CN213938626U

CN213938626U - 功率单元组件及电子设备

Info

Publication number: CN213938626U
Application number: CN202022890013.4U
Authority: CN
Inventors: 余凌; 罗振超; 胡杰
Original assignee: Shenzhen Invt Electric Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Invt Electric Co Ltd
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2021-08-10
Anticipated expiration: 2030-12-04

Abstract

本实用新型提供了一种功率单元组件及电子设备，功率单元组件包括层叠设置的第一PCB板和第二PCB板，第一PCB板与第二PCB板并联，第一PCB板和第二PCB板之间连接有连接块。本实用新型提供的功率单元组件与现有技术相比，本实用新型采用第一PCB板和第二PCB板代替之前常用的铜排、铝排或者叠层母排。相对于铜排和铝排减少了占用的空间，相对于叠层母排节省了成本。既减小了功率单元组件的整体尺寸和体积，又降低了功率单元组件的成本，有助于提升变频器的功率密度及经济效益。

Description

功率单元组件及电子设备

技术领域

本实用新型属于变频器技术领域，更具体地说，是涉及一种功率单元组件及电子设备。

背景技术

在电力电子领域，对于大功率电子设备的功率回路器件的连接多采用铜排、铝排或叠层母排实现。铜排和铝排连接方式灵活但占用空间大，叠层母排结构紧凑但成本高昂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种功率单元组件，以解决功率回路器件占用空间大或者成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种功率单元组件，包括层叠设置的第一PCB板和第二PCB板，所述第一PCB板与所述第二PCB 板并联，所述第一PCB板和所述第二PCB板之间连接有连接块，所述连接块用于连接其他电气元件。

进一步地，所述第一PCB板或所述第二PCB板上设置有多个散热件。

进一步地，所述第一PCB板或所述第二PCB板的正面和反面上均匀设置有所述散热件，所述第一PCB板或所述第二PCB板正面和反面上的所述散热件对称分布。

进一步地，所述散热件为铜条散热器或铝条散热器。

进一步地，所述第一PCB板和所述第二PCB板与所述连接块是面接触。

进一步地，所述第一PCB板和所述第二PCB板与所述连接块的接触面上开设有用于保证电流通流量均匀的过孔。

进一步地，所述连接块为铜块或铝块。

进一步地，所述第一PCB板与所述连接块之间设置有镀金层，所述第二 PCB板与所述连接块之间设置也有镀金层。

进一步地，所述第一PCB板与所述连接块是过盈配合，所述第二PCB板与所述连接块也是过盈配合。

本实用新型的另一目的在于提供一种电子设备，所述变频器包括上述功率单元组件和电气元件，所述功率单元组件通过所述连接块与电气元件的接口电性连接。

本实用新型提供的功率单元组件的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型采用两块PCB板代替之前常用的铜排、铝排或者叠层母排。相对于铜排和铝排减少了占用的空间，相对于层叠母排节省了成本。既减小了功率单元组件的整体尺寸和体积，又降低了功率单元组件的成本，有助于提升变频器的功率密度及经济效益。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的功率单元组件的结构示意图，部分结构未示出；

图2为本实用新型实施例提供的功率单元组件的工艺实现过程图一；

图3为本实用新型实施例提供的功率单元组件的工艺实现过程图二；

图4为本实用新型实施例提供的功率单元组件的工艺实现过程图三；

图5为本实用新型实施例提供的功率单元组件的工艺实现过程图四；

图6为本实用新型实施例提供的功率单元组件的装配图一；

图7为本实用新型实施例提供的功率单元组件的装配图二；

图8为本实用新型实施例提供的功率单元组件的装配图三。

其中，图中各附图主要标记：

1、第一PCB板；2、第二PCB板；3、连接块；4、电容；5、散热件；6、功率端子；7、电容螺钉；8、预紧螺钉；9、定位销；10、支撑螺柱；11、螺母； 12、连接块螺钉。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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1，现对本实用新型实施例提供的功率单元组件进行说明。图1 中，第一PCB板1和第二PCB板2的位置错位只是为了方便示意，实际上第一PCB板1和第二PCB板2是相互对齐的。所述功率单元组件，包括第一PCB 板1、第二PCB板2，其中第一PCB板1和第二PCB板2层叠设置且相互并联。第一PCB板1和第二PCB板2之间连接有连接块3、功率端子6等电子元件。功率端子6是用来连接电容4的。第一PCB板1和第二PCB板2用来代替之前常用的铜排、铝排、或者层叠母排。

本实用新型提供的功率单元组件，与现有技术相比，具体采用了两块PCB 板代替之前常用的铜排、铝排或者叠层母排。相对于铜排和铝排减少了占用的空间，相对于叠层母排节省了成本。既减小了功率单元组件的整体尺寸和体积，又降低了功率单元组件的成本，有助于提升变频器的功率密度及经济效益。

具体地，本实施方式中的第一PCB板1和第二PCB板2设置有多个散热件5，顾名思义，散热件5是用来为第一PCB板1和第二PCB板2散热的，散热件5具体是在第一PCB板1和第二PCB板2上沿着电流的走向设置，有利于第一PCB板1和第二PCB板2上高温部位的散热。其中，第一PCB板1、第二PCB板2的正面和反面均设置有散热件5，而且第一PCB板1或第二PCB板2同一面上的散热件5均匀分布，第一PCB板1或者第二PCB板2上正反两面的散热件5相互对称分布，使得第一PCB板1、第二PCB板2散热更加均匀、设计更加合理。另外，本实施方式中选用的散热件5优选为铜条散热器或者铝条散热器，铜和铝都具有良好的导热和散热性能，铜的散热性能要优于铝，但考虑到成本，铝的成本要低于铜，因此，可以根据实际的设计需要来确定是选择铜条散热器还是铝条散热器。此外，散热件5的另一个作用是，作为第一PCB板1和第二PCB板2之间并联均流的桥梁，保证第一PCB板1和第二PCB 板2上流过的电流相当，从而使组件整体温度均衡，避免产生局部热应力。

进一步地，第一PCB板1和第二PCB板2和连接块3都是采用面接触，接触面对应的第一PCB板1和第二PCB板2上设置有大面积的阻焊开窗区域。连接块3夹在第一PCB板1和第二PCB板2中间，采用螺钉将第一PCB板1 或第二PCB板2固定。在第一PCB板1或第二PCB板2与连接块3的接触面上开设有过孔，以保证第一PCB板1、第二PCB板2上各层的电流通流量。此外，在过孔数量满足通流能力的基础上，尽量增多过孔的数量，以辅助接触面的散热。另外，本实施方式中的连接块3优选铜块或铝块，铜和铝都具有良好的散热性能，铜的散热性能要稍优于铝，但考虑到成本，铝的成本要比铜的成本低，因此，可以根据实际情况和需求，选择连接块3的材质是铜还是铝。优选地，在第一PCB板1与连接块3的搭接面、第二PCB板2与连接块3的搭接面设置有镀金层，也就是说在连接块3与第一PCB板1，连接块3与第二PCB 板2的搭接面采用了镀金工艺，增强了接触面的强度以及耐磨性能，并且镀金后能进一步减小接触电阻，从而减小温升。第一PCB板1、第二PCB板2将连接块3夹在中间且为过盈配合。另外，连接块3还用于将功率单元组件与其他电气元件电性连接。

本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述功率单元组件和电气元件，功率单元组件通过连接块3与电气元件的接口电性连接，本实施例中，电子设备以变频器为例，可选用四个连接块3，分别连接变频器的四个接口，这四个接口分别为缓冲电路输出端、整流桥模块阴极、IGBT模块集电极、 IGBT模块发射极。连接块3的数量需要根据实际的情况来确定，并非一定是四个，在此不再赘述。

功率单元组件的工艺实现过程如下：

一、第一PCB板1、第二PCB板2预加工；

二、如图2所示，第一PCB板1回流焊：焊散热件5、螺母11；

三、如图3所示，第二PCB板2顶面刷锡膏，贴散热件5、放定位销9、放支撑螺柱10、放功率端子6；

四、如图4所示，第二PCB板2两面刷锡膏，顶层贴散热件5、贴电路器件；

五、如图5所示，将第二PCB板2通过定位销9，放置于第一PCB板1 上，通过预紧螺钉8预紧两块板；

六、将功率单元组件整体进行回流焊并进行清洁。

如图6至图8所示，以下步骤展示具体实施例的整机装配过程：

一、如图6所示，在功率单元组件中插入所有连接块3(本实施方式中选用的是铜块)；

二、如图7所示，用固定螺钉12将连接块3固定在功率单元组件中，再通过预紧螺钉8预紧；

三、如图8所示，将功率单元组件装配到电子设备上，通过电容螺钉7将电容固定在功率单元组件上，装配完成。

第一PCB板1、第二PCB板2之间的尺寸公差，要保证铜块装配后是过盈配合，PCB板允许细微的变形。铜块表面粗糙度不低于第一PCB板1、第二 PCB板2的表面粗糙度。

第一PCB板1、第二PCB板2上均匀分布开槽，以解决层间散热的问题。在环境允许的情况下，可以增加外部风扇辅助散热。

螺母11、定位销9、支撑螺柱10均采用通孔回流焊工艺，组件仅需两次回流焊即可完成加工。减少回流焊过炉次数，对减少第一PCB板1、第二PCB板 2的变形有益。为了保护功率端子6表面不被污染，应避免采用波峰焊。

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

1.功率单元组件，其特征在于：包括层叠设置的第一PCB板和第二PCB板，所述第一PCB板与所述第二PCB板并联，所述第一PCB板和所述第二PCB板之间连接有连接块，所述连接块用于连接其他电气元件。

2.如权利要求1所述的功率单元组件，其特征在于：所述第一PCB板、所述第二PCB板上设置有多个散热件。

3.如权利要求2所述的功率单元组件，其特征在于：所述第一PCB板或所述第二PCB板的正面和反面上均匀设置有所述散热件，所述第一PCB板或所述第二PCB板正面和反面上的所述散热件对称分布。

4.如权利要求2或3所述的功率单元组件，其特征在于：所述散热件为铜条散热器或铝条散热器。

5.如权利要求1所述的功率单元组件，其特征在于：所述第一PCB板、所述第二PCB板与所述连接块均是面接触。

6.如权利要求5所述的功率单元组件，其特征在于：所述第一PCB板与所述连接块的接触面上以及所述第二PCB板与所述连接块的接触面上开设有用于保证电流通流量均匀的过孔。

7.如权利要求1所述的功率单元组件，其特征在于：所述连接块为铜块或铝块。

8.如权利要求1所述的功率单元组件，其特征在于：所述第一PCB板与所述连接块的接触面上以及所述第二PCB板与所述连接块的接触面上均设置有镀金层。

9.如权利要求1所述的功率单元组件，其特征在于：所述第一PCB板、所述第二PCB板与所述连接块是过盈配合。

10.电子设备，其特征在于：包括权利要求1-9中任一项所述的功率单元组件和电气元件，所述功率单元组件通过所述连接块与电气元件的接口电性连接。