CN105571014A - 一种空调散热器及变频空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调散热器及变频空调，涉及空调技术领域，为解决现有技术中变频空调散热器散热效果差以及长期使用容易在翅片内部通道积灰的问题而发明。本发明空调散热器，包括基板，所述基板的正面包括多个用于安装电子元器件的安装区域，所述基板的背面设有多个平行且间隔设置的翅片，在同一工况下，发热量越大的电子元器件的安装区域所对应的所述基板的厚度越厚；在同一工况下，发热量越大的电子元器件的安装区域所对应的所述翅片的分布密度越大。本发明空调散热器用于空调器。

Description

一种空调散热器及变频空调

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种空调散热器及变频空调。

背景技术

目前，变频空调越来越受到人们的青睐，变频空调的压缩机选用了变频专用压缩机，并在普通空调的基础上增加了电子变频模块，变频空调可以根据房间的温度通过电子变频模块来调节变频专用压缩机的运转速度，不仅对环境温度的控制更精准，而且具有噪音低，人体感到更舒适以及压缩机使用寿命长等优点。然而，电子变频模块中主要的电子元器件在工作中发热量较大，温度较高，如果不能及时散热，可能会导致芯片的性能下降甚至烧坏，因此，必须对电子变频模块进行有效的散热处理。

现有技术中，电子变频模块散热器一般采用翅片式，在基板的一面放置电子变频模块，另一面放置散热翅片，不同的电子元器件对应位置的基板的厚度相同，基板上分布的所有散热翅片的间距相等，利用流经电子元器件以及散热器的外界气流进行散热，散热翅片可以加强传热的效果，散热器通常直接暴露于空调室外机内。

由此，散热器对发热量不同的电子元器件起到的散热效果相同，因此，对于发热量较大的电子元器件来说，可能会造成散热效果不明显，而发热量较小的电子元器件并不需要太大的散热面积，因而可能会造成散热材料的浪费，此外，散热翅片之间的通道通常较长，会对气流流动起到阻碍作用，且容易在通道积尘，影响散热器的散热效果。

发明内容

本发明的实施例提供一种空调散热器及变频空调，可解决现有技术中变频空调散热器散热效果差以及长期使用容易在翅片内部通道积灰的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种空调散热器，包括基板，所述基板的正面包括多个用于安装电子元器件的安装区域，所述基板的背面设有多个平行且间隔设置的翅片，在同一工况下，发热量越大的电子元器件的安装区域所对应的所述基板的厚度越厚；在同一工况下，发热量越大的电子元器件的安装区域所对应的所述翅片的分布密度越大

本发明实施例提供的空调散热器，散热器基板厚度和翅片分布密度是根据各种电子元器件的分布和发热量确定的，在同一工况下，发热量较大的电子元器件的安装区域所对应的基板较厚，所对应的翅片分布密度较大，从而增大了发热量较大的电子元器件的散热面积，因而散热效果更好；发热量较小的电子元器件的安装区域所对应的基板较薄，所对应的翅片分布密度较小，这部分基板与翅片的散热面积不仅可以满足发热量较小的电子元器件的散热需求，而且避免了基板与翅片的加工材料的浪费。

一种变频空调，包括电子变频模块，以及上述的空调散热器，所述电子变频模块包括IPM(IntelligentPowerModule，智能功率模块)、IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)、功率二极管以及桥堆，所述IPM、IGBT、功率二极管以及桥堆分别设置于所述空调散热器基板的四个不同的安装区域内，所述IPM的安装区域对应的基板厚度、所述IGBT的安装区域对应的基板厚度、所述功率二极管的安装区域对应的基板厚度以及所述桥堆的安装区域对应的基板厚度依次递减。

本发明实施例提供的变频空调，由于IPM、IGBT、功率二极管以及桥堆的发热量依次减小，因此，IPM的安装区域对应的基板厚度、IGBT的安装区域对应的基板厚度、功率二极管的安装区域对应的基板厚度以及桥堆的安装区域对应的基板厚度依次递减，即IPM、IGBT、功率二极管以及桥堆所对应的散热面积递减，发热量较大的IPM和IGBT的散热面积较大，散热效果更好，发热量较小的功率二极管和桥堆的散热面积较小，不仅可以满足散热需求，还避免了基板和翅片加工材料的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例空调散热器的结构示意图；

图2为本发明实施例空调散热器与电子变频模块的结构示意图；

图3为本发明实施例电子模块安装盒的内部结构剖视图；

图4为本发明实施例电子模块安装盒与空调室外机风扇的位置关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1为本发明实施例中空调散热器1的一个具体实施例，本实施例中空调散热器1，包括基板11，基板11的正面包括多个用于安装电子元器件的安装区域，基板11的背面设有多个平行且间隔设置的翅片12，在同一工况下，发热量越大的电子元器件的安装区域所对应的所述基板的厚度越厚；在同一工况下，发热量越大的电子元器件的安装区域所对应的所述翅片的分布密度越大。

本发明实施例提供的空调散热器1，散热器1基板厚度和翅片12分布密度是根据各种电子元器件的分布和发热量确定的，在同一工况下发热量较大的电子元器件的安装区域所对应的基板11较厚，所对应的翅片12分布密度较大，从而增大了发热量较大的电子元器件的散热面积，因而散热效果更好；发热量较小的电子元器件的安装区域所对应的基板11较薄，所对应的翅片12分布密度较小，这部分基板11与翅片12的散热面积不仅可以满足发热量较小的电子元器件的散热需求，而且避免了基板11与翅片12的加工材料的浪费。

在本发明的一种实施例中，所述电子元器件包括第一电子元器件和第二电子元器件，在第一工况下，第一电子元器件的发热量为90～100W，则第一电子元器件对应的安装区域的基板厚度d的取值范围优选为：8㎜＜d≤12㎜，第一电子元器件对应的安装区域内相邻两翅片间的间距n的取值范围优选为：3㎜≤n≤5㎜；第二电子元器件的发热量为26～45W，则第二电子元器件对应的安装区域的基板厚度d的取值范围优选为：5㎜≤d≤8㎜，第二电子元器件对应的安装区域内相邻两翅片间的间距n的取值范围优选为：5㎜＜n≤8㎜。

在本发明的另一种实施例中，所述电子元器件包括第一电子元器件和第二电子元器件，在第二工况下，第一电子元器件的发热量为65～82W，则第一电子元器件对应的安装区域的基板厚度d的取值范围优选为：6㎜＜d≤8㎜，第一电子元器件对应的安装区域内相邻两翅片间的间距n的取值范围优选为：4㎜≤n≤6㎜；第二电子元器件的发热量为20～33W，则第二电子元器件对应的安装区域的基板厚度d的取值范围优选为：4㎜≤d≤6㎜，第二电子元器件对应的安装区域内相邻两翅片间的间距n的取值范围优选为：6㎜＜n≤10㎜。

采用上述各实施例的数值来设置散热器1的基板厚度和翅片的分布密度，可以在达到最佳散热效果的同时，最大程度的节约材料。

当电子元器件不是按照发热量大小依次排列在基板11上时，基板11的厚度从一端到另一端时增时减，此时，基板的正面或反面、或者正反两面呈阶梯状；当电子元器件按照发热量大小依次排列在基板11上时，基板11的正面或反面、或者正反两面可以呈阶梯状，此时，基板的厚度由靠近发热量较大的电子元器件的一端向靠近发热量较小的电子元器件的一端是依次递减的，基板11的正面或反面、或者正反两面也可以设置为斜面，此时，基板11的厚度由靠近发热量较大的电子元器件的一端向靠近发热量较小的电子元器件的一端是逐渐递减的，为便于散热器1的加工，优选将基板11的正面加工成斜面，电子元器件依次安装在基板11的斜面上。

其中，各所述安装区域对应的翅片分布密度还与各所述安装区域对应的电子元器件的分布密度有关，电子元器件的分布密度较大的安装区域对应的翅片分布密度较大，电子元器件的分布密度较小的安装区域对应的翅片分布密度较小，即各所述安装区域对应的翅片分布密度与各所述安装区域对应的电子元器件的分布密度成正比，电子元器件的分布密度越大则需要散发的热量也越大，因此相应增加翅片的分布密度可以增大散热面积，散热效果更好。

参照图1～3，为减小翅片12之间的通道对流经其中的气流的阻碍作用，翅片12上开设有至少一条贯穿所有翅片12的导流槽13，导流槽13可以使热的空气快速流出散热器1，因而在一定程度上使得流经散热器1的空气流量相对增加，不仅提高了散热器1的散热效率，而且空气快速流出散热器1时可将部分灰尘带出，减少了流过翅片12的气流所夹杂的灰尘在翅片12表面的积灰程度，改善散热器1翅片12内部的热环境，有利于系统散热，此外，在翅片12开设导流槽13，还可以减少部分翅片12的材料耗费，使制造成本有所降低。

为保证空气流至翅片12时有足够的时间进行热交换，空气流出散热器1的速度不能过快，因此，导流槽13不宜设置过多，而且过多的导流槽13使得加工复杂，优选地，导流槽13包括3条，且彼此平行设置，以保证空气流通顺畅。

参照图2，本发明还提供了一种变频空调，包括电子变频模块2，以及上述任一技术方案中的空调散热器1，电子变频模块2包括IPM21、IGBT22、功率二极管23以及桥堆24，IPM21、IGBT22、功率二极管23以及桥堆24分别设置于空调散热器1的基板11的四个不同的安装区域内，由于IPM21、IGBT22、功率二极管23以及桥堆24的发热量依次减小，因此，IPM21的安装区域对应的基板厚度、IGBT22的安装区域对应的基板厚度、功率二极管23的安装区域对应的基板厚度以及桥堆24的安装区域对应的基板厚度依次递减。

本发明实施例提供的变频空调，由于IPM21、IGBT22、功率二极管23以及桥堆24的发热量依次减小，因此，IPM21的安装区域对应的基板厚度、IGBT22的安装区域对应的基板厚度、功率二极管23的安装区域对应的基板厚度以及桥堆24的安装区域对应的基板11的厚度依次递减，即IPM21、IGBT22、功率二极管23以及桥堆24所对应的散热面积递减，发热量较大的IPM21和IGBT22的散热面积较大，散热效果更好，发热量较小的功率二极管23和桥堆24的散热面积较小，不仅可以满足散热需求，还避免了基板11的加工材料的浪费。

同样由于IPM21、IGBT22、功率二极管23以及桥堆24的发热量依次减小，IPM21的安装区域对应的翅片12分布密度、IGBT22的安装区域对应的翅片12分布密度、功率二极管23的安装区域对应的翅片12分布密度以及桥堆24的安装区域对应的翅片12分布密度依次递减。

当IPM、IGBT、功率二极管以及桥堆不是按照发热量大小依次排列在基板上时，基板的厚度从一端到另一端时增时减，此时，基板的正面或反面、或者正反两面呈阶梯状；当IPM21、IGBT22、功率二极管23以及桥堆24按照发热量大小依次排列在基板11上时，基板11的正面或反面、或者正反两面可以呈阶梯状，此时，基板的厚度由靠近IPM的一端向靠近桥堆的一端是依次递减的，基板11的正面或反面、或者正反两面也可以设置为斜面，此时，基板11的厚度由靠近IPM的一端向靠近桥堆的一端是逐渐递减的，为便于散热器1的加工，优选将基板11的正面加工成斜面，IPM21、IGBT22、功率二极管23以及桥堆24依次按照发热量从大到小安装在基板11的斜面上。

参照图3和图4，变频空调还包括电子模块安装盒3和空调室外机风扇4，电子模块安装盒3内设有风道，风道包括风道入口31和风道出口32，电子变频模块2和空调散热器1均设置于电子模块安装盒3的风道内，空气的流向如图中箭头所示，冷气流从风道入口31进入电子模块安装盒3，进一步流入散热器1，冷气流通过翅片12之间的间隔和基板11时，可以吸收电子元器件传导至基板11和翅片12上的热量，形成热气流，热气流穿过翅片12之间的间隔，通过电子模块安装盒3风道出口32流出，风道出口32与空调室外机风扇4的入风侧相对应，因此，由风道出口32流出的热气流可随着空调室外机风扇4的旋转被带到室外。

为增大翅片12的散热面积，将空调散热器1的翅片12与风道内的气流方向平行设置，风道内的冷气流流进翅片12时，有利于吸收翅片12上的热量。

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 (12)

1.一种空调散热器，其特征在于，包括基板，所述基板的正面包括多个用于安装电子元器件的安装区域，所述基板的背面设有多个平行且间隔设置的翅片，

在同一工况下，发热量越大的电子元器件的安装区域所对应的所述基板的厚度越厚；

在同一工况下，发热量越大的电子元器件的安装区域所对应的所述翅片的分布密度越大。

2.根据权利要求1所述的空调散热器，其特征在于，所述电子元器件包括第一电子元器件和第二电子元器件，在第一工况下，第一电子元器件的发热量为90～100W，则第一电子元器件对应的安装区域的基板厚度d的取值范围为：8㎜＜d≤12㎜，第一电子元器件对应的安装区域内相邻两翅片间的间距n的取值范围为：3㎜≤n≤5㎜；第二电子元器件的发热量为26～45W，则第二电子元器件对应的安装区域的基板厚度d的取值范围为：5㎜≤d≤8㎜，第二电子元器件对应的安装区域内相邻两翅片间的间距n的取值范围为：5㎜＜n≤8㎜。

3.根据权利要求1所述的空调散热器，其特征在于，所述电子元器件包括第一电子元器件和第二电子元器件，在第二工况下，第一电子元器件的发热量为65～82W，第一电子元器件对应的安装区域的基板厚度d的取值范围为：6㎜＜d≤8㎜，第一电子元器件对应的安装区域内相邻两翅片间的间距n的取值范围为：4㎜≤n≤6㎜；第二电子元器件的发热量为20～33W，第二电子元器件对应的安装区域的基板厚度d的取值范围为：4㎜≤d≤6㎜，第二电子元器件对应的安装区域内相邻两翅片间的间距n的取值范围为：6㎜＜n≤10㎜。

4.根据权利要求1所述的空调散热器，其特征在于，所述基板的正面为斜面，所述基板的厚度由一端向另一端逐渐递减。

5.根据权利要求4所述的空调散热器，其特征在于，各所述安装区域对应的翅片分布密度与各所述安装区域对应的电子元器件的分布密度成正比。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的空调散热器，其特征在于，所述翅片上开设有至少一条贯穿所有翅片的导流槽。

7.根据权利要求6所述的空调散热器，其特征在于，所述导流槽包括3条，且彼此平行设置。

8.一种变频空调，包括电子变频模块，其特征在于，还包括权利要求1所述的空调散热器，所述电子变频模块包括智能功率模块、绝缘栅双极型晶体管、功率二极管以及桥堆，所述智能功率模块、绝缘栅双极型晶体管、功率二极管以及桥堆分别设置于所述空调散热器基板的四个不同的安装区域内，所述智能功率模块的安装区域对应的基板厚度、所述绝缘栅双极型晶体管的安装区域对应的基板厚度、所述功率二极管的安装区域对应的基板厚度以及所述桥堆的安装区域对应的基板厚度依次递减。

9.根据权利要求8所述的变频空调，其特征在于，所述智能功率模块的安装区域对应的翅片分布密度、所述绝缘栅双极型晶体管的安装区域对应的翅片分布密度、所述功率二极管的安装区域对应的翅片分布密度以及所述桥堆的安装区域对应的翅片分布密度依次递减。

10.根据权利要求8或9所述的变频空调，其特征在于，所述智能功率模块、绝缘栅双极型晶体管、功率二极管以及桥堆沿同一直线排列，所述基板的正面为斜面，所述基板的厚度由靠近智能功率模块的一端向靠近桥堆的一端逐渐递减。

11.根据权利要求8所述的变频空调，其特征在于，还包括电子模块安装盒和空调室外机风扇，所述电子模块安装盒内设有风道，所述风道包括风道入口和风道出口，所述电子变频模块和空调散热器均设置于所述电子模块安装盒的风道内，所述风道出口与所述空调室外机风扇的入风侧相对应，由所述风道出口流出的气流可随着所述空调室外机风扇的旋转被带到室外。

12.根据权利要求11所述的变频空调，其特征在于，所述空调散热器的翅片与所述风道内的气流方向相平行。