CN104697077B - 电路模块的散热结构和变频空调室外机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路模块的散热结构和变频空调室外机，该散热结构包括依次叠置的电路板(1)、安装支架(2)、电子元器件(3)和散热器(4)，电子元器件从安装支架的一侧穿过连接到另一侧的电路板上，散热器抵接于电子元器件的表面；电路板与安装支架之间的接触面上形成有用于减少相互接触面积的锯齿结构(21)。此外还可包括电控盒(5)，各部件依次叠置于电控盒中，散热器从电控盒中伸出，电控盒上形成有朝向散热器的进风风道(7)。此散热结构通过电控盒安装到机箱(9)内，临近室外机风轮(12)。其中，由于设计了锯齿结构，使得防积水效果佳，通过安装结构和风道设计，很好地改善了散热器的散热效果以路板的表面散热。

Description

电路模块的散热结构和变频空调室外机

技术领域

本发明涉及变频空调领域，具体地，涉及一种变频空调室外机及其内安装的电路模块的散热结构。

背景技术

变频空调的心脏是变频压缩机，频率越高压缩机效能越高，为了保证压缩机高频运行，压缩机的控制器件必须具备可靠的散热效果，才能保证压缩机可靠运行，同时才可以使用小功率压缩机开发大功率产品，大幅降低产品成本。因此，变频空调的散热问题始终是制冷行业的一个重点和难点，尤其是变频模块的散热。变频模块的散热是通过吸收变频模块上电子元器件所产生的热量并利用风带走，变频模块的散热技术是衡量变频空调技术含量的一个重要指标，也决定了变频空调器的可靠性和品质。

现有技术中，变频模块的散热结构具有多种形式，但通常将电路板、电子元器件及散热器均安装在一个支架上，利用支架安装到空调室外机的机箱内壁上。然而，由于电子元器件的发热量大，室外机风轮对散热器的散热效果一直不好，而且水气等容易凝结、积淀在电路板与支架的接触部位，在高温快速烘干下形成水渍斑块，甚至造成电路板短路。

发明内容

为克服上述的缺陷与不足，本发明提供一种电路模块的散热结构，以及应用该电路模块的散热结构的变频空调室外机，该散热结构的结构紧凑，散热效果好且具有防积水功能。

为实现此目的，本发明提供了一种电路模块的散热结构，所述散热结构包括依次叠置组装的电路板、安装支架、电子元器件和散热器，所述电子元器件从所述安装支架的一侧穿过该安装支架连接到另一侧的所述电路板上，所述散热器抵接于所述电子元器件的表面；其中，所述电路板与所述安装支架之间的接触面上形成有用于减少相互接触面积的锯齿结构。

优选地，所述安装支架的周向边缘的表面形成有构成所述锯齿结构的沿周向间隔排布的多个锯齿。

优选地，所述安装支架上还形成有用于安装所述电子元器件和散热器的定位安装结构，所述电子元器件安装在相应的所述定位安装结构上并且该电子元器件的所述表面朝向所述散热器凸出于所述安装支架的相应侧面。

优选地，该散热结构还包括电控盒，所述电路板、安装支架、电子元器件和散热器依次叠置于电控盒中，所述散热器从所述电控盒中伸出，所述电控盒上形成有朝向所述散热器的进风风道。

优选地，所述散热器包括基板和间隔布置的多个散热翅片，所述基板连接于所述安装支架并抵接所述电子元器件的表面，所述散热翅片从所述基板朝向所述电控盒外伸出。

优选地，所述基板的厚度不小于8mm。

更优选地，所述基板的厚度为8mm～12mm，任意相邻的两个所述散热翅片之间的间距为3mm～5mm。

优选地，所述电控盒的顶部和底部均形成为贯通开口，所述散热器的散热翅片从所述电控盒的底部开口向外伸出；所述散热结构还包括内部形成有所述进风风道的通风构件，该通风构件安装在所述电控盒的底部并邻接所述散热翅片。

优选地，所述电控盒包括周向外壳，所述电路板与所述周向外壳的顶面相间隔地设置在所述电控盒内，所述周向外壳上形成有次风口，通过该次风口进入的气体对所述电路板的表面进行散热，所述次风口与所述通风构件中的所述进风风道位于所述电控盒的所述周向外壳的同一侧。

在上述基础上，本发明还提供了一种变频空调室外机，该室外机包括箱体，该箱体的一侧为箱体进风口，另一侧设有出风网罩，所述箱体内设有室外机风轮，所述室外机还包括隔板以及上述的电路模块的散热结构，所述隔板设置在所述箱体内的所述室外机风轮与所述箱体进风口之间以间隔出进风腔室，所述电路模块的散热结构中，所述电路板和电子元器件构成变频模块，该变频模块通过所述电控盒安装在所述箱体的内壁上以紧邻所述室外机风轮，所述进风风道连通所述进风腔室。

根据上述技术方案，在根据本发明的电路模块的散热结构中，首先通过改进设计的安装支架，能够很好地定位安装电路板、电子元器件和散热器，尤其是安装支架与电路板之间形成有减少相互接触面积的锯齿结构，接触面积小，通风效果好，使得水汽等不易聚集，容易沿着锯齿流动，防积水效果佳，而且由于接触面积小，装配平稳，不易起翘。其次将安装支架安装在电控盒内，通过电控盒可方便地安装到室外机机箱内，而且通过在电控盒上设计对准散热器的进风风道，使得箱体进风口进入的风能够集中地吹向散热器，很好地改善了散热效果；还可在电控盒上设计吹向电路板表面的次风口，有效改善电路板的表面散热。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的安装支架的立体图；

图2为根据本发明的优选实施方式的电控盒的立体图；

图3为散热器的结构示意图；

图4为电路板、安装支架、电子元器件和散热器等组件依次叠置组装成电路模块时的装配过程图；

图5为电路模块组装后再与电控盒以及通风构件装配成电路模块的散热结构时的装配过程图；

图6为图5所示的组件装配后的电路模块的散热结构的示意图，显示了该散热结构的进风一侧；

图7与图6类似，但装配结构的观察视角不同，显示了散热结构的排风一侧；

图8为根据本发明的优选实施方式的变频空调室外机的立体图；

图9为图8所示的变频空调室外机的结构原理图。

附图标记说明

1 电路板 2 安装支架

3 电子元器件 4 散热器

5 电控盒 6 通风构件

7 进风风道 8 次风口

9 箱体 10 箱体进风口

11 隔板 12 室外机风轮

13 出风网罩 21 锯齿结构

41 基板 42 散热翅片

51 周向外壳

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

如图1至图7所示，本发明提供了一种电路模块的散热结构，该散热结构包括依次叠置组装的电路板1、安装支架2、电子元器件3和散热器4，电子元器件3从安装支架2的一侧穿过该安装支架2连接到另一侧的电路板1上，散热器4抵接于电子元器件3的表面；其中，电路板1与安装支架2之间的接触面上形成有用于减少相互接触面积的锯齿结构21。如前所述，现有技术中的安装支架2与电路板1之间均是面接触，接触面积较大，且室外机风轮12吹出的风相对更难以吹拂到二者的接触缝隙处，因而造成水汽容易凝结和聚集于接触缝隙处，最终在高温蒸发下容易产生水渍，乃至造成电路短路。有鉴于此，本发明的散热结构中首先对此进行了改进设计，特别设计了锯齿结构21以防止积水的问题，由于电路板1仅与安装支架2上的锯齿结构21接触，也就是与各个锯齿抵接，相较于完整的平面接触，接触面积减少了至少一大半。而且由于相邻锯齿之间存在齿槽，当电路板1上存有积水时，大部分均可通过锯齿间的齿槽或缝隙流出并被高温蒸发。此外，由于减少了接触面积，即使采用轻量化的塑料材质的安装支架2在高温下产生了局部变形，锯齿结构21也能有效减轻变形带来的装配不平稳问题，使电路板1不易起翘，优化了结构和装配性能。

如图1和图4所示，作为一种具体示例，安装支架2的凸出的周向边缘的表面形成有构成锯齿结构21的沿周向间隔排布的多个锯齿。图中的多个锯齿眼周向连续分布，但本领域技术人员能够理解的是，锯齿也可分段间隔布置。此外，安装支架2上还形成有用于支撑或安装电路板1、电子元器件3和/或散热器4的各种定位安装结构，例如安装孔、卡槽、立柱或定位凸台等等，可根据安装需要而在安装支架2上进行具体设计。这样，电子元器件3可安装在相应的定位安装结构上并且该电子元器件3的表面朝向散热器4凸出于安装支架2的相应侧面。在图6和图7所示的装配后结构中，装配后应使得电子元器件3的表面比安装支架2的表面略高0.4～0.5mm，以保证散热器4能够完全贴合地到电子元器件3的表面，以进行充分的热量交换。

如图3和图7所示，本实施方式中采用的散热器4包括基板41和间隔布置的多个散热翅片42，基板41连接于安装支架2并在装配后能够抵接电子元器件3的表面，散热翅片42从基板41朝向电控盒5外伸出。基板41起到定位、连接和传热的作用。图3可见，基板41上形成有定位卡槽和连接孔等。根据需要，基板41可安装到安装支架2上，也可卡装到下述的电控盒5中。散热器4优选为轻质、导热快的材质，例如铝、合金铝等金属材质。基板41的热传导率、热容量等参数均影响散热器4的散热效果。发明人反复探索查证，发现在现有技术中散热器散热不佳的原因多归咎于基板41的厚度不足，因而在保证轻量化的同时，造成散热效果不彰。经反复试验，确认基板41的厚度最小为8mm，最大不超过12mm时，散热效果明显较好。同样的，散热翅片42可采用与基板41相同或不同的材质，二者可一体成型。在试验下发现任意相邻的两个散热翅片42之间的间距设计为3mm～5mm时，既能保证散热效果又不阻挡风能较快通过散热翅片42。

以上电路板1、安装支架2、电子元器件3和散热器4的装配参加图4，装配后的组件参见图5中的顶图。可见，已能完整的装配在一起，但并不方便安装到室外机的机箱上，而且电路板1等裸露，容易产生结构不稳或电路故障。为此，本发明中的散热结构还包括图2所示的电控盒5，其作为外壳体部件、承载部件以及装配到机箱上的连接部件，与安装支架2类似，电控盒5中同样可形成有用于支撑或安装电路板1、电子元器件3和/或散热器4等的各种定位安装结构，如安装孔、卡槽、立柱或定位凸台等，不再一一细述。电路板1、安装支架2、电子元器件3和散热器4依次叠置于电控盒5中，散热器4从电控盒5中伸出，电控盒5上还形成有朝向散热器4的进风风道7。这样在装配后就形成了图6和图7所示的完整的结构单元，电控盒5的顶部和底部均形成为贯通开口，仅散热翅片42从电控盒5的底部开口向外伸出，电路板1的顶面露出(安装后由机箱内壁遮盖)。这样，外部新风可直接吹拂露出的散热翅片42即可有效的完成散热。因此电控盒5上设计了进风风道7，使得外部新风集中的从进风风道7进入，对准散热翅片42吹动，增强散热效率。

图中的电控盒5和安装支架2为独立的部件，但本领域技术人员能够理解的是，二者也可以说是一体结构，进风风道7可直接形成在电控盒5上，也可通过其它构件来形成，如图5所示，通风构件6的内部形成有进风风道7，该通风构件6安装在电控盒5的底部并邻接散热翅片42。

另外，为改善对电路板1的单独散热，装配时使电路板1与电控盒5的周向外壳51的顶面相间隔地设置在电控盒5内，如图6和图7所示。进一步地，在周向外壳51上形成次风口8，通过该次风口8进入的部分气流能够对电路板1的表面进行散热。当然优选的，次风口8与通风构件6中的进风风道7位于电控盒5的周向外壳51的同一侧。这样，外部新风除了大部分通过散热器4外，还有小部分吹过电路1的表面，从电控盒5的另一侧排风口排出，当然次风口8自身也可起到排风散热作用。

以上详述了本发明的电路模块的散热结构。该散热结构可应用到图8和图9所示的变频空调室外机中。该室外机包括箱体9，该箱体9的一侧为箱体进风口10，另一侧设有出风网罩13，箱体9内设有室外机风轮12。此外，变频空调室外机内还设有隔板11，隔板11设置在箱体9内的室外机风轮12与箱体进风口10之间以间隔出进风腔室，电路模块的散热结构中，电路板1和电子元器件3构成变频空调的变频模块，该变频模块通过电控盒5安装在箱体的内壁上，尤其是顶壁上，并紧邻室外机风轮12设置，同时进风风道7连通进风腔室。这样，通过室外机风轮12往外排风后引起箱体9内的空气流动，从箱体进风口10吸进外部新空气，外部新空气进入进风腔室，转而向上通过通风构件6中的进风风道7以及次风口8，与散热结构进行热交换后的热风再经由室外机风轮12的吹动，从箱体9另一侧的出风网罩13排出。此变频空调室外机可主要应用在家用空调产品中，尤其是变频一拖多机器上，可有效提高散热可靠性，提高压缩机的运行频率，保证机器在高频运行时稳定可靠。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，例如安装支架2、电控盒5等部件的具体形状的简单改变，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种电路模块的散热结构，其特征在于，所述散热结构包括依次叠置组装的电路板(1)、安装支架(2)、电子元器件(3)和散热器(4)，所述电子元器件(3)从所述安装支架(2)的一侧穿过该安装支架(2)连接到另一侧的所述电路板(1)上，所述散热器(4)抵接于所述电子元器件(3)的表面；其中，所述电路板(1)与所述安装支架(2)之间的接触面上形成有用于减少相互接触面积的锯齿结构(21)，

该散热结构还包括电控盒(5)，所述电路板(1)、安装支架(2)、电子元器件(3)和散热器(4)依次叠置于电控盒(5)中，所述散热器(4)从所述电控盒(5)中伸出，所述电控盒(5)上形成有朝向所述散热器(4)的进风风道(7)，所述电控盒(5)的顶部和底部均形成为贯通开口，所述散热器(4)的散热翅片(42)从所述电控盒(5)的底部开口向外伸出；

所述散热结构还包括内部形成有所述进风风道(7)的通风构件(6)，该通风构件(6)安装在所述电控盒(5)的底部并邻接所述散热翅片(42)，所述电控盒(5)包括周向外壳(51)，所述电路板(1)与所述周向外壳(51)的顶面相间隔地设置在所述电控盒(5)内，所述周向外壳(51)上形成有次风口(8)，通过该次风口(8)进入的气体对所述电路板(1)的表面进行散热，所述次风口(8)与所述通风构件(6)中的所述进风风道(7)位于所述电控盒(5)的所述周向外壳(51)的同一侧。

2.根据权利要求1所述的电路模块的散热结构，其特征在于，所述安装支架(2)的周向边缘的表面形成有构成所述锯齿结构(21)的沿周向间隔排布的多个锯齿。

3.根据权利要求2所述的电路模块的散热结构，其特征在于，所述安装支架(2)上还形成有用于安装所述电子元器件(3)和散热器(4)的定位安装结构，所述电子元器件(3)安装在相应的所述定位安装结构上并且该电子元器件(3)的所述表面朝向所述散热器(4)凸出于所述安装支架(2)的相应侧面。

4.根据权利要求1所述的电路模块的散热结构，其特征在于，所述散热器(4)包括基板(41)和间隔布置的多个散热翅片(42)，所述基板(41)连接于所述安装支架(2)并抵接所述电子元器件(3)的表面，所述散热翅片(42)从所述基板(41)朝向所述电控盒(5)外伸出。

5.根据权利要求4所述的电路模块的散热结构，其特征在于，所述基板(41)的厚度不小于8mm。

6.根据权利要求5所述的电路模块的散热结构，其特征在于，所述基板(41)的厚度为8mm～12mm，任意相邻的两个所述散热翅片(42)之间的间距为3mm～5mm。

7.一种变频空调室外机，该室外机包括箱体(9)，该箱体(9)的一侧为箱体进风口(10)，另一侧设有出风网罩(13)，所述箱体(9)内设有室外机风轮(12)，其特征在于，所述室外机还包括隔板(11)以及根据权利要求1-6中任意一项所述的电路模块的散热结构，所述隔板(11)设置在所述箱体(9)内的所述室外机风轮(12)与所述箱体进风口(10)之间以间隔出进风腔室，所述电路模块的散热结构中，所述电路板(1)和电子元器件(3)构成变频模块，该变频模块通过所述电控盒(5)安装在所述箱体的内壁上以紧邻所述室外机风轮(12)，所述进风风道(7)连通所述进风腔室。