CN206116379U - 一种内燃机车干燥器用集成电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种内燃机车干燥器用集成电路板，包括电器部分和壳体部分，所述壳体部分包括中空的铝合金外壳、设置于铝合金外壳开口处的绝缘盖板、以及设置于绝缘盖板上的多个外接插线端；所述电器部分设置于铝合金外壳内且二者间填充有有机硅阻燃导热胶，所述电器部分包括PCB电路板以及与其电连接的整流器和IGBT，所述整流器和IGBT均设置于铝合金外壳的底面上并通过压板压紧固定，且在二者的贴合面上涂抹有导热硅脂，所述PCB电路板设置于整流器和IGBT的上方且通过多个陶瓷支撑柱与铝合金外壳的底面绝缘连接。所述集成电路板具有很好的散热效果，可防潮湿、盐雾和霉菌等，有效地避免了复杂环境对电子器件的不利影响。

Description

一种内燃机车干燥器用集成电路板

技术领域

本实用新型涉及电子电气技术领域，具体地，涉及一种用于内燃机车上的空气干燥器的集成电路板。

背景技术

由于大功率内燃机车的行驶路线复杂，有可能会途经气候比较寒冷的地区，因此在其上安装有空气干燥器(在全文中简称为干燥器)，一旦感应到气温低于4℃，干燥器将自动开启加热功能。干燥器一般包括集成式电路板、温控开关、加热器、外部控制电路和输入电源，而所述集成式电路板由PCB电路板、整流器和IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)组成，IGBT是一种复合全控型的电压驱动式功率半导体器件，具有驱动功率小而饱和压降低的优点，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统。一般所说的IGBT即为IGBT模块，是一种由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)和FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。

由于干燥器在工作时，经过场效应管的电流长期固定在10A左右，因此IGBT的温度会快速上升从而导致整个集成式电路板的温度升高，现有的散热方法是将发热的电器元件与其铝合金外壳直接接触，通过金属和空气导热将热量散发出去，但该方法存在以下缺点：

1、原集成式电路板中的支撑柱为尼龙材质，在这种长期高温的情况下极易融化，使得场效应管出现悬空，并因无法与散热器(铝合金外壳)紧密贴合，造成场效应管积热过多而烧损；

2、由于工艺水平有限，即使是看上去表面非常光洁的两个平面在相互接触时都不能避免空隙的出现，因此在电器元件与铝合金外壳的接触界面上存在很多空气间隙，这些空气是热的不良导体，会阻碍热量的传导并影响整体的快速散热效果；

3、整流器和IGBT通常是用一个螺钉简单安装在底板上，在使用一段时间后会因为列车振动而导致螺钉松动，进而导致发热的电器元件与铝合金底板分离而无法散热，烧损内部二极管。

另外，内燃机车的干燥器一般安装在车体外或冷却室内，在雨季或潮湿的环境中干燥器的电气盒容易受潮，电路板长期在潮湿的环境下工作会导致电子元件烧损。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种散热效果好且可防潮湿、盐雾和霉菌的内燃机车干燥器用集成电路板，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种内燃机车干燥器用集成电路板，包括电器部分和壳体部分，所述壳体部分包括中空的铝合金外壳、设置于所述铝合金外壳开口处的绝缘盖板、以及设置于所述绝缘盖板上的多个外接插线端；所述电器部分设置于所述铝合金外壳内且二者间填充有有机硅阻燃导热胶，所述电器部分包括PCB电路板以及与其电连接的整流器和IGBT，所述整流器和IGBT均设置于所述铝合金外壳的底面上并通过压板压紧固定，且在二者与所述铝合金外壳底面的贴合面上涂抹有导热硅脂，所述PCB电路板设置于所述整流器和IGBT的上方且通过多个陶瓷支撑柱与所述铝合金外壳的底面绝缘连接。

所述有机硅阻燃导热胶为一种常用的灌封硅胶，其包括A、B双组份液体用料：A组分为胶料，B组分为固化交联剂，将二者按一定比率混合后，液体会发生交联反应并固化成柔软弹性体。所述有机硅阻燃导热胶具有耐高温、高阻燃、高绝缘、导热优良及抗硫化返原的特点，其在加热条件下可快速固化，操作时间长且延伸性能优异，特别适用于对电子器件进行整体密封。

所述导热硅脂俗称散热膏，是一种以有机硅酮为主要原料、添加导热性能优异的材料、从而制成的有机硅脂状复合物。所述导热硅脂是一种高导热高绝缘的热界面材料，几乎永不固化，可在-50℃-230℃的温度下长期保持使用时的脂膏状态，既具有优异的电绝缘性，又有优异的导热性，是电子元器件理想的填隙导热介质。

本申请中提到的有机硅阻燃导热胶和导热硅脂均为市面上常见可购买到的产品。

优选地，所述压板通过两个M3×8规格的螺钉与所述铝合金外壳的底面固定连接。所述螺钉为三角螺纹螺钉，其公称直径为3mm，去帽后的螺栓长度为8mm。

优选地，所述铝合金外壳由6061-T6材质的铝合金型材制造。

优选地，在所述铝合金外壳的底面上设置有用于放置所述支撑柱的安装孔，且所述PCB电路板平置在多个支撑柱上。

优选地，所述PCB电路板的引脚孔与所述整流器和IGBT的引脚一一对应，且所述PCB电路板与所述整流器和IGBT焊接成一体设置。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

1、所述集成电路板通过设置压板将整流器和IGBT紧密贴合在外壳底面上，且在二者的贴合面上涂抹导热硅脂，改善了发热元件的散热条件，避免积热过多而导致电路板的损坏；

2、所有电子元器件均被有机硅阻燃导热胶包裹，在增大散热效果的同时，还确保电路板不会在进水或受潮的环境下失效；

3、通过将PCB电路板的支撑柱由尼龙材质更换为陶瓷材质，提高了耐热性能，避免电路板悬空。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是本实用新型的外部结构示意图(正面视角)；

图2是图1所示实施例的内部结构示意图(俯视视角)；

图3是图1所示实施例的接线示意图(俯视视角)；

图中：1铝合金外壳，2绝缘盖板，3外接插线端，4PCB电路板，5整流器，6IGBT；T1第一外接插线端，T2第二外接插线端，T3第三外接插线端，T4第四外接插线端，T5第五外接插线端，T6第六外接插线端，HTR加热丝，TS温控开关，D1第一二极管，D2第二二极管，D3稳压二极管，P1第一引脚，P2第二引脚，C1电解电容，R1第一电阻，R2第二电阻，R3第三电阻。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1和图2，一种内燃机车干燥器用集成电路板，包括电器部分和壳体部分。

所述壳体部分包括铝合金外壳1、绝缘盖板2和外接插线端3，所述铝合金外壳1为中空的长方体且开口朝上，所述绝缘盖板2设置于所述铝合金外壳1的开口处且二者间焊接形成密闭空间，所述外接插线端3的数量为多个且均设置于所述绝缘盖板2上。

在本实施例中，所述铝合金外壳1由6061-T6材质的铝合金型材制造，这种材料的导热率达到237W/mK，散热效果好。

所述电器部分设置于所述铝合金外壳1内且包括PCB电路板4、整流器5和IGBT 6；所述整流器5和IGBT 6均设置于所述铝合金外壳1的底面上并通过压板压紧固定，使二者与铝合金外壳1紧密贴合且不易松动，在所述整流器5和IGBT 6的贴合面上还涂抹有导热硅脂，更有利于二者散热，所述PCB电路板4设置于所述整流器5和IGBT 6的上方且通过多个陶瓷支撑柱与所述铝合金外壳1的底面绝缘连接。

所述PCB电路板4上设置有二极管、稳压二极管、电阻、电解电容等电子元件，同时还开有用于连接所述整流器5和IGBT 6的引脚孔。当所述整流器5和IGBT 6被固定安装好后，将陶瓷支撑柱放入所述铝合金外壳1底面上设置好的安装孔内，然后将PCB电路板4平置在支撑柱上，并使其上的引脚孔与所述整流器5和IGBT 6的引脚一一对应，将三者焊接成一体后灌入有机硅阻燃导热胶，使所述电器部分和所述铝合金外壳1间的空隙被完全填充，最后进行整体烘干。在本实施例中，所述压板通过两个M3×8规格的螺钉与所述铝合金外壳1的底面固定连接。

参见图3，所述集成电路板内部的工作原理如下：其上的第一引脚P1和第二引脚P2用于电源(电压区间为DC70-110V)的输入，经整流器5整流后供电给IGBT 6来驱动电路，所述整流器5起到对电源正负接反的保护作用；在IGBT的驱动电路中包含多个电子元件，其中第一二极管D1和第二二极管D2起到续流作用，电解电容C1和第一电阻R1起到浪涌吸收作用，第二电阻R2、第三电阻R3和稳压二极管D3起到稳压供电作用。

当所述集成电路板工作时，其上的多个外接插线端与外界设备一一连接，其中第一外接插线端T1和第二接插线端T2用于给外部控制电路供电；第三外接插线端T3和第四外接插线端T4外接加热丝，由IGBT控制其负载工作且功率为800W；第五外接插线端T5和第六外接插线端T6与温度传感器连接，且该温度传感器实质为一温控开关，主要给IGBT的控制极供电，以决定IGBT是否负载加热丝工作；在本实施例中，当环境温度低于0℃时，温度传感器接通IGBT，加热丝开始工作，当环境温度高于5℃时，温度传感器自动断开IGBT，加热丝也停止工作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。在本实用新型的精神和原则之内，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种内燃机车干燥器用集成电路板，其特征在于，包括电器部分和壳体部分，所述壳体部分包括中空的铝合金外壳(1)、设置于所述铝合金外壳(1)开口处的绝缘盖板(2)、以及设置于所述绝缘盖板(2)上的多个外接插线端(3)；所述电器部分设置于所述铝合金外壳(1)内且二者间填充有有机硅阻燃导热胶，所述电器部分包括PCB电路板(4)以及与其电连接的整流器(5)和IGBT(6)，所述整流器(5)和IGBT(6)均设置于所述铝合金外壳(1)的底面上并通过压板压紧固定，且在二者与所述铝合金外壳(1)底面的贴合面上涂抹有导热硅脂，所述PCB电路板(4)设置于所述整流器(5)和IGBT(6)的上方且通过多个陶瓷支撑柱与所述铝合金外壳(1)的底面绝缘连接。

2.根据权利要求1所述的集成电路板，其特征在于，所述压板通过两个M3×8规格的螺钉与所述铝合金外壳(1)的底面固定连接。

3.根据权利要求2所述的集成电路板，其特征在于，所述铝合金外壳(1)由6061-T6材质的铝合金型材制造。

4.根据权利要求1所述的集成电路板，其特征在于，在所述铝合金外壳(1)的底面上设置有用于放置所述支撑柱的安装孔，且所述PCB电路板(4)平置在多个支撑柱上。

5.根据权利要求4所述的集成电路板，其特征在于，所述PCB电路板(4)的引脚孔与所述整流器(5)和IGBT(6)的引脚一一对应，且所述PCB电路板(4)与所述整流器(5)和IGBT(6)焊接成一体设置。