CN112880050A - 驱动板散热结构及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及家电技术领域，其目的是为了提供一种驱动板散热结构及空调器，本发明驱动板散热结构包括设置有功率模块的驱动板；模块散热器，其内侧面与功率模块紧密接触；冷媒散热器，包括散热板和冷媒散热管，散热板与模块散热器的外侧面紧密接触；导流板，设置于模块散热器和冷媒散热器之间，导流板上开设有容纳口，散热板嵌设于容纳口内，导流板靠近冷媒散热器的侧面上设置有导流筋，用于将导流冷媒散热器上产生的冷凝水向下导流。本发明的驱动板散热结构，通过导流板可将冷媒散热器表面冷凝水向下导流，最终使冷凝水流入到电气盒外部，防止冷凝水沿模块散热器及冷媒散热器表面流动或者渗透至驱动板表面，避免短路等安全隐患。

Description

驱动板散热结构及空调器

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，特别是涉及一种驱动板散热结构及空调器。

背景技术

空调室外机通过驱动电路实现对压缩机、风机的变频功率输出，保障空调系统的正常运转。驱动板上的功率模块因高电流密度及高计算性能，发热量大。需要对功率模块进行有效散热才能保障其正常运转。

冷媒散热技术因散热效率高、性能稳定、占用体积小等优点，正越来越多的应用于空调功率模块散热领域。但因为在某些极限工况(低频运行、高湿度)下，散热器表面会凝露。凝露如果流入到相连接的驱动板，会导致驱动板短路烧毁，造成安全隐患及经济损失。如何通过最安全有效的方式来避免冷媒散热板凝露，是冷媒散热技术应用的关键技术难题。

发明内容

为解决上述现有技术中驱动板采用冷媒散热技术产生凝露影响驱动板的问题，本发明的实施例提供一种驱动板散热结构及空调器，其通过设置导流板，将冷媒散热器凝露导出电气盒，防止散热器温度过低时凝露导致驱动板电路短路。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明提供了驱动板散热结构，包括：

驱动板，包括固定于所述驱动板上的功率模块；

模块散热器，位于所述驱动板的一侧，所述模块散热器的内侧面与所述功率模块紧密接触；

冷媒散热器，包括散热板、固定于散热板上的冷媒散热管，所述散热板与所述模块散热器的外侧面紧密接触；

导流板，设置于所述模块散热器和冷媒散热器之间，所述导流板上开设有容纳口，所述散热板嵌设于所述容纳口内，所述导流板靠近所述冷媒散热器的侧面上设置有导流筋，用于将所述导流冷媒散热器上产生的冷凝水向下导流。

在其中一个实施例中，所述导流板的两侧设置有侧板，所述导流筋包括沿所述容纳口的四周设置的环形导流筋，所述环形导流筋的两侧与所述导流板的侧板之间形成导流流道。

在其中一个实施例中，所述环形导流筋的底边开设有排水口。

在其中一个实施例中，所述导流筋还包括竖向导流筋，所述竖向导流筋沿所述容纳口向下延伸设置，所述冷媒散热管位于所述竖向导流筋与所述导流板的侧板之间。

在其中一个实施例中，所述驱动板上下排列设置有多个；所述模块散热器对应地所述驱动板设置有多个，所述冷媒散热器对应所述驱动板设置有多个散热板，所述导流板对应所述散热板开设有多个容纳口；所述导流筋还包括斜导流筋，所述斜导流筋设置于相邻的容纳口之间的导流板上，所述斜导流筋设置有两条且由中部向两侧倾斜向下设置。

在其中一个实施例中，所述导流板与所述模块散热器紧密接触的一面上设置有密封件。

在其中一个实施例中，所述模块散热器包括模块散热器本体和隔热层；所述模块散热器本体的内侧面的一部分为传热面，用于与所述功率模块紧密接触；所述模块散热器的外侧面为传热面，用于与所述散热板紧密接触；所述隔热层设置于所述模块散热器的非传热面上。

在其中一个实施例中，所述隔热层的表面为波纹状或磨砂状。

在其中一个实施例中，所述模块散热器本体与所述隔热层为一体成型结构；所述模块散热器本体的表面沿挤出成型方向设置有凹槽，所述凹槽的截面形状为内侧宽度大于外侧宽度；一体成型时，所述隔热层的隔热材料填充于所述凹槽内。

本发明还包括一种空调器，其包括上述的驱动板散热结构。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

上述驱动板散热结构，通过在冷媒换热器和模块散热器之间设置导流板，可将冷媒散热器表面冷凝水向下导流，最终使冷凝水流入到电气盒外部，防止冷凝水沿模块散热器及冷媒散热器表面流动或者渗透至驱动板带电器件表面，避免短路等安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例一中电器盒和驱动板散热结构的结构示意图；

图2为本发明实施例一中驱动板散热结构的爆炸图；

图3为本发明实施例一中驱动板散热结构中导流板的结构示意图；

图4为本发明实施例一中驱动板散热结构中导流板的导流示意图；

图5为本发明实施例一中驱动板散热结构中导流板的背面结构图；

图6为本发明实施例一中驱动板散热结构中模块散热器的外侧结构图；

图7为本发明实施例一中驱动板散热结构中模块散热器的内侧结构图；

图8为本发明实施例一中驱动板散热结构中模块散热器本体的结构示意图；

图9为本发明实施例一中驱动板散热结构中模块散热器本体与隔热层结合示意图；

图10为本发明实施例二中驱动板散热结构的结构图；

图11为图10的爆炸图；

附图标记说明：

1-电器盒；

100-驱动板；110-功率模块；

200-模块散热器；210-模块散热器本体；211凹槽；220-隔热层；

300-冷媒散热器；310-散热板；320-冷媒散热管；

400-导流板；410-侧板；420-容纳口；430-环形导流筋；431-排水口；440-竖向导流筋；450-斜导流筋；460-压紧环槽；470-密封垫。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例一

如图1-图9所示，本实施例的驱动板散热结构，设置于空调器的电气盒1中。驱动板散热结构包括驱动板100和用于为驱动板100散热的散热系统。如图2所示，散热系统主要包括驱动板100、模块散热器200和冷媒散热器300。驱动板100包括固定于驱动板100上的功率模块110。模块散热器200位于驱动板100的一侧，模块散热器200的内侧面（靠近驱动板100的一侧）与功率模块110紧密接触。冷媒散热器300包括散热板310、固定于散热板310上的冷媒散热管320。散热板310与模块散热器200的外侧面（远离驱动板100的一侧）紧密接触。空调器的电气盒中可根据机型容量不同设置一组或多组驱动板及以上散热系统，各组之间串联或并联布置。在本实施例中，以两组驱动板及散热系统串联为例进行说明。

冷媒散热器300、模块散热器200通过螺钉等紧固件固定于驱动板100上，能够将导热面紧密结合，并且结合面可以填充硅脂或导热垫片以提高传热效率。功率模块110位于驱动板100上，产生热量依次通过模块散热器200、冷媒散热器300，将热量通过流经冷媒散热器300中冷媒散热管320的低温冷媒带走。如图所示，以上部件均位于空调电气盒内部，可以避免铝制冷媒散热器300与铜制冷媒散热管320接口部位接触水后产生的电化学腐蚀损伤。

在某些特殊工况下，如冷媒温度低、功率模块110发热量小、环境湿度大，导致模块散热器200及冷媒散热器300表面温度低于露点温度，产生冷凝水。冷凝水会沿以上部件表面流动或者渗透至驱动板100带电器件表面，导致短路等安全隐患。

针对会产生凝露的模块散热器200及冷媒散热器300，分别采用两种不同方案。

一、冷媒散热器300防凝露措施：

冷媒散热器300由散热板310、固定于散热板310上的冷媒散热管320及其内部涨紧的冷媒散热管320组成，冷媒散热管320内部流经低温冷媒。因此，散热板310及冷媒散热管320表面温度较低，产生冷凝水的几率最大。因为冷媒散热器300位于散热系统的最外侧，且易产生冷凝水，因此设计导流板400将其表面冷凝水导出电气盒外，如图2所示。在本实施例中，冷媒散热管320上分别设置有上下两个散热板310。

具体地，导流板400设置于模块散热器200和冷媒散热器300之间。导流板400正面结构如图3所示，导流板400上开设有容纳口420，冷媒散热器300的散热板310嵌设于容纳口420内，散热板310通过容纳口420与模块散热器200接触。在本实施例中，导流板400对应冷媒散热器300上下开设有两个容纳口420。导流板400靠近冷凝器散热器的侧面上设置有导流筋，导流筋用于将导流冷媒散热器300上产生的冷凝水向下导流。同时导流筋还可以起到加强强度的作用。

具体地，导流板400的两侧设置有侧板410，导流筋包括沿容纳口420的四周设置的环形导流筋430，环形导流筋430的两侧与导流板400的侧板410之间形成导流流道。

进一步地，导流筋还包括竖向导流筋440，竖向导流筋440沿容纳口420向下延伸设置。冷媒散热管320位于竖向导流筋440与导流板400的侧板410之间。竖向导流筋440和导流板400的侧板410之间也可以形成导流流道。在本实施例中，冷媒散热管320分别位于散热板310的两侧，竖向导流筋440即设置有两个，可以使容纳口420下侧的冷媒散热管320表面产生的冷凝水沿竖向导流筋440向下流动。

进一步地，导流板400上的导流筋还包括斜导流筋450，斜导流筋450设置于两个的容纳口420之间的导流板400上，斜导流筋450设置有两条且由中部向两侧倾斜向下设置。通过斜导流筋450的导流，可以使冷媒散热器300上侧的散热板310上产生的冷凝水向两侧流动，通过下侧散热板310两侧的导流流道流出电气盒外部。

参见图4，导流板400的导水方式具体如下：冷媒散热器300的散热板310及冷媒散热管320表面凝露通过重力或表面扩张，向下侧及四周流动或漫延，水流在向模块散热器200方向流动时，被导流板400拦截，并通过导流板400上导流筋形成的导流流道向下导流（虚线箭头方向为流动方向），最终流入到电气盒外部。

由于容纳口420四周形成的环形导流筋430为封闭筋，其内部可能会存积凝露，因此在环形导流筋430的底边开设有排水口431，如图4所示，方便冷凝水排出。

在本实施例中，环形导流筋430的顶边和底边上分别对应冷媒散热管320开设有压紧环槽460，冷媒散热管320压设于压紧环槽460内。导流板400通过螺钉及压紧环槽460与模块散热器200紧密接触。压紧环槽460的圆弧面与冷媒散热管320配合，通过冷媒散热管320将导流板400紧密压实在模块散热器200上。

另外，为进一步增强导流槽与冷媒散热器300的密封性，防止冷凝水向模块散热器200渗透，如图5所示，导流板400与模块散热器200紧密接触的一面（导流板400的背面）上设置有密封件。在本实施例中，密封件为密封垫470，密封垫470环绕容纳口420的两侧及底部设置。密封垫470可通过粘接方式固定于导流板400的背面上。环形导流筋430与冷媒散热器300的散热板310之间紧密配合，也能够防止冷凝水向内侧渗透。

上述的驱动板散热结构，通过在冷媒换热器和模块散热器200之间设置导流板400，可将冷媒散热器300表面冷凝水向下导流，最终使冷凝水流入到电气盒外部，防止冷凝水沿模块散热器200及冷媒散热器300表面流动或者渗透至驱动板100带电器件表面，导致短路等安全隐患。

二、模块散热器200防凝露措施：

模块散热器200位于冷媒散热器300与功率模块110之间，形状复杂且精度要求高，无法通过导流方式将冷凝水排出。且模块散热器200与功率模块110直接接触，也靠近驱动板其余发热器件表面，本身温度较高，凝露风险较低。因此设计隔热层方案。

在本实施例中，如图6和图7所示，模块散热器200包括模块散热器本体210和隔热层220。模块散热器本体210的内侧面的一部分为传热面a，能够与功率模块110表面完全接触；模块散热器200的外侧面为传热面b，能够与散热板310及导流板400完全接触。除上述接触面外，模块散热器本体210的其他面为非传热面，隔热层220即设置于模块散热器本体210的非传热面上。隔热层220采用树脂、橡胶等隔热材料。模块散热器本体210为金属散热器，其传热系数一般在200W/(m•K)以上，而树脂、橡胶等隔热材料传热系数在0.5 W/(m•K)以下，隔热层220可有效防止模块散热器本体210与空气之间的热传导。隔热层220可以是通过粘贴等方式固定于模块散热器本体210上或者模块散热器本体210与隔热材料一体成型。本实施例中方优选为一体成型结构。

隔热层220的作用有两个：1.在功率模块110温度较高时，减少模块散热器200非传热面与空气的热传导，避免冷量散失，提高传热效率，使冷媒散热器300能够带走更多功率模块110产生的热量。2.在功率模块110温度较低，且冷媒管内温度较低时。隔热层220导热系数小，表面温度高于金属散热器温度，可以避免模块散热器200表面温度过低导致的凝露。

如图7所示，隔热层220的表面优选为波纹状或磨砂状，其目的是为了增大隔热层220表面积，保障在相同热通量条件下表面热流密度尽量减小，减小表面温度波动。另外，凹凸不平的表面不容易造成水滴的凝结汇集，阻碍水流的流动或蔓延。

为保证隔热材料与金属的模块散热器本体210的贴合度，避免在长期使用过程中松脱，采取以下措施：

1. 采用纳米注塑等工艺，实现金属/塑料复合材料的一体化制备，同时兼顾两相态的粘贴强度；

2. 沿模块散热器本体210挤出成型方向，在其表面设置凹槽211，如图8所示。其中，凹槽211为沿挤出成型方向的等截面形状，截面形状内侧宽度大于外侧宽度。一体成型时，模块散热器本体210表面的凹槽211填充隔热材料，如图9所示，两者结合可提高隔热层220与模块散热器本体210之间的固定强度。

实施例二

在本实施例中，参见图10和图11，驱动板散热结构为一组驱动板100及散热系统（模块散热器200、冷媒散热器300），其中导流板400与实施例一中的下部分结构相同，因驱动板及冷媒散热器的散热板只有一个，因此导流板无需设置斜导流筋。

本发明还包括一种空调器，空调器内设置有电气盒，驱动板散热结构设置于电气盒内。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上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，可轻易想到的变化或替换，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权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种驱动板散热结构，其特征在于，包括：

驱动板，包括固定于所述驱动板上的功率模块；

模块散热器，位于所述驱动板的一侧，所述模块散热器的内侧面与所述功率模块紧密接触；

冷媒散热器，包括散热板、固定于散热板上的冷媒散热管，所述散热板与所述模块散热器的外侧面紧密接触；

导流板，设置于所述模块散热器和冷媒散热器之间，所述导流板上开设有容纳口，所述散热板嵌设于所述容纳口内，所述导流板靠近所述冷媒散热器的侧面上设置有导流筋，用于将所述导流冷媒散热器上产生的冷凝水向下导流。

2.根据权利要求1所述的驱动板散热结构，其特征在于，所述导流板的两侧设置有侧板，所述导流筋包括沿所述容纳口的四周设置的环形导流筋，所述环形导流筋的两侧与所述导流板的侧板之间形成导流流道。

3.根据权利要求2所述的驱动板散热结构，其特征在于，所述环形导流筋的底边开设有排水口。

4.根据权利要求2所述的驱动板散热结构，其特征在于，所述导流筋还包括竖向导流筋，所述竖向导流筋沿所述容纳口向下延伸设置，所述冷媒散热管位于所述竖向导流筋与所述导流板的侧板之间。

5.根据权利要求2所述的驱动板散热结构，其特征在于，所述驱动板上下排列设置有多个；所述模块散热器对应地所述驱动板设置有多个，所述冷媒散热器对应所述驱动板设置有多个散热板，所述导流板对应所述散热板开设有多个容纳口；所述导流筋还包括斜导流筋，所述斜导流筋设置于相邻的容纳口之间的导流板上，所述斜导流筋设置有两条且由中部向两侧倾斜向下设置。

6.根据权利要求1所述的驱动板散热结构，其特征在于，所述导流板与所述模块散热器紧密接触的一面上设置有密封件。

7.根据权利要求1-6任一项所述的驱动板散热结构，其特征在于，所述模块散热器包括模块散热器本体和隔热层；所述模块散热器本体的内侧面的一部分为传热面，用于与所述功率模块紧密接触；所述模块散热器的外侧面为传热面，用于与所述散热板紧密接触；所述隔热层设置于所述模块散热器的非传热面上。

8.根据权利要求7所述的驱动板散热结构，其特征在于，所述隔热层的表面为波纹状或磨砂状。

9.根据权利要求7所述的驱动板散热结构，其特征在于，所述模块散热器本体与所述隔热层为一体成型结构；所述模块散热器本体的表面沿挤出成型方向设置有凹槽，所述凹槽的截面形状为内侧宽度大于外侧宽度；一体成型时，所述隔热层的隔热材料填充于所述凹槽内。

10.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的驱动板散热结构。

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