CN211265454U - 分立器件、变频器和家用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种分立器件、变频器和家用电器。分立器件包括：导热基板，导热基板的至少部分板面为绝缘面；至少一个IGBT元件，贴装在导热基板的绝缘面上。本申请中，承载IGBT元件的载体既用于固定IGBT元件，又兼具散热器的功能，因而可以省去插件式IGBT的散热器和其他器件的装配，降低硬件及装配成本，从而简化了分立器件的装配工艺、降低了产品成本，也减小了产品装配后的体积，并且由于贴片式工艺相较于插件式工艺稳定性高，因而能够提高IGBT元件的可靠性。

Description

分立器件、变频器和家用电器

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，具体而言，涉及一种分立器件、变频器和家用电器。

背景技术

目前，对于采用插件式IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)的分立器件，需要将IGBT元件插接在载体上，并且需要额外装配用于对IGBT元件进行散热的散热器及相关结构，装配工艺复杂，成本高，且装配后体积大、可靠性低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题至少之一，本实用新型的一个目的在于提供一种分立器件。

本实用新型的另一个目的在于提供一种包括上述分立器件的变频器。

本实用新型的又一个目的在于提供一种包括上述变频器的家用电器。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面的技术方案提供了一种分立器件，包括：导热基板，所述导热基板的至少部分板面为绝缘面；至少一个IGBT元件，固定在所述导热基板上，贴装在所述导热基板的绝缘面上。

本实用新型第一方面的技术方案提供的分立器件，将IGBT元件贴装在导热基板的绝缘面上以便使得IGBT元件与导热基板固定连接，由于导热基板具有良好的导热性能，能够将IGBT元件产生的热量及时散去，防止IGBT元件温度过高，因而导热基板既作为承载IGBT元件的载体，又作为IGBT元件的散热结构，从而既保证了IGBT元件的稳定性和可靠性，又保证了分立器件具有良好的散热性能，能够降低分立器件的运行温度，延长分立器件的使用寿命，提高分立器件的功率密度和可靠性。换言之，承载IGBT元件的载体既用于固定IGBT元件，又兼具散热器的功能，因而可以省去插件式IGBT的散热器和其他器件的装配，降低硬件及装配成本，从而简化了分立器件的装配工艺、降低了产品成本，也减小了产品装配后的体积，并且由于贴片式工艺相较于插件式工艺稳定性高，因而能够提高IGBT元件的可靠性。

另外，本实用新型提供的上述技术方案中的分立器件还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，所述分立器件还包括：散热器，与所述导热基板相连。

当分立器件的功率相对较大时，可以额外设置散热器，与导热基板配合进行散热，能够提高分立器件的散热效率，从而防止IGBT元件温度过高。由于导热基板本身具有良好的散热性能，因而相较于现有的插件式IGBT的散热器，本方案中额外设置的散热器的尺寸可以缩小，结构也可以简化，因此，相较于现有的插件式IGBT，本方案依然能够简化分立器件的装配工艺、降低成本、减小产品体积。

在上述技术方案中，所述导热基板具有相背设置的第一板面和第二板面，所述IGBT元件贴装在所述第一板面上，所述散热器与所述第二板面相连。

将IGBT元件贴装在导热基板的第一板面上，将散热器与导热基板的第二板面相连，既便于IGBT元件与导热基板的装配固定，有利于实现批量式贴装，从而提高生产效率；又便于导热基板的第一板面与第二板面之间形成明显温差，使得第二板面整体作为散热面，对热扩散行为进行极为有效的处理，从而显著提高散热效率。

在上述技术方案中，所述导热基板涂覆有导热胶，所述散热器通过所述导热胶与所述导热基板连接。

由于导热胶也具有良好的导热性能，因而在导热基板上涂覆导热胶后，再使其与散热器相连，能够进一步提高散热效率。

在上述任一技术方案中，所述导热基板为附设有绝缘层的金属板，所述绝缘层的表面形成所述绝缘面。

由于金属的导热性能非常好，强度高不易碎，非常适合采用SMT(Surface MountedTechnology，表面贴装技术)工艺对IGBT元件进行批量贴装，工艺稳定性高，装配后的产品可靠性高。同时，导热基板附设有绝缘层，不会与IGBT元件电性接触，保证了IGBT元件的可靠运行。

在上述技术方案中，所述金属板为铝基板。

在金属材料中，铝既具备优良的导热性能，能够保证导热基板的散热性能，且密度较小，质量较轻，有利于分立器件的轻量化。同时，铝基板的价格也相对便宜，有利于降低产品成本，有利于市场推广。

在上述任一技术方案中，所述IGBT元件焊接在所述导热基板上。

将IGBT元件焊接在导热基板上，使得IGBT元件与导热基板形成一体式结构，有效提高了IGBT元件与导热基板的连接可靠性，从而提高了分立器件的使用可靠性。

在上述任一技术方案中，所述分立器件还包括：温度传感器，固定在所述导热基板上。

分立器件还包括温度传感器，温度传感器可以监控IGBT元件的温度状况，并发送给控制器等控制装置，控制器能够在IGBT温度过高时，控制IGBT元件停止工作，以防止IGBT元件温度过高而发生故障或损坏，从而延长产品的使用寿命。

本实用新型第二方面的技术方案提供了一种变频器，包括：变频器主体；如第一方面技术方案中任一项所述的分立器件，设在所述变频器主体中。

本实用新型第二方面的技术方案提供的变频器，因包括第一方面技术方案中任一项所述的分立器件，因而具有上述任一技术方案所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

本实用新型第三方面的技术方案提供了一种家用电器，包括：电器主体；和如第二方面的技术方案所述的变频器，设在所述电器主体中。

本实用新型第三方面的技术方案提供的家用电器，因包括第二方面技术方案所述的变频器，因而具有上述任一技术方案所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

在上述技术方案中，所述家用电器可以为但不局限于洗衣机、干衣机、洗干一体机、空调器等。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一些实施例所述的分立器件的结构示意图；

图2是本实用新型一些实施例所述的分立器件的结构示意图；

图3是本实用新型一些实施例所述的变频器的示意框图；

图4是本实用新型一些实施例所述的家用电器的示意框图。

其中，图1至图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100分立器件，1导热基板，2IGBT元件，3温度传感器，200变频器，202变频器主体，300家用电器，302电器主体。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图4描述本实用新型一些实施例所述的分立器件、变频器和家用电器。

本实用新型第一方面的实施例提供的分立器件100，如图1所示，包括：导热基板1和至少一个个IGBT元件2。

具体地，导热基板1的至少部分板面为绝缘面。

IGBT元件2贴装在导热基板1的绝缘面上，如图1所示，实现与导热基板1固定连接。

本实用新型第一方面的实施例提供的分立器件100，将IGBT元件2贴装在导热基板1的绝缘面上以便使得IGBT元件2与导热基板1固定连接，由于导热基板1具有良好的导热性能，能够将IGBT元件2产生的热量及时散去，防止IGBT元件2温度过高，因而导热基板1既作为承载IGBT元件2的载体，又作为IGBT元件2的散热结构，从而既保证了IGBT元件2的稳定性和可靠性，又保证了分立器件100具有良好的散热性能，能够降低分立器件100的运行温度，延长分立器件100的使用寿命，提高分立器件100的功率密度和可靠性。

换言之，承载IGBT元件2的载体既用于固定IGBT元件2，又兼具散热器的功能，因而可以省去插件式IGBT的散热器和其他器件的装配，降低硬件及装配成本，从而简化了分立器件100的装配工艺、降低了产品成本，也减小了产品装配后的体积，并且由于贴片式工艺相较于插件式工艺稳定性高，因而能够提高IGBT元件2的可靠性。

其中，将IGBT元件2贴装在导热基板1的绝缘面上，能够防止导热基板1与IGBT元件2之间形成电性连接而干扰IGBT元件2的正常工作。

进一步地，IGBT元件2的数量可以为一个，也可以为多个(如图1所示)，具体数量在实际生产过程中可以根据产品需求来调整。

在本实用新型的一个实施例中，进一步地分立器件100还包括：散热器(图中未示出)。散热器与导热基板1相连。

当分立器件100的功率相对较大时，可以额外设置散热器，与导热基板1配合进行散热，能够提高分立器件100的散热效率，从而防止IGBT元件2温度过高。由于导热基板1本身具有良好的散热性能，因而相较于现有的插件式IGBT的散热器，本方案中额外设置的散热器的尺寸可以缩小，结构也可以简化，因此，相较于现有的插件式IGBT，本方案依然能够简化分立器件100的装配工艺、降低成本、减小产品体积。

当然，也可以省去散热器，对于小功率的分立器件100，直接利用导热基板1即可满足IGBT元件2的散热需求。

进一步地，导热基板1具有相背设置的第一板面和第二板面，IGBT元件2贴装在第一板面上，散热器与第二板面相连。

将IGBT元件2贴装在导热基板1的第一板面上，将散热器与导热基板1的第二板面相连，既便于IGBT元件2与导热基板1的装配固定，有利于实现批量式贴装，从而提高生产效率；又便于导热基板1的第一板面与第二板面之间形成明显温差，使得第二板面整体作为散热面，对热扩散行为进行极为有效的处理，从而显著提高散热效率。

其中，导热基板1涂覆有导热胶，散热器通过导热胶与导热基板1连接。

由于导热胶也具有良好的导热性能，因而在导热基板1上涂覆导热胶后，再使其与散热器相连，能够进一步提高散热效率。

在本实用新型的一些实施例中，导热基板1为附设有绝缘层的金属板，绝缘层的表面形成绝缘面。

由于金属的导热性能非常好，强度高不易碎，非常适合采用SMT(Surface MountedTechnology，表面贴装技术)工艺对IGBT元件2进行批量贴装，工艺稳定性高，装配后的产品可靠性高。同时，导热基板1附设有绝缘层，不会与IGBT元件2电性接触，保证了IGBT元件2的可靠运行。当然，导热基板1不局限于此，比如也可以为陶瓷板或者具有高导热性能的复合材料或者高分子材料制成的板材。

在本实用新型的一个实施例中，金属板为铝基板。

在金属材料中，铝既具备优良的导热性能，能够保证导热基板1的散热性能，且密度较小，质量较轻，有利于分立器件100的轻量化。同时，铝基板的价格也相对便宜，有利于降低产品成本，有利于市场推广。

当然，金属板不局限于铝基板，也可以为锌基板、钢基板等。

在本实用新型的一些实施例中，IGBT元件2焊接在导热基板1上。

将IGBT元件2焊接在导热基板1上，使得IGBT元件2与导热基板1形成一体式结构，有效提高了IGBT元件2与导热基板1的连接可靠性，从而提高了分立器件100的使用可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，进一步地，分立器件100还包括：温度传感器3，如图2所示。温度传感器3固定在导热基板1上。

分立器件100还包括温度传感器3，温度传感器3可以监控IGBT元件2的温度状况，并发送给控制器等控制装置，控制器能够在IGBT温度过高时，控制IGBT元件2停止工作，以防止IGBT元件2温度过高而发生故障或损坏，从而延长产品的使用寿命。

其中，温度传感器3可以为但不局限于NTC(Negative Temperature Coefficient，是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料)温度传感器3、PTC(Positive Temperature Coefficient，正的温度系数)温度传感器3或其他类型的温度传感器3。

在本实用新型的一个实施例中，温度传感器3焊接在导热基板1上。

将温度传感器3焊接在导热基板1上，使得温度传感器3与导热基板1形成一体式结构，有效提高了温度传感器3与导热基板1的连接可靠性，从而提高了分立器件100的使用可靠性。

本实用新型第二方面的实施例提供的变频器200，如图3所示，包括：变频器主体202和如第一方面实施例中任一项的分立器件100。分立器件100设在变频器主体202中。

本实用新型第二方面的实施例提供的变频器200，因包括第一方面实施例中任一项的分立器件100，因而具有上述任一实施例所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

其中，变频器主体202设有与分立器件100的IGBT元件2电性连接的电极板、电极端子等结构。

本实用新型第三方面的实施例提供的家用电器300，如图4所示，包括：电器主体302和如第二方面的实施例的变频器200，变频器200设在电器主体302中。

本实用新型第三方面的实施例提供的家用电器300，因包括第二方面实施例的变频器200，因而具有上述任一实施例所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

在上述实施例中，家用电器300可以为但不局限于洗衣机、干衣机、洗干一体机、空调器等。

下面以洗衣机为例进行详细说明。

本申请提出了一种基于分立IGBT散热方式的解决办法，在国产IPM(IntelligentPower Module，智能功率模块)不成熟的条件下可以替代，有效解决分立器件散热、装配工艺上的难题。

具体地，以铝基板作为IGBT载体，承担散热功能；并集成NTC温度传感器，实时监控温度状况；采用全贴片设计，工艺简单可靠性高。

此方案的原理：

由于铝基板非常适合SMT工艺，在本方案中可以对热扩散进行极为有效的处理，从而降低模块运行温度，延长模组使用寿命，提高功率密度和可靠性。

由于IGBT本身是功率器件，其产生的热通过辐射、传导、对流发散出去，对洗衣机控制器是热量传播的主要途径，在本示例中，IGBT通过焊料与铝基板紧密相连，与玻纤板比热阻大大降低，散热效率大大升高。

相对于插件式IGBT，可以减少散热器和其它器件的装配，缩小产品体积，降低硬件及装配成本。

铝材具有良好的导热性，可以涂抹导热胶后再与散热器相连，这样散热效能大大提升，对大功率的分立器件散热效果较好。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，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。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分立器件，其特征在于，包括：

导热基板(1)，所述导热基板(1)的至少部分板面为绝缘面；

至少一个IGBT元件(2)，固定在所述导热基板(1)上，贴装在所述导热基板(1)的绝缘面上。

2.根据权利要求1所述的分立器件，其特征在于，还包括：

散热器，与所述导热基板(1)相连。

3.根据权利要求2所述的分立器件，其特征在于，

所述导热基板(1)具有相背设置的第一板面和第二板面，所述IGBT元件(2)贴装在所述第一板面上，所述散热器与所述第二板面相连。

4.根据权利要求2所述的分立器件，其特征在于，

所述导热基板(1)涂覆有导热胶，所述散热器通过导热胶与所述导热基板(1)连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的分立器件，其特征在于，

所述导热基板(1)为附设有绝缘层的金属板，所述绝缘层的表面形成所述绝缘面。

6.根据权利要求5所述的分立器件，其特征在于，

所述金属板为铝基板。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的分立器件，其特征在于，

所述IGBT元件(2)焊接在所述导热基板(1)上。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的分立器件，其特征在于，还包括：

温度传感器(3)，固定在所述导热基板(1)上。

9.一种变频器，其特征在于，包括：

变频器主体(202)；

如权利要求1至8中任一项所述的分立器件(100)，设在所述变频器主体(202)中。

10.一种家用电器，其特征在于，包括：

电器主体(302)；和

如权利要求9所述的变频器(200)，设在所述电器主体(302)中。

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