CN217966409U - 一种控制装置和电动工具 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种控制装置和电动工具，属于散热技术领域，控制装置包括控制盒、发热器件、散热组件、围板以及绝缘填料。控制盒具有散热口。发热器件穿设于散热口以使发热器件部分地位于控制盒外。散热组件穿设于散热口以使散热组件部分地位于控制盒外，散热组件与发热器件接触。围板穿设于散热口以使散热组件部分地位于控制盒外，围板、散热组件以及控制盒围设成容纳腔，发热器件位于容纳腔内。绝缘填料至少部分地填充于容纳腔以使发热器件封闭在容纳腔内。本申请实施例的控制装置和电动工具能够提高散热效果且将发热器件与导电碎屑隔绝以降低发热器件被导电碎屑短接而损坏的可能性。

Description

一种控制装置和电动工具

技术领域

本申请涉及散热技术领域，尤其涉及一种控制装置和电动工具。

背景技术

电动工具的使用给我们带来了方便，例如，电动工具可以为角磨机，角磨机可以用于对加工对象进行打磨或切割，相关技术中，电动工具在使用过程中存在散热较差或短接造成损坏的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种控制装置和电动工具，以使控制装置既能够提高散热效果又能够降低短接的可能性。

为达到上述目的，本申请实施例第一方面提供一种控制装置，包括：

控制盒，具有散热口；

发热器件，穿设于所述散热口以使所述发热器件部分地位于所述控制盒外；

散热组件，穿设于所述散热口以使所述散热组件部分地位于所述控制盒外，所述散热组件与所述发热器件接触；

围板，穿设于所述散热口以使所述散热组件部分地位于所述控制盒外，所述围板、所述散热组件以及所述控制盒围设成容纳腔，所述发热器件位于所述容纳腔内；以及

绝缘填料，至少部分地填充于所述容纳腔以使所述发热器件封闭在所述容纳腔内。

一实施例中，所述发热器件包括相对布置的两个开关器件组，每个所述开关器件组与对应所述散热组件接触，两个所述开关器件组位于两个所述散热组件之间。

一实施例中，所述控制装置还包括拉板，所述拉板的两端分别与对应所述围板连接，每端所述围板跨设于两个所述散热组件且与两个所述散热组件抵接。

一实施例中，每个所述开关器件组包括三个半导体器件，其中一个所述开关器件组的三个半导体器件的集电极电连接或漏极电连接，另一个所述开关器件组的三个半导体器件的集电极相互绝缘或漏极相互绝缘。

一实施例中，所述控制装置还包括位于所述控制盒内的主控板，所述主控板沿厚度方向的一侧朝向所述散热口，所述半导体器件的引脚连接于所述主控板。

一实施例中，所述散热组件包括导热绝缘层和散热器，所述导热绝缘层位于所述散热器和所述发热器件之间以防止所述发热器件与对应所述散热器电连接；所述导热绝缘层的材质为矽胶布。

一实施例中，所述半导体器件的背板上形成有安装孔，所述背板带电，所述控制装置还包括连接件和绝缘垫，所述绝缘垫包括相互连接的绝缘主垫和绝缘套筒，所述绝缘套筒至少部分地位于所述安装孔内，所述绝缘主垫位于所述背板背离所述导热绝缘层的一侧，所述绝缘主垫的外径大于所述绝缘套筒的外径，所述连接件穿设于所述绝缘套筒和所述导热绝缘层，每个所述半导体器件通过对应所述连接件和对应所述绝缘垫安装于对应所述散热器，所述连接件与所述背板通过所述绝缘垫隔离绝缘。

一实施例中，所述控制盒内填充有所述绝缘填料；或，所述控制装置还包括整流电路，所述发热器件连接在所述整流电路的输出端，所述发热器件为斩波器。

一实施例中，所述绝缘填料在室温下能够从液态凝固成固态，所述绝缘填料为树脂。

本申请实施例第二方面提供一种电动工具，包括：

工具主体；以及

上述任一种的控制装置，所述控制装置位于所述工具主体内。

本申请实施例的控制装置，通过散热组件、围板以及控制盒围成使容纳腔，由于散热组件和围板部分地位于控制盒外，围成的容纳腔同样部分地位于控制盒外，使部分地位于控制盒外的发热器件能够完全位于容纳腔内，容纳腔内填充的绝缘填料将发热器件封闭在容纳腔内，使得发热器件能够基本上与导电碎屑隔绝，降低导电碎屑将发热器件短接造成发热器件损坏的可能性。虽然发热器件难以通过绝缘填料散热，但由于散热组件与发热器件接触，发热器件释放的热量可以通过散热组件散发掉，能够在一定程度上防止发热器件由于过热而损坏。因此，本申请实施例的控制装置既能够使发热器件及时散热，提高散热效果，又能够降低导电碎屑对发热器件的影响，降低发热器件通过导电碎屑产生爬电效应而短接损坏的可能性。

附图说明

图1为本申请实施例的电动工具的结构示意图，图中未示出进气口；

图2为本申请实施例的电动工具的结构示意图，图中示出了进气口；

图3为本申请实施例的控制装置的结构示意图；

图4为本申请实施例的控制装置的爆炸图，图中未示出主控板；

图5为本申请实施例的主控板、散热组件、围板、发热器件以及电解电容的装配图；

图6为本申请实施例的发热器件、散热组件、围板以及拉板的爆炸图；

图7为本申请实施例的电动工具的控制电路。

附图标记说明：控制装置100；控制盒1；散热口11；发热器件2；开关器件组21；半导体器件22；背板221；安装孔2211；引脚222；散热组件3；导热绝缘层31；散热器32；围板4；容纳腔5；拉板7；主控板8；连接件91；绝缘垫92；绝缘主垫921；绝缘套筒922；整流电路93；平滑电路94；电解电容95；工具主体200；外壳201；控制腔2011；动力腔2012；进气口2013；工作部件202；电机203；输出轴2031；风扇204。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

作为本申请创造性构思的一部分，在描述本申请的实施例之前，需对相关技术中，电动工具散热较差或短接的原因进行分析，通过合理的分析得到本申请实施例的技术方案。

相关技术中，电动工具的发热器件在使用过程中会释放热量，释放的热量需要及时散发掉，否则电动工具中积聚的热量过多，可能造成电动工具的控制电路中的电子元器件造成损坏，导致电动工具无法工作。电动工具的发热器件在使用过程中可能存在导电碎屑积聚的现象造成电动工具的电路中的元器件短接而损坏元器件，导致电动工具无法工作。

以角磨机为例，角磨机通过直流电机驱动工作，角磨机的其中一个发热器件为斩波器，角磨机外接电源通常为交流电，例如交流电为220V、50HZ的交流电，交流电不能直接用于驱动直流电机，需将交流电通过整流电路整流成直流电，通过整流电路输出端输出的直流电经斩波器处理后向直流电机供电以驱动直流电机，电流经过斩波器使斩波器发热。角磨机在打磨和切换金属材料过程中可能产生大量的金属导电碎屑。

相关技术中的斩波器，为六个开关，每个开关为半导体器件，电流经过半导体器件释放热量。半导体器件至少部分地位于控制盒内，控制盒内可以填充绝缘填料，当半导体器件被控制盒内的绝缘填料完全覆盖，控制盒内的绝缘填料能够将半导体器件和导电碎屑隔离，使半导体器件处于较好的绝缘环境中，降低导电碎屑将半导体器件短接而损坏的可能性。然而绝缘填料的导热性能较差，半导体器件难以通过绝缘填料较好地散热，半导体器件释放的热量无法及时散发掉可能损坏半导体器件。

相关技术中，限于空间布局的需要，斩波器可能会从电动工具的控制盒的散热口部分地露出于控制盒外。

鉴于此，本申请实施例提供一种电动工具，请参阅图1和图2，电动工具包括工具主体200以及控制装置100，控制装置100位于工具主体200内。如此，通过控制装置100控制工具主体200工作。

一实施例中，电动工具可以为角磨机。

可以理解的是，电动工具并不局限于角磨机。一实施例中，电动工具可以为其它电力驱动的工具。

一实施例中，请参阅图1和图2，工具主体200包括外壳201，控制装置100设置在外壳201内。如此，能够降低外部导电碎屑对控制装置100的影响。

一实施例中，请参阅图1，外壳201形成有相互连通的控制腔2011和动力腔2012，控制装置100位于控制腔2011内。

一实施例中，请参阅图1，工具主体200还包括位于动力腔2012内的电机203。

一实施例中，电机203可以为直流电机。

一实施例中，请参阅图1和图2，工具主体200还包括工作部件202，工作部件202至少部分地位于外壳201的外部，电机203驱动工作部件202以使工作部件202处于工作状态。

一实施例中，请工具主体200为角磨机，工作部件202为砂轮片，电机203驱动砂轮片转动以对被加工的工件进行打磨。

一实施例中，请参阅图1和图2，电机203的输出轴2031转动以驱动工作部件202转动。

一实施例中，请参阅图1和图2，外壳201形成有与控制腔2011连通的进气口2013，工具主体200还包括风扇204，风扇204套设于电机203的输出轴2031，当电机203的输出轴2031驱动工作部件202转动，套设在电机203的输出轴2031上的风扇204在输出轴2031的驱动下转动从而驱动气流流动对控制装置100以及电机203进行冷却。

一实施例中，请参阅图1，电机203驱动风扇204转动能够驱动气流对电机203的定子和转子进行冷却。

本申请实施例的控制装置100，请参阅图1、图3以及图4，控制装置100包括控制盒1，控制盒1具有散热口11。如此结构形式，气流流经控制盒1的散热口11以对相应元器件进行散热。示例性地，风扇204的驱动下，气流从外壳201的进气口2013进入控制腔2011，控制腔2011内的气流流经控制盒1的散热口11以对散热口11附近相应元器件进行散热。

一实施例中，请参阅图1，以及图3～图6，控制装置100还包括发热器件2，发热器件2穿设于散热口11以使发热器件2部分地位于控制盒1外。

可以理解的是，在实际布置中，可能由于发热器件2的布局需要，发热器件2不得不穿设于散热口11使发热器件2部分地位于控制盒1外。

一实施例中，请参阅图7，控制装置100还包括整流电路93，整流电路93的输入端外接交流电源，整流电路93将外接的交流电整流成直流电输出。

一实施例中，请参阅图7，发热器件2为斩波器，发热器件2连接在整流电路93的输出端。斩波器用于对整流电路93输出的直流电进行斩波处理以向直流电机供电。

一实施例中，请参阅图4和图6，发热器件2包括相对布置的两个开关器件组21。

一实施例中，每个开关器件组21包括至少一个半导体器件22。

一实施例中，请参阅图4和图6，每个开关器组件中的半导体器件22的数量为三个，其中一个开关器件组21的三个半导体器件22的集电极电连接或漏极电连接，另一个开关器件组21的三个半导体器件22的集电极相互绝缘或漏极相互绝缘。如此结构形式，由于在斩波电路中，其中三个半导体器件22的集电极需要电连接或漏极需要电连接，另外三个半导体器件22的集电极需要相互绝缘或漏极需要相互绝缘，通过两个开关器件组21中的半导体器件22的集电极和漏极之间的连接关系，有利于通过两个开关器件组21构建斩波器。

可以理解的是，两个开关器件组21的半导体器件22并不局限于构建成斩波器，各开关器件组21的各半导体器件22之间可以通过相应的连接方式构建成具有其它功能的器件，电流流经各半导体器件22仍有可能造成发热。

一实施例中，半导体器件22可以为绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated GateBipolar Transistor)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal OxideSemiconductor Filed Effect Transistor)。

一实施例中，当半导体器件22为IGBT，其中一个开关器件组21的三个IGBT的集电极电连接，另一个开关器件组21的三个IBGT的集电极相互绝缘。

一实施例中，当半导体器件22为场效应晶体管(FET，Filed Effect Transistor)，其中一个开关器件组21的三个FET的漏极电连接，另一个开关器件组21的三个FET的漏极相互绝缘。

一实施例中，请参阅图1和图5，控制装置100还包括位于控制盒1内的主控板8，主控板8沿厚度方向的一侧朝向散热口11，半导体器件22的引脚222连接于主控板8。如此结构形式，多个半导体器件22的集电极的电连接或漏极的连接关系通过主控板8中相应的电路实现，散热组件3和半导体器件22之间不需要再设置额外的电路层以实现多个半导体器件22的集电极或漏极的连接关系。有利于简化结构。

可以理解的是，半导体器件22的引脚222连接于主控板8，其中一个开关器件组21的三个半导体器件22的集电极通过主控板8中的电路电连接。主控板8上刻蚀有多个不同功能的电路，然而主控板8的面积是有限的，当半导体器件22朝向主控板8一侧的面积较大，主控板8上可能没有多余的面积能够布置用于将其中一个开关器件组21的三个半导体器件22的集电极电连接的电路，这种情况下得不在主控板8之外设置额外的电路层以将相应的集电极电连接，再将额外的电路层与主控板8电连接。当半导体器件22朝向主控板8一侧的面积较小，半导体器件22不会占用主控板8上太多的面积，主控板8上有足够的面积设置相应的电路以使其中一个开关器件组21的三个半导体器件22的集电极电连接，这种情况下，半导体器件22在垂直于主控板8的厚度方向投影面积较大，相应的半导体器件22沿主控板8的厚度方向的尺寸较大，控制盒1无法完全容纳半导体器件22，半导体器件22将穿设于控制盒1的开口部分地位于控制盒1外。

一实施例中，请参阅图3～图6，控制装置100还包括散热组件3，散热组件3穿设于散热口11以使散热组件3部分地位于控制盒1外，散热组件3与发热器件2接触。如此结构形式，发热器件2通过散热组件3进行散热。

一实施例中，请参阅图3～图6，控制装置100还包括围板4和绝缘填料，围板4穿设于散热口11以使散热组件3部分地位于控制盒1外，围板4、散热组件3以及控制盒1围设成容纳腔5，发热器件2位于容纳腔5内。绝缘填料至少部分地填充于容纳腔5以使发热器件2封闭在容纳腔5内。如此结构形式，通过散热组件3、围板4以及控制盒1围成使容纳腔5，由于散热组件3和围板4部分地位于控制盒1外，围成的容纳腔5同样部分地位于控制盒1外，使部分地位于控制盒1外的发热器件2能够完全位于容纳腔5内，容纳腔5内填充的绝缘填料将发热器件2封闭在容纳腔5内，使得发热器件2能够基本上与导电碎屑隔绝，降低导电碎屑将发热器件2短接造成发热器件2损坏的可能性。虽然发热器件2难以通过绝缘填料散热，但由于散热组件3与发热器件2接触，发热器件2释放的热量可以通过散热组件3散发掉，能够在一定程度上防止发热器件2由于过热而损坏。因此，本申请实施例的控制装置100既能够使发热器件2及时散热，提高散热效果，又能够降低导电碎屑对发热器件2的影响，降低发热器件2通过导电碎屑产生爬电效应而短接损坏的可能性。

一实施例中，请参阅图3～图6，两个开关器件组21相对布置，每个开关器件组21与对应散热组件3接触，两个开关器件组21位于两个散热组件3之间。如此结构形式，使得两个开关器件组21被围在两个散热组件3和围板4围成的容纳腔5内，两个开关器件组21位于两个散热组件3之间，绝缘填料填充在两个散热组件3之间，绝缘填料不影响散热组件3的散热，两个散热组件3能够分别对相应的开关器件组21较好地散热。

一实施例中，请参阅图3～图6，其中一个开关器件组21的半导体器件22与对应其中一个散热组件3接触，另一个开关器件组21的半导体器件22与对应另一个散热组件3接触。

一实施例中，请参阅图4和图6，控制装置100还包括拉板7，拉板7的两端分别与对应围板4连接，每端围板4跨设于两个散热组件3且与两个散热组件3抵接。如此结构形式，通过与两端围板4连接的拉板7，使两端围板4较为牢固地抵接在两个散热组件3上，两端围板4受拉板7的影响不会相互远离，围板4与散热组件3之间的安装较为方便。

一实施例中，请参阅图4和图6，控制装置100还包括连接件91，半导体器件22通过连接件91安装于散热组件3。连接件91穿设于半导体器件22的背板221将半导体器件22安装于散热组件3。如此结构形式，半导体器件22通过连接件91安装于散热组件3，使得半导体器件22能够较好地与散热组件3接触，有利于较好地散热。

一实施例中，半导体器件22的背板221为与集电极或漏极导通的金属板。

可以理解的是，连接件91不能穿设于半导体器件22的主体部分以避免连接件91对半导体部件的主体部分造成损坏。一实施例中，请参阅图4和图6，连接件91穿设于半导体器件22的背板221。

一实施例中，请参阅图4～图6，连接件91穿设于半导体器件22的背板221的位置位于半导体器件22背离引脚222的一端，这种情况下，当半导体器件22的引脚222连接于主控板8，半导体器件22沿主控板8的厚度方向的尺寸较大，半导体器件22穿设于控制盒1的散热口11，半导体器件22的背板221背离引脚222的一端至少部分地位于控制盒1外。

一实施例中，当半导体器件22为IBGT，半导体器件22的背板221与IBGT的集电极导通。

一实施例中，当半导体器件22为FET，半导体器件22的背板221与FET的漏极导通。

一实施例中，请参阅图4和图6，散热组件3包括导热绝缘层31和散热器32，导热绝缘层31位于散热器32和发热器件2之间以防止发热器件2与对应散热器32电连接。如此结构形式，防止发热器件2与散热器32接触而短接损坏。发热器件2的热量通过导热绝缘层31传递到散热器32通过散热器32散热。

需要说明的是，本申请实施例中的短接是指电路连接中的短路的情况。

一实施例中，请参阅图4和图6，半导体器件22的背板221与导热绝缘层31背离散热器32的一侧接触。如此结构形式，半导体器件22的背板221面积较大，通过半导体器件22的背板221与导热绝缘层31接触使得半导体器件22与导热绝缘层31之间具有较大的接触面积，有利于半导体器件22散热，绝缘层将半导体器件22的背板221与散热器32绝缘，防止半导体器件22的背板221通过散热器32电连接，从而尽可能地防止其中一个开关器件组21的多个半导体器件22的集电极或漏极通过背板221和散热器32电连接。

一实施例中，导热绝缘层31的材质为矽胶布。

一实施例中，请参阅图4和图6，半导体器件22的背板221形成有安装孔2211，背板221带电，控制装置100还包括绝缘垫92，绝缘垫92包括相互连接的绝缘主垫921和绝缘套筒922，绝缘套筒922至少部分地位于安装孔2211内，绝缘主垫921位于背板221背离导热绝缘层31的一侧，绝缘主垫921的外径大于绝缘套筒922的外径，连接件91穿设于绝缘套筒922和导热绝缘层31，每个半导体器件22通过对应连接件91和对应绝缘垫92安装于散热器32，连接件91与背板221通过绝缘垫92隔离绝缘。如此结构形式，绝缘套筒922将背板221的安装孔2211的内侧与连接件91沿安装孔2211的径向隔离绝缘，绝缘主垫921将背板221与连接件91沿安装孔2211的轴向隔离绝缘，从而实现连接件91与半导体器件22的背板221之间的绝缘，防止多个半导体器件22的背板221通过与散热器32连接的连接件91电连接。

一实施例中，绝缘填料在室温下能够从液态凝固成固态。如此，有利于将液态的绝缘填料尽可能地填充至容纳腔5的各个位置，并凝固成固态，从而较好地将发热器件2与导电碎屑隔离。

需要说明的是，室温可以理解为室内温度。通常所说的室温大致在二十五摄氏度左右。

一实施例中，绝缘填料为树脂。

一实施例中，请参阅图1、图3和图4，控制盒1内填充有绝缘填料。如此结构形式，在控制盒1内填充绝缘填料能够保护控制盒1内的元器件降低导电碎屑对控制盒1内的元器件的影响。

一实施例中，请参阅图7，控制装置100还包括平滑电路94，平滑电路94连接在整流电路93的输出端，平滑电路94用于抑制整流电路93的输出侧的脉动电流的峰值。

一实施例中，请参阅图3～图5，以及图7，平滑电路94包括两个并联的电解电容95，两个电解电容95连接在整流电路93的输出侧。

一实施例中，请参阅图3和图4，电解电容95穿设于散热口11，电解电容95部分地位于控制盒1内，电解电容95部分地位于控制盒1外。如此结构形式，电解电容95部分地位于控制盒1内，控制盒1内的绝缘填料能够覆盖电解电容95的引脚222或导电的部分，电解电容95部分地位于控制盒1外有利于电解电容95散热。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制装置，其特征在于，包括：

控制盒，具有散热口；

发热器件，穿设于所述散热口以使所述发热器件部分地位于所述控制盒外；

散热组件，穿设于所述散热口以使所述散热组件部分地位于所述控制盒外，所述散热组件与所述发热器件接触；

围板，穿设于所述散热口以使所述散热组件部分地位于所述控制盒外，所述围板、所述散热组件以及所述控制盒围设成容纳腔，所述发热器件位于所述容纳腔内；以及

绝缘填料，至少部分地填充于所述容纳腔以使所述发热器件封闭在所述容纳腔内。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述发热器件包括相对布置的两个开关器件组，每个所述开关器件组与对应所述散热组件接触，两个所述开关器件组位于两个所述散热组件之间。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括拉板，所述拉板的两端分别与对应所述围板连接，每端所述围板跨设于两个所述散热组件且与两个所述散热组件抵接。

4.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，每个所述开关器件组包括三个半导体器件，其中一个所述开关器件组的三个半导体器件的集电极电连接或漏极电连接，另一个所述开关器件组的三个半导体器件的集电极相互绝缘或漏极相互绝缘。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括位于所述控制盒内的主控板，所述主控板沿厚度方向的一侧朝向所述散热口，所述半导体器件的引脚连接于所述主控板。

6.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述散热组件包括导热绝缘层和散热器，所述导热绝缘层位于所述散热器和所述发热器件之间以防止所述发热器件与对应所述散热器电连接；所述导热绝缘层的材质为矽胶布。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述半导体器件的背板上形成有安装孔，所述背板带电，所述控制装置还包括连接件和绝缘垫，所述绝缘垫包括相互连接的绝缘主垫和绝缘套筒，所述绝缘套筒至少部分地位于所述安装孔内，所述绝缘主垫位于所述背板背离所述导热绝缘层的一侧，所述绝缘主垫的外径大于所述绝缘套筒的外径，所述连接件穿设于所述绝缘套筒和所述导热绝缘层，每个所述半导体器件通过对应所述连接件和对应所述绝缘垫安装于对应所述散热器，所述连接件与所述背板通过所述绝缘垫隔离绝缘。

8.根据权利要求1～7任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制盒内填充有所述绝缘填料；或，所述控制装置还包括整流电路，所述发热器件连接在所述整流电路的输出端，所述发热器件为斩波器。

9.根据权利要求1～7任一项所述的控制装置，其特征在于，所述绝缘填料在室温下能够从液态凝固成固态，所述绝缘填料为树脂。

10.一种电动工具，其特征在于，包括：

工具主体；以及

根据权利要求1～9任一项所述的控制装置，所述控制装置位于所述工具主体内。

Images