CN109945457A - 空调器及集成式空调控制器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种空调器及集成式空调控制器，包括：支撑体；设置在支撑体上的整流桥；设置在支撑体之上的功率因数校正PFC电路；设置在支撑体之上驱动压缩机的压缩机逆变电路，压缩机逆变电路与PFC电路相连；设置在支撑体之上的风机集成芯片，风机集成芯片集成有驱动风机的风机逆变桥以及控制风机逆变桥的风机控制芯片，风机控制芯片与风机逆变桥相连。本申请的集成式空调控制器，通过将整流桥、PFC电路、压缩机逆变电路和风机集成芯片集成封装在一个模块中，不仅可以减少面积，节约材料，降低成本，而且大幅度简化了封装工艺。
Description
技术领域
本申请涉及空调技术领域，特别涉及一种空调器及集成式空调控制器。
背景技术
智能功率模块IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)用于实现电机转速的连续调节，是变频家电的核心部件。空调器主要包含三个电机：压缩机、室外风机和室内风机，根据能效等级不同，会用到1～3枚IPM，其中，压缩机IPM和室外风机IPM都放在室外电控板上。
为了实现三相逆变，IPM通常包含三个半桥，即总共六个开关管，以及控制芯片，这些器件封装在IPM中，通过基板、铝线或其它方式相互连接。并且，IPM的各个开关管、快恢复二极管、HVIC(High Voltage Integrated Circuit，高压集成电路)是分立地贴在基板上，成本较高，且占用大量版图面积。
发明内容
本申请实施例通过提供一种空调器及集成式空调控制器，通过将整流桥、PFC电路、压缩机逆变电路和风机集成芯片集成封装在一个模块中，不仅可以减少面积，节约材料，降低成本，而且大幅度简化了封装工艺。
本申请实施例提供了一种集成式空调控制器，包括：支撑体；设置在所述支撑体上的整流桥；设置在所述支撑体之上的功率因数校正PFC电路；设置在所述支撑体之上驱动压缩机的压缩机逆变电路，所述压缩机逆变电路与所述PFC电路相连；设置在所述支撑体之上的风机集成芯片，所述风机集成芯片集成有驱动风机的风机逆变桥以及控制所述风机逆变桥的风机控制芯片，所述风机控制芯片与所述风机逆变桥相连。
另外，根据本申请上述实施例提出的集成式空调控制器还可以具有如下附加的技术特征：
在本申请的一个实施例中，上述的集成式空调控制器，还包括：包裹所述集成式空调控制器的封装部，其中，所述整流桥、所述PFC电路、所述压缩机逆变电路和所述风机集成芯片设置在所述封装部内。
在本申请的一个实施例中，上述的集成式空调控制器，还包括：多个引脚，所述多个引脚与所述整流桥、所述PFC电路、所述压缩机逆变电路和所述风机集成芯片相连，所述多个引脚中每个引脚还外露于所述封装部之外。
在本申请的一个实施例中，所述风机集成芯片通过单片集成方式将所述风机逆变桥和所述风机控制芯片集成到同一衬底上。
在本申请的一个实施例中，所述衬底采用SOI材料制成。
在本申请的一个实施例中，所述压缩机逆变电路包括驱动压缩机的压缩机逆变桥以及控制所述压缩机逆变桥的压缩机控制芯片，其中，所述压缩机逆变桥包括第一至第六开关管以及与所述第一至第六开关管并联的第一至第六快速恢复二极管，所述第一至第六开关管、所述第一至第六快速恢复二极管以及所述压缩机控制芯片以分立方式贴敷于所述支撑体之上。
在本申请的一个实施例中，所述PFC电路包括第一PFC开关管以及与所述第一PFC开关管并联的PFC二极管，所述第一PFC开关管和所述PFC二极管以分立方式贴敷于所述支撑体之上。
在本申请的一个实施例中，所述风机集成芯片与所述PFC电路之间的距离大于所述压缩机逆变电路与所述PFC电路之间的距离，且所述风机集成芯片与所述PFC电路之间的距离大于所述整流桥与所述PFC电路之间的距离。
在本申请的一个实施例中，其中，所述整流桥、所述PFC电路、所述压缩机驱动电路、所述风机集成芯片之间通过金属导线以及所述支撑体上的走线相连。
本申请实施例提供了一种空调器，包括上述的集成式空调控制器。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请通过将整流桥、PFC电路、压缩机逆变电路和风机集成芯片集成封装在一个模块中，不仅可以减少面积，节约材料，降低成本，而且大幅度简化了封装工艺。
附图说明
图1为本申请实施例一的集成式空调控制器的示意图；
图2为本申请实施例二的集成式空调控制器的示意图；以及
图3为本申请实施例三的空调器的方框示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中由于IPM的各个开关管、快恢复二极管、HVIC是分立地贴在基板上，成本较高，且占用大量版图面积的技术问题，本申请提出了一种集成式空调控制器，通过将整流桥、PFC电路、压缩机逆变电路和风机集成芯片集成封装在一个模块中，不仅可以减少面积，节约材料，降低成本，而且大幅度简化了封装工艺。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例一
图1为本申请实施例一的集成式空调控制器的示意图。
如图1所示，本申请实施例的集成式空调控制器，可包括：支撑体201、设置在支撑体201上的整流桥101、设置在支撑体201之上的功率因数校正PFC电路102、设置在支撑体201之上驱动压缩机的压缩机逆变电路103和设置在支撑体201之上的风机集成芯片104。
其中，压缩机逆变电路103与PFC电路102相连。风机集成芯片104集成有驱动风机的风机逆变桥以及控制风机逆变桥的风机控制芯片，风机控制芯片与风机逆变桥相连。支撑体201可以是整块基板，也可以为铜框架或者其他结构。
在本申请的一个实施例中，整流桥101、PFC电路102、压缩机驱动电路103、风机集成芯片104之间通过金属导线(例如，铝线)以及支撑体201上的走线相连。这样不仅可以节省成本，还使整体简洁明了，在集成式空调控制器出现故障时，方便检修。
在本申请的一个实施例中，上述的集成式空调控制器，还可包括：包裹集成式空调控制器的封装部(图中未具体示出)，其中，整流桥101、PFC电路102、压缩机逆变电路103和风机集成芯片104设置在封装部内。
在本申请的一个实施例中，如图2所示，上述的集成式空调控制器，还可包括：多个引脚202，多个引脚202与整流桥101、PFC电路102、压缩机逆变电路103和风机集成芯片104相连，多个引脚202中每个引脚还外露于封装部之外。
具体地，通过将整流桥101、PFC电路102、压缩机逆变电路103和风机集成芯片104集成设置在一起，封装在一个模块中，外面用封装部(如塑封料)包裹起来，只留下多个引脚与外界相连，其中，多个引脚的一端分别与整流桥101、PFC电路102、压缩机逆变电路103和风机集成芯片104相连，另一端露在封装部之外，用于与外部元器件相连。
在本申请的一个实施例中，风机集成芯片104通过单片集成方式将风机逆变桥和风机控制芯片集成到同一衬底上。也就是说，通过将风机逆变桥和风机控制芯片集成设置，可以独立实现单元电路功能，不需外接元器件的集成电路。并且，风机集成芯片104采用单片集成的芯片，集成了六路开关器件与控制芯片，风机集成芯片104的电流较小，加上此芯片放在远离温度最高的PFC电路的位置，其散热可以满足使用需要。
在本申请的一个实施例中，衬底可采用SOI(Silicon On Insulator，硅晶体管结构在绝缘体之上)材料制成。
随着半导体技术的发展，出现了使用SOI技术的HVIC，并且对于小功率的情况，把开关管和HVIC(如风机逆变桥和风机控制芯片)集成到一块SOI衬底上，即单片集成，可以减少面积，降低成本，且大幅简化集成式空调控制器的封装工艺。
需要说明的是，SOI技术可以实现集成电路中元器件的介质隔离，彻底消除了体硅CMOS电路中的寄生闩锁效应；采用这种材料制成的集成电路还具有寄生电容小、集成密度高、速度快、工艺简单、短沟道效应小及特别适用于低压低功耗电路等优势，因此可以说SOI将有可能成为深亚微米的低压、低功耗集成电路的主流技术。
在本申请的一个实施例中，如图2所示，压缩机逆变电路103包括驱动压缩机的压缩机逆变桥以及控制压缩机逆变桥的压缩机控制芯片，其中，压缩机逆变桥包括第一至第六开关管IGBT1-IGBT6以及与第一至第六开关管IGBT1-IGBT6并联的第一至第六快速恢复二极管FRD1-FRD6，第一至第六开关管IGBT1-IGBT6、第一至第六快速恢复二极管FRD1-FRD6以及压缩机控制芯片103A以分立方式贴敷于支撑体201之上。
在本申请的一个实施例中，如图2所示，PFC电路102可包括第一PFC开关管102A以及与第一PFC开关管102A并联的PFC二极管102B，第一PFC开关管102A和PFC二极管102B以分立方式贴敷于支撑体201之上。
具体地，由于整流桥101、PFC电路102、压缩机逆变电路103均需要过大的电流，因此采用分立的功率器件，即各功率开关管、二极管、HVIC(压缩机控制芯片)分别贴在支撑体201上，通过支撑体201上的走线以及器件之间的铝线连接，这样各个器件保持足够的距离，在工作时可以分散热量。并且，通过将各开关管、二极管和HVIC贴在支撑体上，可以减小晶圆粘贴、绑线次数，简化工艺。
在本申请的一个实施例中，风机集成芯片104与PFC电路102之间的距离大于压缩机逆变电路103与PFC电路102之间的距离，且风机集成芯片104与PFC电路102之间的距离大于整流桥101与PFC电路102之间的距离。
换句话说，在集成式空调控制器处于工作状态时，PFC电路102是其他功率器件中温度最高的，由于风机集成芯片104电流较小，其设置在远离PFC电路102的位置，可以满足散热需求。
需要说明的是，只要保证风机集成芯片104与PFC电路102之间的距离大于压缩机逆变电路103与PFC电路102之间的距离，且风机集成芯片104与PFC电路102之间的距离大于整流桥101与PFC电路102之间的距离，本申请的集成式空调控制器不局限于图1和图2中所示的集成式空调控制器的示意图。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请通过将整流桥、PFC电路、压缩机逆变电路和风机集成芯片集成封装在一个模块中，不仅可以减少面积，节约材料，降低成本，而且大幅度简化了封装工艺。
实施例二
基于同一构思，本申请实施例还提供了空调器，见实施例二。
实施例二
图3为本申请实施例三的空调器的方框示意图。
如图3所示，本申请实施例的空调器100可包括：上述的集成式空调控制器110。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请通过将整流桥、PFC电路、压缩机逆变电路和风机集成芯片集成封装在一个模块中，不仅可以减少面积，节约材料，降低成本，而且大幅度简化了封装工艺。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本申请可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种集成式空调控制器，其特征在于，包括：
支撑体；
设置在所述支撑体上的整流桥；
设置在所述支撑体之上的功率因数校正PFC电路；
设置在所述支撑体之上驱动压缩机的压缩机逆变电路，所述压缩机逆变电路与所述PFC电路相连；
设置在所述支撑体之上的风机集成芯片，所述风机集成芯片集成有驱动风机的风机逆变桥以及控制所述风机逆变桥的风机控制芯片，所述风机控制芯片与所述风机逆变桥相连。
2.根据权利要求1所述的集成式空调控制器，其特征在于，还包括：
包裹所述集成式空调控制器的封装部，其中，所述整流桥、所述PFC电路、所述压缩机逆变电路和所述风机集成芯片设置在所述封装部内。
3.根据权利要求2所述的集成式空调控制器，其特征在于，还包括：
多个引脚，所述多个引脚与所述整流桥、所述PFC电路、所述压缩机逆变电路和所述风机集成芯片相连，所述多个引脚中每个引脚还外露于所述封装部之外。
4.根据权利要求1所述的集成式空调控制器，其特征在于，所述风机集成芯片通过单片集成方式将所述风机逆变桥和所述风机控制芯片集成到同一衬底上。
5.根据权利要求4所述的集成式空调控制器，其特征在于，所述衬底采用SOI材料制成。
6.根据权利要求1所述的集成式空调控制器，其特征在于，所述压缩机逆变电路包括驱动压缩机的压缩机逆变桥以及控制所述压缩机逆变桥的压缩机控制芯片，其中，所述压缩机逆变桥包括第一至第六开关管以及与所述第一至第六开关管并联的第一至第六快速恢复二极管，所述第一至第六开关管、所述第一至第六快速恢复二极管以及所述压缩机控制芯片以分立方式贴敷于所述支撑体之上。
7.根据权利要求1所述的集成式空调控制器，其特征在于，所述PFC电路包括第一PFC开关管以及与所述第一PFC开关管并联的PFC二极管，所述第一PFC开关管和所述PFC二极管以分立方式贴敷于所述支撑体之上。
8.根据权利要求1所述的集成式空调控制器，其特征在于，所述风机集成芯片与所述PFC电路之间的距离大于所述压缩机逆变电路与所述PFC电路之间的距离，且所述风机集成芯片与所述PFC电路之间的距离大于所述整流桥与所述PFC电路之间的距离。
9.根据权利要求1所述的集成式空调控制器，其特征在于，其中，所述整流桥、所述PFC电路、所述压缩机驱动电路、所述风机集成芯片之间通过金属导线以及所述支撑体上的走线相连。
10.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的集成式空调控制器。
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