CN102791077A - 一种电力电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电力电子装置，涉及电力电子技术领域，用来解决现有技术由于功率管安装高度与印刷电路板安装高度之间公差过大导致功率管引脚受应力的问题。所述电力电子装置包括从上到下依次设置的印刷电路板、功率管、绝缘件及散热器，所述功率管通过折弯90度的功率管引脚与所述印刷电路板钎焊连接，所述功率管的下表面紧贴所述绝缘件，所述绝缘件紧贴所述散热器,其中，所述电力电子装置还包括固定压紧机构，用于使所述功率管与所述印刷电路板在垂直于所述功率管下表面方向上的相对位置固定。本发明应用在太阳能光伏逆变器、变频器等电力电子装置中。

Description

一种电力电子装置

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电力电子装置。

背景技术

在各类电力电子装置的设计中，功率管是其核心的器件，功率管的安装结构及方式则是电力电子装置设计中重要的工作。功率管安装结构设计不仅要适应产品的整体结构要求，同时要解决绝缘、散热、安装可靠性、加工效率等其它产品设计需求。

如图1所示为现有技术提供的一种电力电子装置，散热器4a的安装面通过支撑柱7a与印刷电路板1a平行连接，功率管引脚3a折弯90度后与印刷电路板1a插装焊接，功率管本体6a与散热器4a的安装面通过固定件2a水平机械固定，并且在功率管本体6a与散热器4a之间设有绝缘件5a。其中支撑柱7a的支撑固定高度称为印刷电路板安装高度H1，功率管本体6a底部距离印刷电路板1a底部的距离称之为功率管安装高度H2，绝缘件高度H3。

在上述功率管安装过程中，由于各个尺寸链累计公差的存在，以及印刷电路板并非理想的完全平面而是存在着各类形变，因此H1与H2+H3间的尺寸关系并不是理想的H1=H2+H3，而是会出现H1>H2+H3或H1<H2+H3的情况，这样当H1>H2+H3时会导致功率管引脚受到拉应力，而H1<H2+H3时则会导致功率管引脚受到压应力。两者高度差越大，功率管引脚受力越大，当应力达到一定的阀值后，就会损伤功率管内部芯片，从而导致功率管失效或炸管。

发明内容

本发明的实施例提供一种电力电子装置，用来解决现有技术由于功率管安装高度与印刷电路板安装高度之间公差过大导致功率管引脚受应力的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种电力电子装置，包括从上到下依次设置的印刷电路板、功率管、绝缘件及散热器，所述功率管通过折弯90度的功率管引脚与所述印刷电路板钎焊连接，所述功率管的下表面紧贴所述绝缘件，所述绝缘件紧贴所述散热器,所述电力电子装置还包括固定压紧机构，用于使所述功率管与所述印刷电路板在垂直于所述功率管下表面方向上的相对位置固定。

优选地，所述功率管的上表面紧贴所述印刷电路板的下表面。

优选地，所述印刷电路板上设有印刷电路板通孔，所述绝缘件上设有绝缘件通孔，所述散热器上设有散热器螺纹孔，所述固定压紧机构包括压条和螺钉，所述压条设在所述印刷电路板的上方，且所述压条的两端分别设有一个凸台，所述压条的中部设有压条通孔，一个所述凸台的位置对应一个所述功率管的位置，所述螺钉依次穿过所述压条通孔、所述印刷电路板通孔、两个所述功率管的间隙和所述散热器螺纹孔，以使所述印刷电路板、功率管、绝缘件及散热器固定连接。

进一步地，所述印刷电路板上与所述压条接触的位置处的周围开设有槽孔。

优选地，所述印刷电路板上设有印刷电路板通孔，所述功率管上设有功率管通孔，所述绝缘件上设有绝缘件通孔，所述散热器上设有散热器螺纹孔，所述固定压紧机构为螺钉，所述螺钉依次穿过所述印刷电路板通孔、所述功率管通孔、所述绝缘件通孔和所述散热器螺纹孔，以使所述印刷电路板、功率管、绝缘件及散热器固定连接。

优选地，所述印刷电路板上设有印刷电路板通孔，所述绝缘件上设有绝缘件通孔，所述散热器上设有散热器螺纹孔，所述固定压紧机构包括压条和螺钉，所述压条设在所述印刷电路板与所述功率管之间，且所述压条的两端分别设有一个凸台，所述压条的中部设有压条通孔，一个所述凸台压住一个所述功率管，所述螺钉依次穿过所述印刷电路板通孔、所述压条通孔、两个所述功率管的间隙、所述绝缘件通孔和所述散热器螺纹孔，以使所述印刷电路板、功率管、绝缘件及散热器固定连接。

本发明实施例提供的电力电子装置，由于所述功率管的下表面紧贴所述绝缘件，所述绝缘件紧贴所述散热器，因此所述功率管、绝缘件和散热器的位置相对固定；又因为所述固定压紧机构使所述功率管与所述印刷电路板在垂直于所述功率管下表面方向上的相对位置固定，因此所述印刷电路板、功率管、绝缘件及散热器的位置相对固定，这样就减小了安装过程中各尺寸链的累计公差，所述功率管的安装高度与所述印刷电路板的安装高度之间的公差也相应减小，从而减小了所述功率管引脚的受力，避免了所述功率管失效或炸管。解决了现有技术由于功率管安装高度与印刷电路板安装高度之间公差过大导致功率管引脚受应力的问题。

附图说明

图1为现有技术提供的一种电力电子装置示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种电力电子装置示意图；

图3为本发明实施例2提供的一种电力电子装置示意图；

图4为本发明实施例3提供的一种电力电子装置示意图；

图5为本发明实施例1提供的一种电力电子装置的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例提供的电力电子装置进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例提供了一种电力电子装置，如图2所示，包括从上到下依次设置的印刷电路板12、功率管16、绝缘件17及散热器15，所述功率管16通过折弯90度的功率管引脚13与所述印刷电路板12钎焊连接，所述功率管16的下表面紧贴所述绝缘件17，所述绝缘件17紧贴所述散热器15；所述电力电子装置还包括固定压紧机构，用于使所述功率管16与所述印刷电路板12在垂直于所述功率管16下表面方向上的相对位置固定。

本发明实施例提供的电力电子装置，由于所述功率管16的下表面紧贴所述绝缘件17，所述绝缘件17紧贴所述散热器15，因此所述功率管16、绝缘件17和散热器15的位置相对固定；又因为所述固定压紧机构使所述功率管16与所述印刷电路板12在垂直于所述功率管16下表面方向上的相对位置固定，因此所述印刷电路板12、功率管16、绝缘件17及散热器15的位置相对固定，这样就减小了安装过程中各尺寸链的累计公差，所述功率管16的安装高度与所述印刷电路板12的安装高度之间的公差也相应减小，从而减小了所述功率管引脚13的受力，避免了所述功率管16失效或炸管。解决了现有技术由于功率管安装高度与印刷电路板安装高度之间公差过大导致功率管引脚受应力的问题。

图2所示的电力电子装置中，所述功率管16的上表面紧贴所述印刷电路板12的下表面。这样所述功率管16和所述印刷电路板12是面面接触，相对位置更容易固定，因此安装过程中的尺寸公差更小；而且所述固定压紧机构提供的压紧力可通过所述印刷电路板施加在所述功率管的整个上表面，受力均匀，紧固时的安装精度更高。

图2所示装置中，所述功率管16的上表面紧贴所述印刷电路板12的下表面。所述印刷电路板12上设有印刷电路板通孔，所述绝缘件17上设有绝缘件通孔，所述散热器15上设有散热器螺纹孔，所述固定压紧机构包括压条20和螺钉14，所述压条20设在所述印刷电路板12的上方，且所述压条20的两端分别设有一个凸台18，所述压条20的中部设有压条通孔，一个所述凸台18的位置对应一个所述功率管16的位置，所述螺钉14依次穿过所述压条通孔、所述印刷电路板通孔、两个所述功率管16的间隙、所述绝缘件通孔和所述散热器螺纹孔从而实现所述印刷电路板12、功率管16、绝缘件17及散热器15的固定连接。这样一个螺钉14可以同时固定连接两个功率管16，减少了螺钉14的数量，同时也减少了紧固的操作，累计公差也相应减小；而且通过压条20上凸台18的设计，两个功率管16的受力均匀。

如图5所示，作为对实施例2的进一步改进，所述印刷电路板12上与所述压条20接触的位置a的周围开设有槽孔b。这是因为不同的功率管在厚度上有差异（最大公差可达0.3mm），在紧固时有可能导致部分低厚度功率管无法紧贴散热器，造成散热不良的风险。通过在印刷电路板12与压条20接触的a位置的周围局部开槽孔b，以削弱印刷电路板12在a位置的刚度，这样印刷电路板上a位置处更容易下压，确保低厚度功率管也能被压紧。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上提出了另一种电力电子装置，如图3所示，所述电力电子装置包括从上到下依次设置的印刷电路板12、功率管16、绝缘件17及散热器15，所述功率管16通过折弯90度的功率管引脚13与所述印刷电路板12钎焊连接，所述功率管16的下表面紧贴所述绝缘件17，所述绝缘件17紧贴所述散热器15；所述电力电子装置还包括固定压紧机构，用于使所述功率管16与所述印刷电路板12在垂直于所述功率管16下表面方向上的相对位置固定。

为了实现所述功率管的上表面紧贴所述印刷电路板的下表面，在图3中，所述印刷电路板12上设有印刷电路板通孔，所述功率管16上设有功率管通孔，所述绝缘件17上设有绝缘件通孔，所述散热器15上设有散热器螺纹孔，所述固定压紧机构为螺钉14，所述螺钉14依次穿过所述印刷电路板通孔、所述功率管通孔、所述绝缘件通孔和所述散热器螺纹孔从而实现所述印刷电路板12、功率管16、绝缘件17及散热器15的相对固定连接。在本实施例中，印刷电路板12、功率管16、绝缘件17以及散热器15通过螺钉14固定连接，操作方便，易实现。

实施例3

图4示出了本发明的又一个具体实施例，所述电力电子装置包括从上到下依次设置的印刷电路板12、功率管16、绝缘件17及散热器15，所述功率管16通过折弯90度的功率管引脚13与所述印刷电路板12钎焊连接，所述功率管16的下表面紧贴所述绝缘件17，所述绝缘件17紧贴所述散热器15；所述电力电子装置还包括固定压紧机构，用于使所述功率管16与所述印刷电路板12在垂直于所述功率管16下表面方向上的相对位置固定。

其中，所述印刷电路板12上设有印刷电路板通孔，所述绝缘件17上设有绝缘件通孔，所述散热器15上设有散热器螺纹孔，所述固定压紧机构包括压条20和螺钉14，所述压条20设在所述印刷电路板12与所述功率管16之间，且所述压条20的两端分别设有一个凸台18，所述压条20的中部设有压条通孔，一个所述凸台18压住一个所述功率管16，所述螺钉14依次穿过所述印刷电路板通孔、所述压条通孔、两个所述功率管的间隙、所述绝缘件通孔和所述散热器螺纹孔从而实现所述印刷电路板、功率管、绝缘件及散热器的固定连接。

在本实施例中，将压条20设在印刷电路板12与功率管16之间，通过凸台18抵压功率管16的上表面也能实现实施例2中压条所实现的功能，而且印刷电路板12的顶面被空余出来，可以放置一些其它器件。

当然，固定压紧机构的组成及排布并不限于上述3种实施例所描述的情形，也可以是本领域技术人员所知的其它能使功率管与印刷电路板在垂直于功率管下表面方向上相对位置固定的组成及排布。

对于上述实施例1、实施例2和实施例3提供的电力电子装置，由于螺钉14是从印刷电路板12的顶面穿入，通过功率管16、绝缘件17，最后固定在散热器15中，因此如图2、图3和图4所示的印刷电路板安装高度H1、功率管安装高度H2和绝缘件厚度H3之间的关系更接近理想的H1=H2+H3；而且只需在印刷电路板12上开设如图5所示较小的的螺钉孔B，而无需开设如图1所示较大的的操作孔A。这样可以避免A区域不能布线导致产品设计困难的问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种电力电子装置，包括从上到下依次设置的印刷电路板、功率管、绝缘件及散热器，所述功率管通过折弯90度的功率管引脚与所述印刷电路板钎焊连接，所述功率管的下表面紧贴所述绝缘件，所述绝缘件紧贴所述散热器,其特征在于，

所述电力电子装置还包括固定压紧机构，用于使所述功率管与所述印刷电路板在垂直于所述功率管下表面方向上的相对位置固定。

2.根据权利要求1所述的电力电子装置，其特征在于，所述功率管的上表面紧贴所述印刷电路板的下表面。

3.根据权利要求2所述的电力电子装置，其特征在于，所述印刷电路板上设有印刷电路板通孔，所述绝缘件上设有绝缘件通孔，所述散热器上设有散热器螺纹孔，所述固定压紧机构包括压条和螺钉，所述压条设在所述印刷电路板的上方，且所述压条的两端分别设有一个凸台，所述压条的中部设有压条通孔，一个所述凸台的位置对应一个所述功率管的位置，所述螺钉依次穿过所述压条通孔、所述印刷电路板通孔、两个所述功率管的间隙和所述散热器螺纹孔，以使所述印刷电路板、功率管、绝缘件及散热器固定连接。

4.根据权利要求3所述的电力电子装置，其特征在于，所述印刷电路板上与所述压条接触的位置处的周围开设有槽孔。

5.根据权利要求2所述的电力电子装置，其特征在于，所述印刷电路板上设有印刷电路板通孔，所述功率管上设有功率管通孔，所述绝缘件上设有绝缘件通孔，所述散热器上设有散热器螺纹孔，所述固定压紧机构为螺钉，所述螺钉依次穿过所述印刷电路板通孔、所述功率管通孔、所述绝缘件通孔和所述散热器螺纹孔，以使所述印刷电路板、功率管、绝缘件及散热器固定连接。

6.根据权利要求1所述的电力电子装置，其特征在于，所述印刷电路板上设有印刷电路板通孔，所述绝缘件上设有绝缘件通孔，所述散热器上设有散热器螺纹孔，所述固定压紧机构包括压条和螺钉，所述压条设在所述印刷电路板与所述功率管之间，且所述压条的两端分别设有一个凸台，所述压条的中部设有压条通孔，一个所述凸台压住一个所述功率管，所述螺钉依次穿过所述印刷电路板通孔、所述压条通孔、两个所述功率管的间隙、所述绝缘件通孔和所述散热器螺纹孔，以使所述印刷电路板、功率管、绝缘件及散热器固定连接。

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