CN215266735U - 接线端子及电力电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种接线端子及电力电子设备，所述接线端子包括：端子座；至少一个与所述端子座相固定的第一铜排，每一所述第一铜排的一端在所述端子座内形成用于连接导电线缆的第一接线部，每一所述第一铜排的另一端延伸到所述端子座外，且所述接线端子通过所述第一铜排沿印刷线路板的表面走线，并由所述第一铜排的延伸到所述端子座外的部分与所述印刷线路板上的功率模块电性连接。通过沿印刷线路板表面走线的第一铜排与功率模块的引脚连接，并利用铜排的低电阻特性，可从根本上避免热源的产生。

Description

接线端子及电力电子设备

技术领域

本实用新型实施例涉及电力电子设备领域，更具体地说，涉及一种接线端子及电力电子设备。

背景技术

智能功率模块(Intelligent Power Module，IPM)是一种先进的功率开关器件，具有大功率晶体管的高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点，以及场效应晶体管的高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点，在电力电子领域得到了越来越广泛的应用。

现有的智能功率模块在应用时，需要将其引脚焊接在印刷线路板(PrintedCircuit Board，PCB)上，通过印刷线路板上的铜皮与其他器件的引脚进行电性连接。

在上述结构中，智能功率模块的输入引脚、输出引脚、正负电极引脚等需要通过印刷线路板上的铜皮连接到外接端子的引脚。然而，因智能功率模块的输入引脚、输出引脚、正负电极引脚在工作过程中存在较大电流，而印刷线路板上的铜皮的厚度及宽度有限，导致其通流的截面有限，从而在大电流经过上述铜皮时产生大量的热量。在整机高防护要求下，印刷线路板产生的热量只能通过散热结构均衡到整机机箱内的其他区域，从而只能通过增大整机机箱的内腔空间来保证电气元件与温度的平衡，这导致了额外的成本浪费和整机空间的浪费。

为了减小印刷线路板因智能功率模块导致的热量，一些电力电子设备使用了外引跳线将外接端子的引脚与智能功率模块的引脚相连。但外引跳线只能人工操作，这将增加额外的工序，且操作繁琐，并导致机箱内腔空间杂乱。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述智能功率模块的引脚与外接端子的引脚之间，通过印刷线路板表面的铜皮连接导致产生大量的热量，以及通过外引跳线连接导致工序和成本增加的问题，提供一种接线端子及电力电子设备。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种接线端子，包括：

端子座；

至少一个与所述端子座相固定的第一铜排，每一所述第一铜排的一端在所述端子座内形成用于连接导电线缆的第一接线部，每一所述第一铜排的另一端延伸到所述端子座外，且所述接线端子通过所述第一铜排沿印刷线路板的表面走线，并由所述第一铜排的延伸到所述端子座外的部分与所述印刷线路板上的功率模块电性连接。

作为本实用新型的进一步改进，在所述端子座固定到所述印刷线路板上时，所述第一铜排的主体部分位于印刷线路板的表面的上方并平行于所述印刷线路板的表面，所述第一铜排的延伸到所述端子座外的部分形成有第一端脚，且所述第一端脚突出到所述印刷线路板的表面或所述印刷线路板的表面的下方。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一端脚由位于所述第一铜排的远离所述端子座的一端的插脚构成，且所述第一铜排通过所述插脚与所述印刷线路板上的功率模块电性连接；或者，

所述第一端脚由位于所述第一铜排的远离所述端子座的一端的下凹部构成，且所述下凹部具有与所述功率模块的引脚相适配的开孔，所述第一铜排通过所述下凹部与所述印刷线路板上的功率模块电性连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一接线部包括螺纹孔以及与所述螺纹孔相适配的紧固螺钉，并通过所述紧固螺钉锁紧固定导电线缆。

作为本实用新型的进一步改进，所述端子座的背向所述安装面的一侧设有多个接线槽，每一所述第一接线部和第一接线部位于其中一个接线槽内。

作为本实用新型的进一步改进，所述接线端子包括绝缘护壳，所述第一铜排延伸到所述端子座外的部分位于所述绝缘护壳内，且所述第一端脚突出于所述绝缘护壳；

所述绝缘护壳与所述端子座一体，或者所述绝缘护壳与所述端子座组装在一起。

作为本实用新型的进一步改进，所述端子座上形成有安装面；

所述接线端子还包括分别固定在所述端子座内的至少一个第二铜排；每一所述第二铜排包括突出于所述安装面的第二端脚以及用于连接导电线缆的第二接线部。

本实用新型还提供一种电力电子设备，包括印刷线路板、功率模块以及如上所述的接线端子，所述功率模块焊接在所述印刷线路板上，所述端子座固定在所述印刷线路板的表面，且所述第一铜排的延伸到所述端子座外的部分与所述印刷线路板或所述功率模块的引脚电性连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一铜排的延伸到所述端子座外的部分通过焊接方式与所述印刷线路板或所述功率模块的引脚电性连接；或者，所述第一铜排的延伸到所述端子座外的部分通过压接方式与印刷线路板或所述功率模块的引脚电性连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述功率模块和接线端子分别位于所述印刷线路板的不同表面。

实施本实用新型实施例的接线端子及电力电子设备具有以下有益效果：通过沿印刷线路板表面走线的第一铜排与功率模块的引脚连接，利用铜排的低电阻特性，可从根本上避免热源的产生。并且，本实用新型实施例通过接线端子的第一铜排代替跳线，可实现自动化生产装配，简化生产工艺，从而降低电力电子设备的整机成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的接线端子的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的接线端子的底部的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的接线端子中第二铜排和第二铜排的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的电力电子设备中接线端子、印刷线路板及功率模块的组装关系的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的电力电子设备中接线端子及功率模块组装到印刷线路板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

如图1-3所示，是本实用新型实施例提供的接线端子的结构示意图，该接线端子可应用于具有功率模块等大电流元件的电气设备中。本实施例的接线端子可安装到印刷线路板(例如焊接到印刷线路板)，并与印刷线路板电性连接，从而实现印刷线路板与外部接线的电性连接。

本实施例的接线端子包括端子座11、至少一个第一铜排14和至少一个第二铜排13。其中端子座11由绝缘材料制成，以实现电气隔离和安全保护。第一铜排14和第二铜排13均由导电材料(例如铜等)制成，且第一铜排14和第二铜排13的横截面的面积远大于印刷线路板上的铜皮的横截面的面积，例如第一铜排14和第二铜排13的横截面的面积是印刷线路板上的铜皮的横截面的面积的10倍以上，从而在相同长度下，第一铜排14和第二铜排13的电阻相对于铜皮大大降低。

当然，在实际应用中，第一铜排14和第二铜排13也可通过不同端子座固定，即接线端子仅包括第一铜排14而不包括第二铜排13。

上述端子座11上形成有安装面111，例如，该安装面111可由端子座11的底面构成。在端子座11安装到印刷线路板时，该安装面111贴于印刷线路板的表面，从而使得接线端子可在印刷线路板上保持稳定。为便于接线操作，端子座11可固定在印刷线路板的边缘位置。

每一第二铜排13分别固定在端子座11内并通过端子座11相互绝缘。每一第二铜排13包括突出于安装面的第二端脚131以及位于端子座11内并用于连接导电线缆的第二接线部132。具体地，上述第二铜排13及端子座11的结构可与现有接线端子的结构类似，例如第二端脚131可为插脚结构。

每一第一铜排14的一端具有第一接线部142，该第一接线部142位于端子座11内并用于连接导电线缆的第一接线部142；每一第一铜排14的另一端延伸到端子座11外，且接线端子通过第一铜排14沿印刷线路板的表面走线(即在接线端子固定到印刷线路板时，第一铜排14位于印刷线路板的表面并进行电能传输)，并由第一铜排14的延伸到端子座11外的部分与印刷线路板上的功率模块电性连接。与第二铜排13相比，第一铜排14不在端子座11的安装面111处与印刷线路板电性连接，再由印刷线路板上的铜皮与功率模块电性连接，而是将与印刷线路板上的铜皮的电性连接位置延伸到了安装面111外，或者直接与功率模块电性连接，从而缩短了印刷线路板上用于电性连接功率模块的引脚的铜皮的长度，或者无需印刷电路板上的铜皮即可与功率模块的引脚电性连接，减小了印刷线路板上的发热量。

在本实施例中，接线端子包括十个第二铜排13和两个第一铜排14，并且，该接线端子通过第二铜排13连接外部的交流线缆等，例如当接线端子应用于变频器时，接线端子通过第二铜排13连接交流进线UVW、交流出线RST、相关的传感器等；第一铜排14则用于直接连接功率模块的直流引脚，或连接印刷线路板上与功率模块的直流引脚电性连接的焊盘(该焊盘可远离印刷线路板的边缘，与传统方式相比，该焊盘与功率模块的对应引脚之间的铜皮的长度大大缩短)。在实际应用中，第一铜排14和第二铜排13的数量及连接的功率模块的引脚可根据需要设计。

上述接线端子通过从端子源头引出第一铜排14，并将第一铜排14引到靠近或直接连接功率模块的引脚(电极)处，大电流直接从第一铜排14走到功率模块的电极上，并利用铜排的低电阻特性，可从根本上避免了额外热量的产生。并且，通过第一铜排代替跳线，可实现自动化生产装配，简化生产工艺，从而降低电力电子设备的整机成本。此外，原来需要在印刷线路板上走电路的位置，由于使用第一铜排的设计，其利用空间就更大了，有利于印刷线路板的布局。

在本实用新型的一个实施例中，第二铜排13的主体部分可垂直于安装面111，并且接线端子可通过第二铜排13的第二端脚131焊接到印刷线路板的焊孔的方式与印刷线路板相固定，在实现接线端子固定的同时，还实现了第二铜排13与印刷线路板上铜皮的电性连接。

第一铜排14的主体部分位于端子座11的安装面111所在平面的上方，并平行于安装面111所在平面。第一铜排14的延伸到端子座11外的部分形成有第一端脚141，且第一端脚141突出到安装面所在平面或安装面所在平面的下方。

具体地，第一端脚141可采用与第一端脚131相同的插脚结构构成，此时，第一端脚141可焊接到印刷线路板，并与印刷电路板上的铜皮电性连接。此外，上述第一端脚141也可由位于第一铜排14的第二端的下凹部构成，且该下凹部具有与功率模块的引脚相适配的开孔143，在接线端子和功率模块安装到印刷线路板时，功率模块的对应引脚插接到上述开孔143内并焊接固定。当第一端脚141同时包括插脚结构和下凹部时，可通过下凹部上的开孔143与功率模块的引脚焊接，并通过插脚结构对第一铜排14进行焊接固定，以加强第一铜排14固定的稳定性。

在本实用新型的一个实施例中，第二铜排13的第二接线部132和第一铜排14的第一接线部142可采用相同的结构，例如第二接线部132和第一接线部142中的每一个可分别包括螺纹孔以及与螺纹孔相适配的紧固螺钉。相应地，连接到接线端子的线缆可包括OT端子，紧固螺钉可在OT端子机械固定的同时，使得OT端子与第二铜排13或第一铜排14电性连接。当然，在实际应用中，第二接线部132和第一接线部142也可采用其他结构。

上述第二铜排13之间、第一铜排14之间以及第二铜排13和第一铜排14之间相互绝缘。为满足安规要求，端子座11的背向安装面111的一侧可设置多个接线槽112，每一第二接线部132和第一接线部142位于其中一个接线槽112内。上述接线槽112的结构可与现有的接线端子类似，通过接线槽112，可使得相邻的第二接线部132、第一接线部142相互分隔开。同时，为方便接线，多个接线槽112的开口方向相同。

在本实用新型的一个实施例中，为避免第一铜排14延伸到端子座11外的部分被误触，同时保证该部分的安全，上述接线端子还可包括绝缘护壳12。第一铜排14延伸到端子座11外的部分位于绝缘护壳12内，且第一端脚141突出于绝缘护壳12。此时，第一端脚141可通过绝缘护壳12压接的方式固定到印刷线路板，并与印刷线路板或功率模块的对应引脚电性连接。

为便于生产加工及装配，绝缘护壳12可与端子座11一体。相应地，第二铜排13的主体部分可直接注塑在端子座11内，在绝缘护壳12与端子座11的底部留有开口，第一铜排14经由该开口安装到绝缘护壳12和端子座11内，并使用螺钉固定。

结合图4-5所示，本实用新型实施例还提供一种电力电子设备，该电力电子设备可以为变频器、伺服控制器或其他变流器。本实施例的电力电子设备包括印刷线路板21、功率模块31以及如上所述的接线端子，其中功率模块31的引脚焊接在印刷线路板21上，端子座11的安装面贴于印刷线路板21的表面，且第二铜排13的第二端脚131焊接在印刷线路板21上。

在本实施例中，功率模块31和接线端子分别位于印刷线路板21的不同表面。在实际应用中，功率模块31和接线端子也可位于印刷线路板21的同一表面。

上述第一铜排14远离端子座11的一端可通过第一端脚141焊接固定到印刷线路板21上，在实际应用中，第一铜排14远离端子座11的一端也可通过绝缘保护壳12与印刷线路板21机械固定。

在一般情况下，第一铜排14的第一端脚141可与第二铜排13的第二端脚131采用相同结构，即采用插脚结构，并通过第一端脚141焊接到印刷线路板21的方式与印刷线路板21电性连接，再经由印刷线路板21上的铜皮与功率模块31的对应引脚电性连接。即第一铜排14固定在靠近功率模块31的对应引脚的位置处，大电流工作情况下，仅引脚与第一铜排14的第一端脚141之间的铜皮有少量发热产生，第一铜排14处基本不产生额外的热量，使电力电子设备整机内腔基本不用再增加额外散热措施，不用增大内腔体积。

此外，结合图5所示，在印刷线路板21的空间容许的情况下，第一铜排14的第一端脚141可由位于第一铜排14的第二端的下凹部构成，该下凹部具有与功率模块31的引脚相适配的开孔。在接线端子固定到印刷线路板21时，功率模块31对应的引脚插入到下凹部的开孔内，再通过焊接方式相固定。这样，在第一铜排14工作中，大电流情况下仍然无过多热量的产生，避免整机内腔温度上升，最有效的解决整机设计中关于散热的难题。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种接线端子，其特征在于，包括：

端子座；

至少一个与所述端子座相固定的第一铜排，每一所述第一铜排的一端在所述端子座内形成用于连接导电线缆的第一接线部，每一所述第一铜排的另一端延伸到所述端子座外，且所述接线端子通过所述第一铜排沿印刷线路板的表面走线，并由所述第一铜排的延伸到所述端子座外的部分与所述印刷线路板上的功率模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的接线端子，其特征在于，在所述端子座固定到所述印刷线路板上时，所述第一铜排的主体部分位于印刷线路板的表面的上方并平行于所述印刷线路板的表面，所述第一铜排的延伸到所述端子座外的部分形成有第一端脚，且所述第一端脚突出到所述印刷线路板的表面或所述印刷线路板的表面的下方。

3.根据权利要求2所述的接线端子，其特征在于，所述第一端脚由位于所述第一铜排的远离所述端子座的一端的插脚构成，且所述第一铜排通过所述插脚与所述印刷线路板上的功率模块电性连接；或者，

所述第一端脚由位于所述第一铜排的远离所述端子座的一端的下凹部构成，且所述下凹部具有与所述功率模块的引脚相适配的开孔，所述第一铜排通过所述下凹部与所述印刷线路板上的功率模块电性连接。

4.根据权利要求1所述的接线端子，其特征在于，所述第一接线部包括螺纹孔以及与所述螺纹孔相适配的紧固螺钉，并通过所述紧固螺钉锁紧固定导电线缆。

5.根据权利要求2所述的接线端子，其特征在于，所述接线端子包括绝缘护壳，所述第一铜排延伸到所述端子座外的部分位于所述绝缘护壳内，且所述第一端脚突出于所述绝缘护壳；

所述绝缘护壳与所述端子座一体，或者所述绝缘护壳与所述端子座组装在一起。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的接线端子，其特征在于，所述端子座上形成有安装面；

所述接线端子还包括分别固定在所述端子座内的至少一个第二铜排；每一所述第二铜排包括突出于所述安装面的第二端脚以及用于连接导电线缆的第二接线部。

7.根据权利要求6所述的接线端子，其特征在于，所述端子座的背向所述安装面的一侧设有多个接线槽，每一所述第一接线部和第二接线部位于其中一个接线槽内。

8.一种电力电子设备，其特征在于，包括印刷线路板、功率模块以及如权利要求1-7中任一项所述的接线端子，所述功率模块焊接在所述印刷线路板上，所述端子座固定在所述印刷线路板的表面，且所述第一铜排的延伸到所述端子座外的部分与所述印刷线路板或所述功率模块的引脚电性连接。

9.根据权利要求8所述的电力电子设备，其特征在于，所述第一铜排的延伸到所述端子座外的部分通过焊接方式与所述印刷线路板或所述功率模块的引脚电性连接；或者，所述第一铜排的延伸到所述端子座外的部分通过压接方式与印刷线路板或所述功率模块的引脚电性连接。

10.根据权利要求8所述的电力电子设备，其特征在于，所述功率模块和接线端子分别位于所述印刷线路板的不同表面。

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