CN212936278U - 一种电路板组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电路板组件，属于电控制技术领域，解决了现有技术中IGBT测温不准确，响应慢且组装难度较大的技术问题，本实用新型的一种电路板组件，包括电路板、与所述电路板电连接的IGBT以及温度传感器，所述IGBT固定在所述电路板上方，所述温度传感器固定在所述电路板上并位于所述IGBT的下方，所述温度传感器与所述IGBT之间夹装有导热片。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及电控制技术领域，尤其涉及一种电路板组件。
【背景技术】
IGBT作为一种由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件广泛应用于工业、汽车、家电等控制领域。电磁炉中就是通过开关IGBT实现直流电源逆变为高频交流电，从而产生交变的磁场与锅具实现加热，IGBT高频的转换工作会产生巨大的热量，IGBT一般的结温是175℃，但是当IGBT温度超过120℃时它的耐流、耐压能力会逐渐减小，长时间工作会影响寿命甚至损坏，因此如何快速准确的检测IGBT的温度就显得尤为重要。
现有IGBT温度的检测方式一般是：IGBT表面的热量通过传导件传递到作为温度传感器的热敏电阻，热敏电阻通过检测传导件的温度来间接反馈IGBT的温度。一种方案是在IGBT的引脚旁设置有热敏电阻，热敏电阻的接地端引脚与IGBT的E极直接焊接在一起，实现IGBT温度传递，在该方案中，由于温度传感器探测到的是IGBT引脚的温度，因此IGBT温度检测的准确性较低。另一种是温度传感器是固定在电路板上，IGBT上贴设有散热片，散热片与温度传感器之间设有导热层，IGBT工作时产生的热量先传导至散热片上后，然后经散热片传导至导热层上，最后经导热层传导至温度传感器上，该种方案中由于中间存在多个热传导环节，因此温度传递具有延迟及损耗，无法快速准确地检测IGBT上的温度，存在温度保护不及时风险。由此，现有技术中公开了一种直接测量IGBT表面温度的方案，在该方案中温度传感器通过传感器固定座固定在IGBT表面，传感器固定座的设计不仅增加了制造成本，还使得热敏电阻的两端引脚无法直接与电路板连接，需要通过导线进行连接，由此需要对导线进而额外的排线布局，增加了组装难度。
【实用新型内容】
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种电路板组件，能够快速精准的检测IGBT的温度，响应及时，以避免IGBT过热而损坏；另外，也减少了零部件的数量，降低了组装难度。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种电路板组件，包括电路板、与所述电路板电连接的IGBT以及温度传感器，所述IGBT固定在所述电路板上方，所述温度传感器固定在所述电路板上并位于所述IGBT的下方，所述温度传感器与所述IGBT之间夹装有导热片。
进一步的，所述导热片为弹性导热片。
进一步的，所述导热片为导热硅胶片或导热泡棉片或导热硅脂片。
进一步的，所述电路板组件还包括散热片，所述散热片包括位于所述电路板上方的散热基板和设于所述散热基板两端的支撑板，所述支撑板支撑在所述电路板上，所述IGBT固定在所述散热基板朝向所述电路板的一侧。
更进一步的，所述IGBT通过螺钉固定在所述散热基板上。
更进一步的，所述导热片通过所述螺钉固定在所述IGBT上。
更进一步的，所述温度传感器与所述螺钉错位设置。
更进一步的，所述导热片粘接固定在所述散热基板上。
更进一步的，所述IGBT朝向所述电路板的一侧设有向下延伸的插脚，所述插脚与所述电路板电连接。
进一步的，所述导热片的厚度为1mm～10mm。
进一步的，所述散热基板设有固定孔，散热基板通过固定孔固定，散热基板压紧IGBT与温度传感器之间的导热片。
本实用新型的有益效果：
本实用新型中的IGBT固定在电路板上方，而温度传感器位于IGBT的下方，且温度传感器固定在电路板上，如此可使热敏电阻的两个引脚直接焊接固定在电路板上，省去了导线以及传感器固定座，由此能够减少电路组件的零部件数量，降低了电路板组件的组装难度；另外；由于加工和安装均存在误差，因此温度传感器与IGBT之间必定会存在一定的间隙，为了使IGBT的热量能够快速传递给温度传感器，在温度传感器与IGBT之间夹装有导热片，IGBT本体的热量可向下经导热片快速传递给温度传感器，由此提升了热量传递速度，且与现有技术相比也有效减少了中间热传导的环节，使得温度传感器能够及时精准地检测到IGBT本体温度，从而能及时保护IGBT，避免IGBT过热而发生损坏。
导热片为弹性导热片。如此设计，可通过导热片的压缩变形弥补温度传感器、散热片、导热片以及IGBT的加工和安装误差，以降低温度传感器、散热片、导热片以及IGBT的加工和安装精度要求。
电路板组件还包括散热片，散热片包括位于电路板上方的散热基板和设于散热基板两端的支撑板，支撑板支撑在电路板上，IGBT固定在散热基板朝向电路板的一侧。如此设计，散热片不仅能够对IGBT进行散热，以进一步降低IGBT本体的温度，还能为IGBT的安装提供载体，以使IGBT位于电路板上方，由此实现了一物两用的效果，进一步减少了电路板组件的零部件数量。
IGBT通过螺钉固定在散热基板上。如此设计，既能实现IGBT与散热基板两者的可拆连接，又能提升IGBT的安装牢靠性。
导热片通过螺钉固定在IGBT上。如此设计，通过一次打螺钉即可实现导热片、IGBT和散热基板三者的固定，由此简化了组装工序，提高了组装效率。
温度传感器与螺钉错位设置。如此设计，能够避免螺钉头部与温度传感器对位时压伤损坏温度传感器。
IGBT朝向电路板的一侧设有向下延伸的插脚，插脚与电路板电连接。如此设计，在将IGBT与散热片预先组装形成一个组件后，将组件固定在电路板上同时，通过插脚与电路板电连接即可实现IGBT电连接在电路板上，由此进一步降低了电路板组件的组装难度。
导热片的厚度为1mm～10mm。如此设计，既能保证导热片的热传递效率，又能降低导热片的加工难度；当导热片的厚度小于1mm时，尺寸过小，增加了导热片的加工难度，同时弹性变形量较小，对温度传感器、散热片、导热片以及IGBT的加工和安装精度要求较高；当导热片的厚度大于10mm时，导热片过厚，热传递效率降低，不利于温度传感器及时精确测温。
所述散热基板设有固定孔，散热基板通过固定孔固定，散热基板压紧IGBT与温度传感器之间的导热片。通过散热基板压紧导热片，可以缓解IGBT和温度传感器之间的装配间隙，导热片与温度传感器紧贴，确保正确的测温效果。
本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
【附图说明】
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
图1为本实用新型优选实施例中电路板组件的结构示意图；
图2为本实用新型优选实施例中电路板组件的主视图；
图3为本实用新型优选实施例中电路板组件的爆炸结构示意图。
附图标记：
100、电路板；200、IGBT；300、温度传感器；400、导热片；500、散热片；510、散热基板；520、支撑板；530、散热翅片。
【具体实施方式】
本实用新型提供了一种电路板组件，包括电路板、与所述电路板电连接的IGBT以及温度传感器，所述IGBT固定在所述电路板上方，所述温度传感器固定在所述电路板上并位于所述IGBT的下方，所述温度传感器与所述IGBT之间夹装有导热片。
本实用新型中的IGBT固定在电路板上方，而温度传感器位于IGBT的下方，且温度传感器固定在电路板上，如此可使热敏电阻的两个引脚直接焊接固定在电路板上，省去了导线以及传感器固定座，由此能够减少电路组件的零部件数量，降低了电路板组件的组装难度；另外；由于加工和安装均存在误差，因此温度传感器与IGBT之间必定会存在一定的间隙，为了使IGBT的热量能够快速传递给温度传感器，在温度传感器与IGBT之间夹装有导热片，IGBT本体的热量可向下经导热片快速传递给温度传感器，由此提升了热量传递速度，且与现有技术相比也有效减少了中间热传导的环节，使得温度传感器能够及时精准地检测到IGBT本体温度，从而能及时保护IGBT，避免IGBT过热而发生损坏。下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
实施例一、
参照图1至3所示，本实施例中的电路板组件，包括电路板100，电路板100上电连接有IGBT200、温度传感器300以及其他的电子元器件，其中IGBT200固定在电路板100上方，温度传感器300固定在电路板100上并位于IGBT200的下方，温度传感器300与IGBT200之间夹装有导热片400。
具体的，本实施例中的电路板组件还包括散热片500，IGBT通过散热片500固定在电路板100的上方，散热片500包括散热基板510、支撑板520以及散热翅片530，支撑板520设于散热基板510的相对两端，支撑板520支撑在电路板100上，IGBT200固定在散热基板510朝向电路板100的一侧并位于电路板100的上方，散热翅片530设于散热基板510背离电路板100的一侧，IGBT200产生的热量经散热基板510传递给散热翅片530，然后经过散热基板510和散热翅片530散发到空气中，以实现对IGBT200的散热降温，由此能进一步降低IGBT本体的温度，此外，散热片500还能为IGBT200的安装提供载体，由此实现了一物两用的效果，进一步减少了电路板组件的零部件数量。
由此可知，由于本实施例中的温度传感器300固定在电路板100上，而温度传感器300包括热敏电阻，因此可使热敏电阻的两个引脚直接焊接固定在电路板100上，省去了导线以及传感器固定座，由此能够减少电路组件的零部件数量，降低了电路板组件的组装难度；另外；由于加工和安装均存在误差，因此温度传感器300与IGBT200之间必定会存在一定的间隙，为了使IGBT200的热量能够快速传递给温度传感器300，在温度传感器300与IGBT200之间夹装有导热片400，IGBT200本体的热量可向下经导热片400传递给温度传感器300，由此提升了热量传递速度，且与现有技术相比也有效减少了中间热传导的环节，使得温度传感器300能够及时精准地检测到IGBT200本体温度，从而能及时保护IGBT200，以避免IGBT200过热而发生损坏。
本实施例中的电路板组件使用时，温度传感器300将检测到的温度值通过电阻分压传给MCU处理，当MCU检测到IGBT200的温度高于设定的保护值时，MCU关闭IGBT输出，从而实现对IGBT的温度保护。
为了降低温度传感器300、散热片500、导热片400以及IGBT200的加工和安装精度要求，本实施例中的导热片400优选为弹性导热片，例如导热硅胶片或导热泡棉片或导热硅脂片，如此一来，可通过导热片的压缩变形弥补温度传感器300、散热片500、导热片400以及IGBT200的加工和安装误差，以使导热片400夹装在温度传感器300与IGBT200之间，从而保证了温度传递的及时性。
所述散热基板设有固定孔，散热基板510通过固定孔固定，散热基板压紧IGBT与温度传感器300之间的导热片400。通过散热基板压紧导热片400，可以缓解IGBT和温度传感器之间的装配间隙，导热片与温度传感器紧贴，确保准确的测温效果。
此外，本实施例中还对导热片400的厚度作了进一步限定，导热片400的厚度H为1mm～10mm。当导热片400的厚度H小于1mm时，尺寸过小，增加了导热片400的加工难度，同时弹性变形量较小，对温度传感器300、散热片500、导热片400以及IGBT200的加工和安装精度要求较高；当导热片400的厚度H大于10mm时，导热片400过厚，热传递效率降低，不利于温度传感器300及时精确测温。为此，本实施例中导热片400的厚度H优选为4mm，如此设计，既能保证导热片400的热传递效率，又能降低导热片400的加工难度，以及降低温度传感器300、散热片500、导热片400以及IGBT200的加工和安装精度要求。当然，可选的，导热片400的厚度H还可为但不限于1mm、2mm、3mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等。
本实施例中的IGBT200通过螺钉固定在散热基板510上，如此设计，既能实现IGBT200与散热基,510两者的可拆连接，又能提升IGBT200的安装牢靠性。优选的，导热片400也通过螺钉固定在IGBT200上，如此设计，通过一次打螺钉即可实现导热片400、IGBT200和散热基板510三者的固定，由此简化了组装工序，提高了组装效率。
为了避免螺钉头部与温度传感器300对位时压伤损坏温度传感器300，本实施例中温度传感器300与螺钉错位设置。
为了进一步降低了电路板组件的组装难度，本实施例中的IGBT200朝向电路板的一侧设有向下延伸的插脚，插脚与电路板100电连接。如此设计，在将IGBT200与散热片500预先组装形成一个组件后，将组件固定在电路板100上的同时，通过插脚与电路板电连接即可实现IGBT200电连接在电路板上，由此降低了电路板组件的组装难度。
可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，IGBT还可直接固定在支撑板上，如此设计也能实现固定在电路板上方。
可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，导热片还可直接夹装固定在温度传感器与IGBT之间；或者导热片粘结固定在IGBT上。
可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，导热片还可为金属片，为了避免发生短路，金属片外侧包装有绝缘膜。
最后，需要说明的是，本实施例中的电路板组件可用于电磁炉、电饭煲以及电压力锅等电磁烹饪器具中。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。
Claims (10)
1.一种电路板组件，包括电路板、与所述电路板电连接的IGBT以及温度传感器，其特征在于，所述IGBT固定在所述电路板上方，所述温度传感器固定在所述电路板上并位于所述IGBT的下方，所述温度传感器与所述IGBT之间夹装有导热片。
2.如权利要求1所述的一种电路板组件，其特征在于，所述导热片为弹性导热片。
3.如权利要求1所述的一种电路板组件，其特征在于，所述导热片为导热硅胶片或导热泡棉片或导热硅脂片。
4.如权利要求1至3之一所述的一种电路板组件，其特征在于，所述电路板组件还包括散热片，所述散热片包括位于所述电路板上方的散热基板和设于所述散热基板两端的支撑板，所述支撑板支撑在所述电路板上，所述IGBT固定在所述散热基板朝向所述电路板的一侧。
5.如权利要求4所述的一种电路板组件，其特征在于，所述IGBT通过螺钉固定在所述散热基板上。
6.如权利要求5所述的一种电路板组件，其特征在于，所述导热片通过所述螺钉固定在所述IGBT上。
7.如权利要求6所述的一种电路板组件，其特征在于，所述温度传感器与所述螺钉错位设置。
8.如权利要求4所述的一种电路板组件，其特征在于，所述导热片粘接固定在所述散热基板上。
9.如权利要求4所述的一种电路板组件，其特征在于，所述IGBT朝向所述电路板的一侧设有向下延伸的插脚，所述插脚与所述电路板电连接。
10.如权利要求4所述的一种电路板组件，其特征在于，所述散热基板设有固定孔，散热基板通过固定孔固定，散热基板压紧IGBT与温度传感器之间的导热片。
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