CN213519925U - 一种功率器件散热安装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种功率器件散热安装结构，安装在散热器容置腔内，包括PCB板、功率器件及散热用铝基板，所述功率器件的引脚与所述PCB板固定组成控制器，所述铝基板固定在容置腔内，所述功率器件与铝基板的焊接固定，所述铝基板与所述功率器件之间涂覆有绝缘导热涂层。本实用新型提供的一种功率器件散热安装结构，采用涂覆绝缘导热层代替矽胶绝缘片，绝缘特性好，不易发生绝缘层破损的问题，保证了产品绝缘的可靠性。

Description

一种功率器件散热安装结构

技术领域

本实用新型涉及电子元器件的散热技术领域，尤其是一种功率器件散热安装结构。

背景技术

随着新能源汽车的发展，为满足对舒服性的要求，新源汽车均配备电动空调，而电动空调的核心器件为电动压缩机及控制器。对于低压大电流的压缩机控制器，因为目前市场上没有合适的IPM模块，大都使用功率器件的分立方案。

现有的MOSFET分立方案，通常在安装过程中需要在功率器件底部与散热片之间增加一层矽胶绝缘垫片用于绝缘，且需要在散热片上开螺纹孔，用螺钉将MOS和固定在散热片上。矽胶绝缘垫片的热传导系数为1W/MK，远小于散热片的热传导系数，从而降低了功率器件向散热片的导热效果，使得功率器件的热量传导不出去，导致功率器件的温度升高，载流能力降低，容易过热、老化失效；硅胶绝缘垫片在散热片上安装时位置也不易固定，容易被功率器件挤压破损导致绝缘不良。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种可对功率器件进行有效散热的安装结构。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种功率器件散热安装结构，其技术方案是：

一种功率器件散热安装结构，安装在散热器容置腔内，包括PCB板、功率器件及散热用铝基板，所述功率器件的引脚与所述PCB板固定组成控制器，所述铝基板固定在容置腔内，所述功率器件与铝基板的焊接固定，所述铝基板与所述功率器件之间涂覆有绝缘导热涂层。

进一步的，所述功率器件的引脚折弯90度后与所述PCB板焊接固定。

进一步的，所述铝基板上设置有可检测散热温度的热敏电阻。

进一步的，所述热敏电阻为NTC电阻。

进一步的，所述NTC电阻一端与所述铝基板固定检测其散热温度，另一端与所述PCB板的测温控制电路连接。

进一步的，所述NTC电电阻与所述PCB板通过插针固定。

进一步的，所述铝基板上均衡设置有多个功率器件，所述热敏电阻设置在所述铝基板的中心位置处。

进一步的，所述容置腔内设置有可支撑所述PCB板的尼龙支柱。

进一步的，所述铝基板和PCB板上对应设置有螺钉孔，所述尼龙支柱穿过所述铝基板的螺钉孔，螺钉穿过所述PCB板的螺钉、尼龙支柱的中心孔后与散热器的主体结构固定。

综上所述，本实用新型提供的一种功率器件散热安装结构，与现有技术相比，具有如下优点：

1.功率器件直接与铝基材固定，而非开通过开孔后用螺钉固定，有利于功率器件在铝基板上确定位置；

2.铝基板上涂覆绝缘导热层，绝缘特性好，不易发生绝缘层破损的问题，保证了产品绝缘的可靠性；

3.不使用矽胶绝缘垫片，使用绝缘导热层，使功率器件直接通过铝基板散热，确保功率器件的热量可通过铝基板更快的传导出去，进而降低功率器件的温升，降低了功率器件的老化速率，保证了功率器件的可靠性；

4.NTC电阻直接焊接在铝基板上，保证了NTC电阻与散热器的温度一致性，确保了温度检测的准确性。

附图说明：

图1：本实用新型提供的一种功率器件散热安装方式的剖视图；

图2：本实用新型提供的一种功率器件散热安装方式中铝基板面布局示意图；

其中，螺钉1，PCB板2，尼龙支柱3，功率器件4，引脚41，铝基板5，NTC电阻6，插针61。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型提供了一种功率器件散热安装结构，安装在散热器容置腔内，包括PCB板2、功率器件4及散热用铝基板5，功率器件4的引脚41与PCB板2固定组成控制器，铝基板5设置在容置腔内，功率器件4与铝基板5的焊接固定，所述铝基板与所述功率器件之间涂覆有绝缘导热涂层。

如图1和图2所示，散热器设置有容置腔，散热用铝基板5与容置腔一体成型或用其他方式固定在容置腔内，铝基板5的顶面上均衡设置有多个功率器件4，功率器件4产生的热量由铝基板5传导出去，在本实施例中，无需矽胶绝缘板，功率器件4直接与铝基板5焊接固定，在制作铝基板5时，在铝基板5的表面涂覆一层绝缘导热层(图中未示出)，为功率器件4提供必要的绝缘保护，同时可实现导热，绝缘导热层涂覆形成，涂层较薄，一方面可减少整个安装结构的体积，另一方面，绝缘导热层损坏的可能性更小，故而更不易发生因绝缘层损坏而造成的控制器损坏现象，而且绝缘导热层可实现与铝基板5相同的导热能力，热传导系统可达到4W/mk，更有效的将功率器件4的热量传导出去。在实际应用中，绝缘导热层可涂覆在铝基板5或功率器件4之间的任意表面上，起到相应作用即可。

功率器件4的引脚41折弯90度后，与PCB板2的对应位置焊接固定，组成整个控制器，PCB板2嵌装在容置腔内中上位置处，为对PCB板2位置起到限定和支撑作用，避免PCB板2在容置腔内下沉导致的引脚41变形，如图2所示，在容置腔内设置有起支撑作用的尼龙支柱3。PCB板2上设置有螺钉孔，铝基板5对应位置也开有螺钉孔，尼龙支柱3穿过铝基板5的螺钉后，顶部与PCB板2的底面抵靠，支撑并限定PCB板2在容置腔内的位置，为进一步限定PCB板2的位置，防止PCB板2从容置腔内脱落，在本实施例中，螺钉1从PCB板2的螺钉孔穿过与其抵靠的尼龙支柱3的中心孔后再穿过铝基板5的螺钉，与散热器的本体螺纹连接在一起，通过螺钉、尼龙支柱3使PCB板2与铝基板5、散热器固定成整体结构。尼龙支柱3可设置在对应PCB板2的四个角的位置处，在实际应用中，也可根据需要，确定尼龙支柱3的位置，避开功率器件4位置即可。

因铝基板5、散热器的散热能力有限，为避免功率器件4因不能有效散热而温度过高，影响控制器性能，或损坏控制器，在铝基板5上还设置有测温用热敏电阻，热敏电阻与PCB板2的测温电路连接，检测铝基板5的实时温度，并通过测温电路将温度值实时传输给控制器，用以控制与控制器连接的电子元件的工作状态，如背景技术所述，可通过NTC电阻6的实测温度值，控制与控制器连接的压缩机的工作状态。在本实施例中，热敏电阻使用对温度变化感应灵敏的NTC电阻6，NTC电阻6与铝基板5焊接固定，使NTC电阻6能更直接的检测到铝基板5的实时温度，同时NTC电阻6通过插针61与PCB板2插接固定，NTC电阻6和功率器件4均采用插接的方式与PCB板2固定，便于PCB板2的插装。在本实施例中，铝基板2上可设置有多个功率器件4，功率器件4在铝基板4上均衡分布，可有效散热，防止局部过热，而NTC电阻6推荐在铝基板4的中心位置处固定，可获得铝基板5相对真实的散热数据。

综上所述，本实用新型提供的一种功率器件散热安装结构，与现有技术相比，具有如下优点：

1.功率器件直接与铝基材固定，而非开通过开孔后用螺钉固定，有利于功率器件在铝基板上确定位置；

2.铝基板上涂覆绝缘导热层，绝缘特性好，不易发生绝缘层破损的问题，保证了产品绝缘的可靠性；

3.不使用矽胶绝缘垫片，使用导热层，使功率器件直接通过铝基板散热，确保功率器件的热量可通过铝基板更快的传导出去，进而降低功率器件的温升，降低了功率器件的老化速率，保证了功率器件的可靠性；

4.NTC电阻直接焊接在铝基板上，保证了NTC电阴与散热器的温度一致性，确保了温度检测的准确性。

如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种功率器件散热安装结构，安装在散热器容置腔内，其特征在于：包括PCB板、功率器件及散热用铝基板，所述功率器件的引脚与所述PCB板固定组成控制器，所述铝基板固定所述容置腔内，所述功率器件与铝基板的焊接固定，所述铝基板与所述功率器件之间涂覆有绝缘导热涂层。

2.如权利要求1所述的一种功率器件散热安装结构，其特征在于：所述功率器件的引脚折弯90度后与所述PCB板焊接固定。

3.如权利要求1所述的一种功率器件散热安装结构，其特征在于：所述铝基板上设置有可检测散热温度的热敏电阻。

4.如权利要求3所述的一种功率器件散热安装结构，其特征在于：所述热敏电阻为NTC电阻。

5.如权利要求4所述的一种功率器件散热安装结构，其特征在于：所述NTC电阻一端与所述铝基板固定检测其散热温度，另一端与所述PCB板的测温控制电路连接。

6.如权利要求5所述的一种功率器件散热安装结构，其特征在于：所述NTC电电阻与所述PCB板通过插针固定。

7.如权利要求3所述的一种功率器件散热安装结构，其特征在于：所述铝基板上均衡设置有多个功率器件，所述热敏电阻设置在所述铝基板的中心位置处。

8.如权利要求1所述的一种功率器件散热安装结构，其特征在于：所述容置腔内设置有可支撑所述PCB板的尼龙支柱。

9.如权利要求8所述的一种功率器件散热安装结构，其特征在于：所述铝基板和PCB板上对应设置有螺钉孔，所述尼龙支柱穿过所述铝基板的螺钉孔，螺钉穿过所述PCB板的螺钉、尼龙支柱的中心孔后与散热器的主体结构固定。

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