CN108317697B - 变频空调器电路板、变频空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变频空调器电路板、变频空调器，其PCB板上设置有整流桥堆、滤波电容、第一IPM模块、MCU和第二IPM模块，从电解电容出来的直流母线连接第一IPM模块和第二IPM模块，通过设置第一IPM模块和第二IPM模块分别靠近设置PCB板的两侧边，将MCU设置在第一IPM模块和第二IPM模块之间，且连接第一IPM模块和第二IPM模块的直流母线的两条导线靠近PCB板的两侧边的连接边，直流母线靠近连接边的部分相互平行设置，能够使得直流母线围成的面积尽量的小，以减少对弱电的MCU控制部分以及外界供电的干扰，提供变频空调器电路板驱动负载运行的可靠性和稳定性，并满足EMI要求。

Description

变频空调器电路板、变频空调器

技术领域

本发明涉及变频空调器控制领域，尤其涉及一种变频空调器电路板、变频空调器。

背景技术

现有的变频空调器的室外机电路板包括驱动压缩机IPM(Intelligent PowerModule，智能功率模块)模块和室外风机的直流电机的IPM模块，其控制器MCU需要同时控制这两个IPM模块，由于这两个IPM模块运行的强电部分电流大，因此对整个室外电机电路板的相关器件的布局和布线设计要求高，以使得室外负载能够稳定运行，同时满足EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)要求。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种变频空调器电路板，目的在于解决现有变频空调器电路板的PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)板布线设计过程中易导致的变频空调器室外机负载不能稳定可靠运行和满足EMI要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种变频空调器电路板，所述变频空调器电路板包括PCB板，所述PCB板具有相对的第一侧边和第二侧边以及连接两侧边的第一连接边，所述PCB板上设置有整流桥堆、滤波电容、第一IPM模块、MCU和第二IPM模块；其中，

所述滤波电容用于对从所述整流桥堆输出的直流电滤波，所述滤波电容连接直流母线的两条导线，并输出直流母线电压对第一IPM模块和第二IPM模块供电；

所述第一IPM模块靠近所述第一侧边设置，所述第二IPM模块靠近所述第二侧边设置，连接所述第一IPM模块和第二IPM模块的直流母线的两条导线靠近所述第一连接边，且所述直流母线的两条导线靠近所述第一连接边的部分相互平行设置；

所述MCU设置在所述第一IPM模块和第二IPM模块之间。

优选的，所述PCB板为长方形，所述第一侧边和第二侧边为所述PCB板的短侧边，所述第一连接边为所述PCB板的长侧边。

优选的，所述PCB板为双面板，所述直流母线靠近所述第一连接边的部分的两根导线分别位于所述PCB板的两面。

优选的，所述直流母线的每根导线靠近所述第一连接边的部分与所述第一连接边的距离为L，其中1mm＜L＜10mm。

优选的，所述直流母线靠近所述第一连接边的部分的两根导线的投影重合。

优选的，所述变频空调器电路板还包括第一采样电阻和第二采样电阻；

所述第一采样电阻用于采集所述第一IPM模块的输出电流，所述第二采样电阻用于采集所述第二IPM模块的输出电流，所述第一采样电阻的一端连接所述第一IPM模块的采样输出引脚，所述第一采样电阻另一端与所述MCU的地线共接于所述直流母线的负极导线，所述第二采样电阻的一端连接所述第二IPM模块的采样输出引脚，所述第二采样电阻的另一端通过所述直流母线的负极导线共接于所述第一采样电阻的另一端，连接所述滤波电容的直流母线依次连接所述第一IPM模块和所述第二IPM模块，所述第一IPM模块的输出电流比所述第二IPM模块输出电流大。

优选的，所述第一IPM模块用于驱动所述变频空调压缩机运行，所述第二IPM模块用于驱动所述变频空调的室外风机电机运行。

优选的，所述第二IPM模块具有相对平行的长边和连接两个长边的短边，所述第二IPM模块具有强电引脚的长边平行且靠近于所述第一连接边。

优选的，所述变频空调器电路板的电机接线端子设置于所述第二IPM模块和所述第二侧边之间。

优选的，所述变频空调器电路板还包括依次设置于所述第二短侧边上的交流输入电源接线端子、四通阀接线端子、交流风机接线端子和电子膨胀阀接线端子。

为实现上述目的，本发明还提供一种变频空调器，包括所述的变频空调器电路板。

本发明提供的变频空调器电路板，其PCB板上设置有整流桥堆、滤波电容、第一IPM模块、MCU和第二IPM模块，从滤波电容出来的直流母线连接第一IPM模块和第二IPM模块，通过设置第一IPM模块和第二IPM模块分别靠近设置PCB板的两侧边，将MCU设置在第一IPM模块和第二IPM模块之间，且连接第一IPM模块和第二IPM模块的直流母线的两条导线靠近PCB板的两侧边的连接边，直流母线靠近连接边的部分相互平行设置，能够使得直流母线围成的面积尽量的小，以减少对弱电的MCU控制部分以及外界供电的干扰，提供变频空调器电路板驱动负载运行的可靠性和稳定性，并满足EMI要求。

附图说明

图1为本发明变频空调器电路板的PCB布局和布线示意图；

图2为本发明变频空调器电路板的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照图1，图1为本发明第一实施例提供的变频空调器电路板的PCB布局和布线示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

本发明实施例的变频空调器电路板包括PCB板，该PCB板具有相对的第一侧边和第二侧边以及连接两侧边的第一连接边，该PCB板上设置有整流桥堆BR1、滤波电容E1和E2、第一IPM模块IPM1、MCU IC1和第二IPM模块IPM2；其中

滤波电容E1和E2用于对从整流桥堆BR1输出的直流电滤波，滤波电容连接直流母线的两条导线102和101，并输出直流母线电压对第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2供电；

MCU用于控制第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2驱动对应的负载工作。

第一IPM模块IPM1靠近第一侧边104设置，第二IPM模块IPM2靠近第二侧边105设置，连接第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2的直流母线的两条导线靠近第一连接边106，且直流母线的两条导线靠近第一连接边106的部分相互平行设置；

MCU设置在第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2之间。

具体如图1所示的变频空调器电路板，具有第一侧边104和第二侧105，以及这两侧边的第一连接边106，图1所示的变频空调器电路板对应的电路原理如图2所示，其整流桥堆BR1出来的直流母线连接到滤波电容E1和E2(图1中未示出)，这里的滤波电容E1和E2具体可以是大容量电解电容，以实现对通过大电流的直流母线的电压进行滤波，因为直流母线为后续的第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2的工作提供的电流很大，电解电容E1和E2容量比较大，如对1P的挂式空调器而言，其电解电容E1和E2容量可达400uF/450V，从电解电容E1和E2出来的两根直流母线102和101连接第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2的强电引脚，第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2分别靠近设置于PCB板的两侧边104和105，由于IPM模块的工作电流大，特别是驱动压缩机的IPM模块一般需要加装散热器，整流桥堆BR1也需要加装散热器，由于变频空调器电路板的是安装在电控盒内的，电控盒一般通过倒装方式安装在室外机上，其散热器上的热量通过室外风机运行进行换热，因此散热器一般设置在电控盒的一侧，即设置在电控板上的一侧，而连接第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2的直流母线102和101靠近上述PCB板的第一连接边106，且直流母线102和101靠近第一连接边106的部分相互平行设置，这样两根直流母线围成的面积可做到尽量的小，由于直流母线上通过的强电电流非常大，而两个IPM模块之间的MCU IC1为弱电工作，因此其直流母线围成的面积尽量的小时能做到对弱电区的干扰尽量减少，能使IC1控制这两个IPM模块驱动负载稳定可靠工作，同时也减少了对外界供电的干扰，满足EMI要求

进一步的，除了在上述连接第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2的直流母线平行设置，直流母线的其他部分如图中的连接电解电容E1和E2和第一IPM模块IPM1之间的部分也平行设置，这样进一步减小直流母线围成的面积，起到上述进一步优化的效果。

具体的，在实际应用中，变频空调器电路板的PCB板可以为长方形，第一侧边104和第二侧边105为PCB板的短侧边，第一连接边106为PCB板的长侧边，此时第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2分别靠近第一侧边104和第二侧边105，且可进一步靠近第一连接边106，如图1中所示，连接电解电容E1和E2的直流母线102和101平行设置或者近似平行设置，并依次连接第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2，而直流母线的每根导线在靠近第一连接边106的部分1011和1021的距离L可在满足爬电距离要求的情况下设置得尽量的窄，具体的距离L设置范围为1-10mm，如可以设置距离L为3mm，这样可以保证直流母线围成的面积尽量的小，对弱电部分和外加的干扰做得尽量的小。

本发明实施例的变频空调器电路板，其PCB板上设置有整流桥堆BR1、电解电容E1和E2、第一IPM模块IPM1、MCU IC1和第二IPM模块IPM2，从电解电容E1和E2出来的直流母线连接第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2，通过设置第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2分别靠近设置PCB板的两侧边，将MCU设置在第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2之间，且连接第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2的直流母线的两条导线靠近PCB板的两侧边的连接边，直流母线靠近连接边的部分相互平行设置，能够使得直流母线围成的面积尽量的小，以减少对弱电的MCU控制部分以及外界供电的干扰，提供变频空调器电路板驱动负载运行的可靠性和稳定性，并满足EMI要求。

进一步的，作为本发明提供的变频空调器电路板的第二实施例，基于本发明的压缩机控制系统的第一实施例，在本实施例中，变频空调器电路板的PCB为双面板，可在两面布线，直流母线靠近连接边的部分的两根导线分别位于PCB板的两面，如图中的1011位于PCB板的正面，而1021是虚线位于PCB板的背面，因为这两根直流母线分别位于PCB板的两面，因此二者布线的距离可进一步缩短，进而可以做到二者的投影完全重合，此时二者的距离就为PCB的厚度，做到了最小，能进一步降低直流母线围成的面积，进一步减小对弱电部分和外界供电的干扰。

进一步的，作为本发明提供的变频空调器电路板的第三实施例，基于本发明的压缩机控制系统的第一实施例，在本实施例中，变频空调器电路板还包括第一采样电阻R1和第二采样电阻R2；

第一采样电阻R1用于采集第一IPM模块IPM1的输出电流，第二采样电阻R2用于采集第二IPM模块IPM2的输出电流，第一采样电阻R1的一端连接第一IPM模块IPM1的采样输出引脚，第一采样电阻R1另一端与MCU的地线共接于直流母线的负极导线101，第二采样电阻R2的一端连接第二IPM模块IPM2的采样输出引脚，第二采样电阻R2的另一端通过直流母线的负极导线部分1011共接于第一采样电阻R1的另一端，连接电解电容E1和E2的直流母线依次连接第一IPM模块IPM1和所述第二IPM模块IPM2，所示第一IPM模块IPM1的输出电流比第二IPM模块IPM2输出电流大。

这里的第一采样电阻R1和第二采样电阻R2分别用于采集上述两个IPM模块的工作时的输出电流，即驱动对应的压缩机或者电机工作的相电流，这里选择将其中工作电流大的IPM模块即驱动压缩机工作第一IPM模块IPM1的采样电阻R1作为总的接地点，即从图1中可看到控制器MCU的采样地线103、第二IPM模块IPM2的采样电阻R2的接地端通过直流母线负极导线部分1011均连接在采样电阻R1的接地的一端上，由于第一IPM模块IPM1和第二IPM模块IPM2的输出电流分别通过采样电阻R1和R2经直流母线回流到电解电容E1和E2的负极端，而第一IPM模块IPM1工作电流大如驱动压缩机工作时工作电流可达到10A以上，而第二IPM模块IPM2的工作电流相对小很多如不超过1A，因此第一IPM模块IPM1的采样电阻R1出来的电流要比第二IPM模块IPM2的采样电阻R2出来的电流大很多，通过上述将第二IPM模块IPM2的采样电阻R2的接地段连接到采样电阻R1的接地的一端上，能保证这两个接地端的电位尽量的接近，使得MCU获取到的这两个模块工作的采样电流做到准确。如果不采用上述的接地方案，如将第二IPM模块IPM2的采样电阻R2的接地线连接到电解电容E1和E2的负极端或者连接到电解电容E1和E2的负极与第一采样电阻R1之间，此时由于电解电容E1和E2的负极端到第一IPM模块IPM1的采样电阻R1的接地端电流非常大，因此导致第一采样电阻R1到第二采样电阻R2之间的电流非常大，因此二者的电位的误差相对大很多，从而使得采样第二IPM模块的工作电流误差大，引起控制第二IPM模块对应的电机负载工作不稳定，甚至导致电机工作失速。

进一步的，作为本发明提供的变频空调器电路板的第四实施例，基于本发明的压缩机控制系统的第三实施例，在本实施例中，第二IPM模块IPM2具有相对平行的长边和连接两个长边的短边，第二IPM模块IPM2具有强电引脚的长边平行且靠近第一连接边106，这样设置第二IPM2模块能使得连接强电引脚的直流母线尽量靠近第一连接边106，起到进一步减少直流母线围成的面积以降低干扰作用。

进一步的，第一接线端子CN1具有相对平行的长边和连接两个长边的短边，第二IPM模块IPM2驱动电机的接线端子CN1设置于第二IPM模块IPM2和第二侧边105之间，且接线端子CN1长边平行第二侧边105设置，这样做到从第二IPM模块IPM2驱动输出线到电机的接线端子CN1尽量的短，且CN1靠近第二侧边105方便在电路板生产时生产线工人接线，提高生产效率。

进一步的，变频空调器电路板还包括以此设置于第二侧边105上的交流输入电源接线端子CN5、四通阀接线端子CN4、交流风机接线端子CN3和电子膨胀阀接线端子CN2，这些接线端子都与电机的接线端子CN1都位于同一个侧边，进一步方便在电路板生产时生产线工人接线，提高生产效率

本发明还提供一种变频空调器，包括室内机和室外机，其中室内机和室外机通过电流环通讯方式通讯，室内机接收用户的开机和模式等功能控制指令，室内机将各种指令通过电流环通讯发送给室外机，室外机根据相关的指令控制变频压缩机和室外风机电机运行，室外机上设置有上述的变频空调器电路板，用于驱动压缩机、室外风机、四通阀等室外负载运行。通过上的变频空调器电路板，能够使得电路板上的直流母线围成的面积尽量的小，以减少对弱电的MCU控制部分以及外界供电的干扰，提供变频空调器电路板驱动负载运行的可靠性和稳定性，并满足EMI要求。

在本说明书的描述中，参考术语“第一实施例”、“第二实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种变频空调器电路板，其特征在于包括PCB板，所述PCB板具有相对的第一侧边和第二侧边以及连接两侧边的第一连接边，所述PCB板上设置有整流桥堆、滤波电容、第一IPM模块、MCU和第二IPM模块；其中，

所述滤波电容用于对从所述整流桥堆输出的直流电滤波，所述滤波电容连接直流母线的两条导线；所述直流母线连接所述第一IPM模块和所述第二IPM模块的强电引脚，并对第一IPM模块和第二IPM模块供电；

所述第一IPM模块靠近所述第一侧边设置，所述第二IPM模块靠近所述第二侧边设置，连接所述第一IPM模块和第二IPM模块的直流母线的两条导线靠近所述第一连接边，且所述直流母线的两条导线靠近所述第一连接边的部分相互平行设置；

所述MCU设置在所述第一IPM模块和第二IPM模块之间。

2.如权利要求1所述的变频空调器电路板，其特征在于，所述PCB板为长方形，所述第一侧边和第二侧边为所述PCB板的短侧边，所述第一连接边为所述PCB板的长侧边。

3.如权利要求1或2所述的变频空调器电路板，其特征在于，所述PCB板为双面板，所述直流母线靠近所述第一连接边的部分的两根导线分别位于所述PCB板的两面。

4.如权利要求3所述的变频空调器电路板，其特征在于，所述直流母线的每根导线靠近所述第一连接边的部分与所述第一连接边的距离为L，其中1mm＜L＜10mm。

5.如权利要求4所述的变频空调器电路板，其特征在于，所述直流母线靠近所述第一连接边部分的两根导线的投影重合。

6.如权利要求2所述的变频空调器电路板，其特征在于，所述变频空调器电路板还包括第一采样电阻和第二采样电阻；

所述第一采样电阻用于采集所述第一IPM模块的输出电流，所述第二采样电阻用于采集所述第二IPM模块的输出电流，所述第一采样电阻的一端连接所述第一IPM模块的采样输出引脚，所述第一采样电阻另一端与所述MCU的地线共接于所述直流母线的负极导线，所述第二采样电阻的一端连接所述第二IPM模块的采样输出引脚，所述第二采样电阻的另一端通过所述直流母线的负极导线共接于所述第一采样电阻的另一端，连接所述滤波电容的直流母线依次连接所述第一IPM模块和所述第二IPM模块，所述第一IPM模块的输出电流比所述第二IPM模块输出电流大。

7.如权利要求6所述的变频空调器电路板，其特征在于，所述第一IPM模块用于驱动所述变频空调压缩机运行，所述第二IPM模块用于驱动所述变频空调的室外风机电机运行。

8.如权利要求7所述的变频空调器电路板，其特征在于，所述第二IPM模块具有相对平行的长边和连接两个长边的短边，所述第二IPM模块具有强电引脚的长边平行且靠近于所述第一连接边。

9.如权利要求8所述的变频空调器电路板，其特征在于，所述变频空调器电路板的电机接线端子设置于所述第二IPM模块和所述第二侧边之间。

10.如权利要求9所述的变频空调器电路板，其特征在于，所述变频空调器电路板还包括依次设置于所述第二短侧边上的交流输入电源接线端子、四通阀接线端子、交流风机接线端子和电子膨胀阀接线端子。

11.一种变频空调器，其特征在于，所述变频空调器包括如权利要求1至10任一项所述的变频空调器电路板。

Images