CN204031705U - 电控板之功率器件与散热器的安装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电控板之功率器件与散热器的安装结构，其包括电控板、支架、功率器件及散热器，功率器件安装于支架上，安装结构还包括安装于功率器件与支架之间的导热硅胶垫，导热硅胶垫具有面向功率器件的第一面及面向支架的第二面，导热硅胶垫于第一面凸设有第一凸起，于第二面开设有凹槽，支架对应凹槽凸设有第二凸起，功率器件上开设有通孔，第一凸起与功率器件的通孔相适配，第二凸起与导热硅胶垫的凹槽相适配，导热硅胶垫及功率器件挤压于散热器与支架之间。取消功率器件的螺钉安装，而是采用导热硅胶垫，电控板及支架均把原先用于穿过功率器件固定螺钉的孔位取消掉，克服了现有技术使用螺钉固定带来的缺点。

Description

电控板之功率器件与散热器的安装结构

技术领域

本实用新型属于空调技术领域，尤其涉及一种电控板之功率器件与散热器的安装结构。

背景技术

现有的电控板上的功率器件，尤其是变频空调室外机电控板上的IPM器件(Intelligent Power Module，即智能功率模块)、PFC器件(Power Factor Correction，即功率因素校正)，整流桥堆等，因其工作时电压高，通过的电流大，其工作时产生的功耗大，会产生大量热量，如果不及时做导热处理会导致功率器件的温升过高而使器件损坏。

目前解决这一问题的方法是在功率器件上加装散热器，使功率器件把热量传导到散热器上，从而使功率器件工作时本身温度不至于过高而损坏。为了使功率器件导热就必须使功率器件最大限度地与散热器紧密接触，对于空调电控倒扣(空调电控倒扣的意思是指电控板的放置方向为该电控板上的电子元器件朝下)安装方式来说，目前许多空调生产厂家采用的方法是先在电控板上放置支架，然后把散热器安装到支架上，再用螺钉穿过功率器件后并固定到散热器上，如图1所示，具体地，电控板10上开设有供第一螺钉11穿过的第一孔12及供第二螺钉13穿过的第二孔14，支架15上开设有供第二螺钉13无障碍地穿过的穿孔16，第一螺钉11依次穿过电控板10及支架15后固定于散热器17上，第二螺钉13穿过无障碍地穿过第二孔14及支架15上的穿孔16后，再穿过功率器件18上的安装孔19，第二螺钉13与散热器17固定，第二螺钉13的头部抵顶于功率器件18的外壳上。通过第二螺钉13直接将功率器件18与散热器17固定，功率器件18与散热器17之间结合更紧密。

但这种方式存在以下三个缺点：

一、该固定方法中，为让功率器件18(也是发热器件)受力紧贴散热器17，第二螺钉13的头部(即螺帽)是压到功率器件18上的，在生产线上打第二螺钉13的时候若操作方法不当，如第二螺钉13打得太深或者螺钉打偏，会对功率器件18的外壳造成机械损伤甚至会影响到内部晶圆。同时，功率器件18与散热器17固定后，功率器件18与第二螺钉13的接触面积只有螺帽压到功率器件18上的一圈，受力面积小，不均匀，会对功率器件18外壳的寿命有影响。

二、对于背面铁封的功率器件18，如部分品牌的IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，即绝缘栅双极型晶体管)、FRD(即快恢复二极管)，安装时会在功率器件18与散热器17之间加上绝缘垫片101以达到绝缘的效果，如图1所示，但因为第二螺钉13是直接打到散热器17上的，所以功率器件18与散热器17的绝缘距离实质上是等于第二螺钉13与背面铁封平面的水平距离，一般只有2mm，即H＝2mm(如图2所示)，不满足安规要求。

三、现有安装方式是把功率器件18与散热器17安装到电控板10上后，在电控板10背面打第二螺钉13，这就必须在电控板10上对应功率器件18的位置预留螺钉孔位，即第二孔14，给电控板10设计带来不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电控板之功率器件与散热器的安装结构，旨在有效解决现有技术中存在的上述三点缺陷，使功率器件紧密接触散热器，提高散热效率，同时提高了产品质量。

本实用新型是这样实现的，一种电控板之功率器件与散热器的安装结构，其包括电控板、固定于所述电控板上的支架、与所述电控板电性连接的功率器件及安装于所述支架上且用以吸收所述功率器件产生的热量的散热器，所述功率器件安装于所述支架上，所述安装结构还包括安装于所述功率器件与所述支架之间的导热硅胶垫，所述导热硅胶垫具有面向所述功率器件的第一面及面向所述支架的第二面，所述导热硅胶垫于所述第一面凸设有第一凸起，所述导热硅胶垫于所述第二面开设有凹槽，所述支架对应所述凹槽凸设有第二凸起，所述功率器件上开设有通孔，所述第一凸起与所述功率器件的所述通孔相适配，所述第二凸起与所述导热硅胶垫的所述凹槽相适配，所述导热硅胶垫及所述功率器件挤压于所述散热器与所述支架之间。

进一步地，所述散热器与所述功率器件之间夹设有绝缘垫片。

进一步地，所述导热硅胶垫在所述支架上的正投影面积大于所述功率器件在所述支架上的正投影面积。

进一步地，所述支架上设置有容置槽，所述第二凸起由该容置槽的底部凸出延伸，所述导热硅胶垫嵌入所述容置槽内。

进一步地，所述功率器件包括外壳及伸出于所述外壳之外的接线端子，所述支架上设置有容置槽，所述支架于该容置槽处设置有围壁，该围壁的一侧开口，所述外壳限位于所述围壁内且所述接线端子由所述开口的一侧伸出，所述功率器件挤压所述导热硅胶垫于所述容置槽内。

进一步地，所述支架上设置有至少两个安装筒，所述安装结构还包括固定件，所述固定件具有杆部及连接于所述杆部的一端的头部，所述杆部穿过所述电控板及所述安装筒并固定于所述散热器上，所述安装筒支撑于所述散热器上并提供所述功率器件与所述导热硅胶垫的安装空间，所述固定件的头部抵顶于所述电控板上。

进一步地，所述支架为塑料支架。

进一步地，所述支架上具有与所述导热硅胶垫接触的第一接触面，所述散热器具有与该第一接触面相面对的表面；在所述导热硅胶垫及所述功率器件挤压于所述散热器与所述支架之间后，H3＝H1-H2+1，其中，H1为所述散热器的该表面与所述支架的所述第一接触面之间的距离，H2为所述功率器件的高度，H3为所述功率器件与所述导热硅胶垫的第二接触面与所述第一接触面之间的距离。

进一步地，所述散热器包括散热板及由散热板的一面同向延伸的若干散热鳍片，各个所述散热鳍片相互平行，所述散热鳍片与所述支架分别位于所述散热板的相对两侧。

进一步地，每一个所述散热鳍片呈波浪状结构。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：本实用新型提供的电控板之功率器件与散热器的安装结构取消功率器件的螺钉安装，而是采用导热硅胶垫，在导热硅胶垫的相对两面上分别设置有第一凸起和凹槽，然后在支架上形成第二凸起，第一凸起与功率器件本身具有的通孔相适配，第二凸起与导热硅胶垫的凹槽相适配，以此来阻止导热硅胶垫与功率器件相对于支架、电控板的水平位移。在电控板、支架与散热器三者固定在一起时，导热硅胶垫受到挤压形变而产生的力来使功率器件与散热器紧密接触，另外，电控板及支架均把原先用于穿过功率器件固定螺钉的孔位取消掉，克服了现有技术使用螺钉固定带来的缺点。

综上，本实用新型提供的电控板之功率器件与散热器的安装结构具有以下优点：

1、不需要在功率器件上打螺钉，避免了打螺钉对功率器件的一系列损伤，例如，因生产线上操作方法不当而造成功率器件的机械损伤、因螺帽与功率器件的接触面积小且不均匀而造成的功率器件外壳损伤；

2、对于背面铁封的功率器件，不需要螺钉直接将功率器件固定于散热器上，就不会出现功率器件与散热器的绝缘距离不满足安规要求；

3、不需要在电控板对应功率器件的位置开设螺钉孔位，减少对电控板设计的不便。

本实用新型提供的电控板之功率器件与散热器的安装结构因具有上述优点，产品的质量提升，使电控板、功率器件及散热器及支架之间的安装更方便。

附图说明

图1是现有技术提供的电控板之功率器件与散热器的安装结构的结构示意图。

图2是图1的第二螺钉与功率器件的安装示意图。

图3是本实用新型实施例提供的电控板之功率器件与散热器的安装结构的立体分解示意图。

图4是图3的电控板之功率器件与散热器的安装结构的平面示意图。

图5示出了图4的电控板之功率器件与散热器的安装结构的安装完成后的结构示意图。

图6是图3的电控板之功率器件与散热器的安装结构的导热硅胶垫的立体示意图。

图7是图6的导热硅胶垫的另一角度的立体示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图3至图5，本实用新型实施例提供了一种电控板之功率器件与散热器的安装结构100，其包括电控板20、固定于所述电控板20上的支架30、与所述电控板20电性连接的功率器件40及安装于所述支架30上且用以吸收所述功率器件40产生的热量的散热器50，所述功率器件40安装于所述支架30上。

请同时参阅图6和图7，所述安装结构100还包括安装于所述功率器件40与所述支架30之间的导热硅胶垫60，所述导热硅胶垫60具有面向所述功率器件40的第一面61及面向所述支架30的第二面62，所述导热硅胶垫60于所述第一面61凸设有第一凸起63，所述导热硅胶垫60于所述第二面62开设有凹槽64，所述支架30对应所述凹槽64凸设有第二凸起31，所述功率器件40上开设有通孔41，所述第一凸起63与所述功率器件40的所述通孔41相适配，所述第二凸起31与所述导热硅胶垫60的所述凹槽64相适配，所述导热硅胶垫60及所述功率器件40挤压于所述散热器50与所述支架30之间。

所述第一凸起63与所述功率器件40的所述通孔41相适配，即第一凸起63与通孔41刚好配合，第一凸起63刚好合适地伸入通孔41内。

所述第二凸起31与所述导热硅胶垫60的所述凹槽64相适配，即第二凸起31与凹槽64刚好配合，第二凸起31刚好合适地伸入凹槽64内。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：本实用新型提供的电控板20之功率器件40与散热器50的安装结构100取消功率器件40的螺钉安装，而是采用导热硅胶垫60，在导热硅胶垫60的相对两面上分别设置有第一凸起63和凹槽64，然后在支架30上形成第二凸起31，第一凸起63与功率器件40本身具有的通孔41相适配，第二凸起31与导热硅胶垫60的凹槽64相适配，以此来阻止导热硅胶垫60与功率器件40相对于支架30、电控板20的水平位移。在电控板20、支架30与散热器50三者固定在一起时，导热硅胶垫60受到挤压形变而产生的力来使功率器件40与散热器50紧密接触，另外，电控板20及支架30均把原先用于穿过功率器件40固定螺钉的孔位取消掉，克服了现有技术使用螺钉固定带来的缺点。

综上，本实用新型提供的电控板20之功率器件40与散热器50的安装结构100具有以下优点：

1、不需要在功率器件40上打螺钉，避免了打螺钉对功率器件40的一系列损伤，例如，因生产线上操作方法不当而造成功率器件40的机械损伤、因螺帽与功率器件40的接触面积小且不均匀而造成的功率器件40外壳损伤；

2、对于背面铁封的功率器件40，不需要螺钉直接将功率器件40固定于散热器50上，就不会出现功率器件40与散热器50的绝缘距离不满足安规要求；

3、不需要在电控板20对应功率器件40的位置开设螺钉孔位，减少对电控板20设计的不便。

本实用新型提供的电控板20之功率器件40与散热器50的安装结构100因具有上述优点，产品的质量提升，使电控板20、功率器件40及散热器50及支架30之间的安装更方便。

对空调电控板20的安装采用倒扣安装方式来说，本实用新型提供的电控板20之功率器件40与散热器50的安装结构100的上述优点更明显，对空调电控板20的安装采用倒扣安装方式来说，本实用新型提供的就是空调倒扣电控板20之功率器件40与散热器50的安装结构100。

在本实施例中，第一凸起63为柱状结构，通孔41为圆孔，第二凸起31也为柱状结构，凹槽64的横截面呈圆形，也就是说，各种适配关系均为横截面的圆形配合。在其他实施例中，第一凸起63与通孔41的适配及第二凸起31与凹槽64的适配可以是横截面为其他形状的适配关系，只要第一凸起63刚好卡于通孔41内，第二凸起31刚好卡于凹槽64内即可。

进一步地，所述散热器50与所述功率器件40之间夹设有绝缘垫片70，以使散热器50与功率器件40之间绝缘。所述绝缘垫片70的面积比散热器50与功率器件40之间的原有接触面积相当或稍大。

所述导热硅胶垫60在所述支架30上的正投影面积大于所述功率器件40在所述支架30上的正投影面积，以增加功率器件40在导热硅胶垫60的帮助下与支架30之间的连接稳定性。在本实施例中，导热硅胶垫60呈矩形块状，在其他实施例中，导热硅胶垫60可根据需要设计其形状。

请再次参阅图3，所述支架30上设置有容置槽32，所述第二凸起31由该容置槽32的底部凸出延伸，所述导热硅胶垫60嵌入所述容置槽32内。

所述功率器件40包括外壳42及伸出于所述外壳42之外的接线端子43，所述支架30于该容置槽32处设置有围壁33，该围壁33的一侧开口，所述外壳42限位于所述围壁33内且所述接线端子43由所述开口的一侧伸出，所述功率器件40挤压所述导热硅胶垫60于所述容置槽32内。

进一步地，所述支架30上设置有至少两个安装筒34，所述安装结构100还包括固定件80，所述固定件80具有杆部81及连接于所述杆部81的一端的头部82，所述杆部81穿过所述电控板20及所述安装筒34并固定于所述散热器50上，所述安装筒34支撑于所述散热器50上并提供所述功率器件40与所述导热硅胶垫60的安装空间，所述固定件80的头部82抵顶于所述电控板20上。

优选地，所述支架30为塑料支架30。

进一步地，所述支架30上具有与所述导热硅胶垫60接触的第一接触面35，所述散热器50具有与该第一接触面35相面对的表面51；在所述导热硅胶垫60及所述功率器件40挤压于所述散热器50与所述支架30之间后，H3＝H1-H2+1，其中，H1为所述散热器50的该表面51与所述支架30的所述第一接触面35之间的距离，H2为所述功率器件40的高度，H3为所述功率器件40与所述导热硅胶垫60之间的第二接触面65与所述导热硅胶垫60和所述支架30之间的第一接触面35之间的距离。

本实用新型的电控板20之功率器件40与散热器50的安装结构100在安装过程中，把电控板20，支架30，导热硅胶垫60，功率器件40(也是发热器件)，绝缘垫片70及散热器50由下到上安装好，然后用散热器50固定螺钉把电控板20与散热器50固定即可，安装方便。

在本实施例中，散热器50包括散热板52及由散热板52的一面同向延伸的若干散热鳍片53，各个散热鳍片53相互平行，这些散热鳍片53呈波浪片状。支架30及电控板20固定于散热板52上，且散热鳍片53与支架30分别位于散热板52的相对两侧。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电控板之功率器件与散热器的安装结构，其包括电控板、固定于所述电控板上的支架、与所述电控板电性连接的功率器件及安装于所述支架上且用以吸收所述功率器件产生的热量的散热器，其特征在于：所述功率器件安装于所述支架上，所述安装结构还包括安装于所述功率器件与所述支架之间的导热硅胶垫，所述导热硅胶垫具有面向所述功率器件的第一面及面向所述支架的第二面，所述导热硅胶垫于所述第一面凸设有第一凸起，所述导热硅胶垫于所述第二面开设有凹槽，所述支架对应所述凹槽凸设有第二凸起，所述功率器件上开设有通孔，所述第一凸起与所述功率器件的所述通孔相适配，所述第二凸起与所述导热硅胶垫的所述凹槽相适配，所述导热硅胶垫及所述功率器件挤压于所述散热器与所述支架之间。

2.如权利要求1所述的电控板之功率器件与散热器的安装结构，其特征在于：所述散热器与所述功率器件之间夹设有绝缘垫片。

3.如权利要求1所述的电控板之功率器件与散热器的安装结构，其特征在于：所述导热硅胶垫在所述支架上的正投影面积大于所述功率器件在所述支架上的正投影面积。

4.如权利要求1所述的电控板之功率器件与散热器的安装结构，其特征在于：所述支架上设置有容置槽，所述第二凸起由该容置槽的底部凸出延伸，所述导热硅胶垫嵌入所述容置槽内。

5.如权利要求1所述的电控板之功率器件与散热器的安装结构，其特征在于：所述功率器件包括外壳及伸出于所述外壳之外的接线端子，所述支架上设置有容置槽，所述支架于该容置槽处设置有围壁，该围壁的一侧开口，所述外壳限位于所述围壁内且所述接线端子由所述开口的一侧伸出，所述功率器件挤压所述导热硅胶垫于所述容置槽内。

6.如权利要求1-5任一项所述的电控板之功率器件与散热器的安装结构，其特征在于：所述支架上设置有至少两个安装筒，所述安装结构还包括固定件，所述固定件具有杆部及连接于所述杆部的一端的头部，所述杆部穿过所述电控板及所述安装筒并固定于所述散热器上，所述安装筒支撑于所述散热器上并提供所述功率器件与所述导热硅胶垫的安装空间，所述固定件的头部抵顶于所述电控板上。

7.如权利要求1-5任一项所述的电控板之功率器件与散热器的安装结构，其特征在于：所述支架为塑料支架。

8.如权利要求1-5任一项所述的电控板之功率器件与散热器的安装结构，其特征在于：所述支架上具有与所述导热硅胶垫接触的第一接触面，所述散热器具有与该第一接触面相面对的表面；在所述导热硅胶垫及所述功率器件挤压于所述散热器与所述支架之间后，H3＝H1-H2+1，其中，H1为所述散热器的该表面与所述支架的所述第一接触面之间的距离，H2为所述功率器件的高度，H3为所述功率器件与所述导热硅胶垫的第二接触面与所述第一接触面之间的距离。

9.如权利要求1-5任一项所述的电控板之功率器件与散热器的安装结构，其特征在于：所述散热器包括散热板及由散热板的一面同向延伸的若干散热鳍片，各个所述散热鳍片相互平行，所述散热鳍片与所述支架分别位于所述散热板的相对两侧。

10.如权利要求9所述的电控板之功率器件与散热器的安装结构，其特征在于：每一个所述散热鳍片呈波浪状结构。