平行于所述的介质流动方向是为了减少介质流动阻力。

所述的进风口的面积为盒状支架底面面积的1/4～2/3，盒状支架合适的进风口面积既可以适当改变入口空气的角度也可以调整冷却空气的流量。

所述的盒状支架远离进风口一端的侧壁完全开放，形成所述的出风口。

所述的盒状支架为长方体，具有相对的顶面和底面，相对的前侧壁和后侧壁，相对的左侧壁和右侧壁，所述的进风口位于底面靠近右侧壁的部分，所述的出风口位于左侧壁。

所述的盒状支架顶面开放，且紧贴所述的室外机顶面的内壁。也就是说盒状支架顶面的开口是通过室外机壳体的顶壁来封闭的，室外机壳体的顶壁兼做盒状支架的顶壁。

所述的散热片平行于前侧壁方向布置，由盒状支架的出风口朝盒状支架的右侧壁方向延伸。

本发明还提供了一种空调室外机，包括带有壳体进风口和壳体出风口的壳体，壳体内设有竖直隔板，所述的壳体进风口和壳体出风口仅通过竖直隔板顶部与壳体内壁的间隙相连通，所述的竖直隔板顶部与壳体内壁的间隙装有本发明所述的芯片散热装置，用于冷却芯片的介质在风扇的驱动下依次流经壳体进风口和盒状支架的进风口后沿散热片流经芯片，再依次流经盒状支架的出风口和壳体出风口。

所述的风扇、壳体出风口和盒状支架的出风口位于竖直隔板的一侧，而壳体进风口和盒状支架的进风口位于竖直隔板的另一侧，隔板顶沿与盒状支架的底面接触密封。空调室外机的其他部分可以采用现有技术。

本发明还提供了一种空调机，由相互匹配的室内机和本发明所述的室外机构成。室内机以及室内机与室外机之间的电路、冷凝介质管路的连接均可以采用现有技术。

本发明芯片散热装置通过改变其出风口位置，使冷却空气的流向更加合理，进一步提高了散热效果。

附图说明

图1为现有技术中室外机的结构示意图；

图2为图1中室外机芯片散热装置的结构示意图；

图3为图2中芯片散热装置的盒状支架的立体结构示意图，图中散热片的长度略长，延伸至盒状支架的进风口部位；

图4为图2中芯片散热装置的盒状支架另一角度的立体结构示意图，图中省略盒状支架内的其他部件；

图5为本发明芯片散热装置的结构示意图；

图6为图5中芯片散热装置的盒状支架的立体结构示意图，图中散热片的长度略长，延伸至盒状支架的进风口部位；

图7为图5中芯片散热装置的盒状支架的立体结构示意图，图中省略盒状支架内的其他部件；

图8为本发明空调室外机的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图5、图6和图7，本发明空调室外机中的芯片散热装置，包括盒状支架15，空调室外机控制电路中的电路板6、芯片7以及与芯片7紧贴的散热片8均位于盒状支架15内，芯片7、电路板6以及两者之间的电路关系均可采用现有技术。

盒装支架15采用具有良好强度和导热性能的金属或合金材质，通过绝缘垫片等绝缘部件与电路板保持良好的绝缘性。

盒状支架15为长方体结构，具有相对的顶面17和底面18，相对的前侧壁和后侧壁，相对的左侧壁19和右侧壁20。当然盒装支架15也可以采用其他形状。

电路板6和散热片8分别位于芯片7顶侧和底侧，芯片7通过其触脚直接焊接或插接在电路板相应的位置，散热片8通过夹子或其他固定部件与芯片7紧贴，以保证良好的热传导和散热效果。

芯片7靠近盒状支架15的左侧壁19一端，电路板6以及芯片7大致平行与盒状支架15的底面18布置。当电路板6以及芯片7与盒状支架15的底面18带有一定夹角时，底面18的靠近进风口11的一侧相对于另一侧更靠近电路板6以及芯片7，这样可以保证空气在底面18的导向下流向电路板6以及芯片7。

盒状支架15的底面18远离芯片7的一端带有进风口11，即进风口11靠近右侧壁20，盒状支架15的左侧壁19开有出风口12，参见图5中箭头方向，用于冷却芯片7的空气从盒状支架15的进风口11进入盒状支架15内，沿散热片8流经芯片7后从盒状支架15的出风口12流出。

散热片8是由多片平行布置，散热片平行于前侧壁方向布置，即由盒状支架15的出风口12朝盒状支架15的右侧壁20方向延伸。散热片8平行于介质流动方向布置是为了减少介质流动阻力。

用于冷却芯片7的空气流经芯片7时，如果芯片7完全被散热片8所覆盖，那么空气并未与芯片7直接接触，而是通过散热片8的热传导进行降温，而当散热片8并没有完全覆盖芯片7时，空气流经芯片7时直接与芯片7的裸露部分接触进行降温，芯片7被散热片8覆盖的部分则是通过散热片8的热传导进行降温。

进风口11的面积为盒状支架15底面面积的大约1/3，合适的进风口面积既可以适当改变入口空气的角度也可以调整冷却空气的流量，以盒状支架15的左侧壁19和右侧壁20连线为长度方向，那么进风口11在宽度上与盒状支架15的底面18等宽，进风口11的长度为底面18长度的1/3左右。

为了使气流更加通畅，盒状支架15远离进风口11的左侧壁19完全开放形成出风口12，即取消了左侧壁19，盒状支架15的左侧壁是完全开放的。

图6中可见，为了增强散热效果，散热片8可以从盒状支架15的左侧壁19位置一直延伸到盒状支架15的右侧壁20，即在长度方向上贯通整个盒状支架15。

为了便于盒状支架15的安装，在盒状支架15的边缘带有折弯形成的安装条，安装条带有螺孔，通过螺钉将盒状支架15连同其内部的部件安装在空调室外机的壳体中。

实施例2

参见图8，本发明还提供了一种空调室外机，空调室外机的壳体1顶部右侧设置有实施例1中的芯片散热装置16，空调室外机控制电路的芯片位于该芯片散热装置16中。

空调室外机的壳体1内设有竖直隔板4，壳体进风口14和壳体出风口13位于竖直隔板4两侧，壳体进风口14和壳体出风口13仅通过竖直隔板4顶部与壳体1内壁的间隙相连通，而芯片散热装置16恰位于竖直隔板4顶部与壳体1内壁的间隙。

图中竖直隔板4位于壳体内略靠右的位置，实际应用中，竖直隔板4也可以位于壳体内的其他部位。

用于冷却芯片的空气在风扇2的驱动下经壳体进风口14进入芯片散热装置16中，流经芯片后从壳体出风口13流出空调机室外机的壳体1(参见图8中箭头的方向)。风扇2也是室外机中热交换器的冷却风扇，利用隔板在室外机的壳体1内构成一个合理的空气流动通道，可以兼带冷却控制电路的芯片。

壳体出风口13即为风扇2的出口，而壳体进风口14的位置并没有严格限制，但至少要求和壳体出风口13位于竖直隔板4两侧。

结合图5，芯片散热装置16中的盒状支架15顶面开放，且紧贴室外机顶面的内壁，也就是说盒状支架15顶面的开口是通过室外机壳体的顶壁来封闭的，室外机壳体的顶壁兼做盒状支架15的顶壁。

风扇2、壳体出风口13和盒状支架15的出风口12位于竖直隔板4的一侧，而壳体进风口14和盒状支架15的进风口11位于竖直隔板4的另一侧，隔板4顶沿与盒状支架15的底面外壁接触密封，使空气进入壳体进风口14后只能流经盒状支架15的内部才能从壳体出风口13流出。

为了便于隔板4与盒状支架15之间相互定位，可以在盒状支架15底部的外壁设有与隔板4顶沿形状相配合的定位部件，例如采用两个定位凸条，隔板4顶沿与盒状支架15接触时，隔板4顶沿恰好卡入两个定位凸条之间，可以避免隔板4的晃动和错位。

空调室外机的其他部分如热交换器、压缩机等均可以采用现有技术。

室外机中利用本发明改进的芯片散热装置可以保证控制电路芯片部位的良好通风冷却效果，减少了空气流动的死角，延长了电路板以及芯片的使用寿命。

实施例3

本发明还提供了一种空调机，由相互匹配的室内机和实施例2中的室外机构成，室内机以及室内机与室外机之间的电路、冷凝介质管路的连接均可以采用现有技术。

本发明中关于顶、底以及前、后、左、右等方位的描述均是相对于附图1、2或5中各部件的位置而言，仅用来表明各部件或同一部件不同区域相对的位置关系，并不代表实际使用时的绝对位置。

Claims (10)

1.一种空调室外机中的芯片散热装置，包括盒状支架以及位于盒状支架内的芯片、电路板和散热片，其中电路板和散热片分别位于芯片顶侧和底侧，所述的芯片靠近盒状支架的一端，盒状支架的底面远离芯片的一端带有进风口，其特征在于，所述的盒状支架远离进风口一端的侧壁开有出风口，用于冷却芯片的介质从盒状支架的进风口进入盒状支架内，沿散热片流经芯片后从所述的出风口流出。

2.如权利要求1所述的芯片散热装置，其特征在于，所述的散热片至少有两片，均平行于所述的介质流动方向布置。

3.如权利要求2所述的芯片散热装置，其特征在于，所述的进风口的面积为盒状支架底面面积的1/4～2/3。

4.如权利要求1～3任一项所述的芯片散热装置，其特征在于，所述的盒状支架远离进风口一端的侧壁完全开放，形成所述的出风口。

5.如权利要求4所述的芯片散热装置，其特征在于，所述的盒状支架为长方体，具有相对的顶面和底面，相对的前侧壁和后侧壁，相对的左侧壁和右侧壁，所述的进风口位于底面靠近右侧壁的部分，所述的出风口位于左侧壁。

6.如权利要求5所述的芯片散热装置，其特征在于，所述的盒状支架顶面开放，且紧贴所述的室外机顶面的内壁。

7.如权利要求6所述的芯片散热装置，其特征在于，所述的散热片平行于前侧壁方向布置。

8.一种空调室外机，包括带有壳体进风口和壳体出风口的壳体，壳体内设有竖直隔板，所述的壳体进风口和壳体出风口仅通过竖直隔板顶部与壳体内壁的间隙相连通，其特征在于，所述的竖直隔板顶部与壳体内壁的间隙装有权利要求1～7任一项所述的芯片散热装置，用于冷却芯片的介质在风扇的驱动下依次流经壳体进风口和盒状支架的进风口后沿散热片流经芯片，再依次流经盒状支架的出风口和壳体出风口。

9.如权利要求8所述的空调室外机，其特征在于，所述的风扇、壳体出风口和盒状支架的出风口位于竖直隔板的一侧，而壳体进风口和盒状支架的进风口位于竖直隔板的另一侧，隔板顶沿与盒状支架的底面接触密封。

10.一种空调机，其特征在于，由相互匹配的室内机和权利要求9所述的空调室外机构成。

Images