CN220067223U - 控制器及空调 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种控制器及空调，属于空调技术领域。控制器包括：电路基板；集成功率模块，设置于电路基板的背面；功率校正电感，设置于电路基板的背面，且与集成功率模块间隔开布置，功率校正电感与集成功率模块电气耦合实现功率校正；以及，直流母线电容，设置于电路基板的正面，直流母线电容与集成功率模块电气耦合实现直流输出。根据本申请的控制器，通过将集成功率模块和功率校正电感设置于电路基板的背面，使得集成功率模块、功率校正电感和直流母线电容分隔开，在其发热时，电路基板上的热量更为分散，有利于整体散热。

Description

控制器及空调

技术领域

本申请属于空调技术领域，尤其涉及一种控制器及空调。

背景技术

在空调控制器中，通常应用高集成智能功率模块用于减少PCB(Printed CircuitBoard，印制电路板)板面积。高集成智能功率模块内部集成有整流桥、功率控制电路、逆变电路等电路单元。PCB板上包括高集成智能功率模块在内的元器件数量较多，结构布局复杂，同时若考虑高集成智能功率模块等高发热器件的散热需求，加大了元器件的布置难度。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种控制器及空调，集成功率模块、功率校正电感和直流母线电容分隔开，有利于整体散热。

第一方面，本申请提供了一种控制器，包括：电路基板；集成功率模块，设置于电路基板的背面；功率校正电感，设置于电路基板的背面，且与集成功率模块间隔开布置，功率校正电感与集成功率模块电气耦合实现功率校正；以及，直流母线电容，设置于电路基板的正面，直流母线电容与集成功率模块电气耦合实现直流输出。

根据本申请的控制器，通过将集成功率模块和功率校正电感设置于电路基板的背面，使得集成功率模块、功率校正电感和直流母线电容分隔开，在其发热时，电路基板上的热量更为分散，有利于整体散热。

根据本申请的一个实施例，控制器还包括：冷却装置，设置于电路基板的背面，且配置成对集成功率模块和功率校正电感进行散热。

根据本申请的一个实施例，冷却装置包括：风冷散热片，与集成功率模块和功率校正电感相接触。

根据本申请的一个实施例，功率校正电感与直流母线电容错开布置。

根据本申请的一个实施例，控制器还包括：电源输入回路，设置于电路基板的正面，且靠近电路基板的第一边布置，电源输入回路与集成功率模块电气耦合，以接入电源；以及，集成功率模块、功率校正电感和直流母线电容均布置于电源输入回路远离第一边的一侧。

根据本申请的一个实施例，直流母线电容布置于功率校正电感远离电源输入回路的一侧，集成功率模块的第一端设置于第二端远离电源输入回路的一侧，第一端与直流母线电容电气耦合，第二端与功率校正电感电气耦合。

根据本申请的一个实施例，控制器还包括：微控制器单元，设置于电路基板的正面，且与集成功率模块电气耦合，微控制器单元靠近电路基板与第一边相对的第二边布置；以及，电源转换电路，设置于电路基板的正面，且分别与电源输入回路和微控制器单元电气耦合。

根据本申请的一个实施例，控制器还包括设置于电路基板正面，且靠近微控制器单元布置的电流电压检测回路、通信回路、电加热回路、传感器回路、四通阀回路和电子膨胀阀回路。

根据本申请的一个实施例，电源输入回路包括沿电流方向依次电气耦合的电源输入接口、防雷击回路、滤波回路和防突入电流回路，防突入电流回路与集成功率模块电气耦合。

第二方面，本申请提供了一种空调，包括压缩机、风机和根据前述的控制器，控制器配置成控制压缩机和风机。

根据本申请的空调，通过将控制器上的集成功率模块和功率校正电感设置于电路基板的背面，使得集成功率模块、功率校正电感和直流母线电容分隔开，在其发热时，电路基板上的热量更为分散，有利于整体散热。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例提供的控制器的结构示意图之一；

图2是本申请实施例提供的集成功率模块的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的功率控制电路的等效电路图；

图4是本申请实施例提供的控制器的结构示意图之二；

图5是本申请实施例提供的控制器的布局示意图。

附图标记：

电路基板100，集成功率模块200，第一驱动芯片210，第二驱动芯片220，压缩机驱动电路230，风机驱动电路240，整流桥250，功率校正电路260，检测电路270，功率校正电感300，直流母线电容400，冷却装置500，电源输入回路600，电源输入接口610，防雷击回路620，滤波回路630，防突入电流回路640，微控制器单元700，电源转换电路800，电流电压检测回路910，通信回路920，电加热回路930，传感器回路940，四通阀回路950，电子膨胀阀回路960，第一电机接口970，第二电机接口980。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

以下描述涉及被“连接”或“耦合”在一起的元件或部件。正如这里所使用的，“连接”可能指的是一个元件/部件机械结合到(或直接连通)另一个元件/部件，并且不是必须为直接的。同样的，“耦合”可能指一个元件/部件直接或间接的结合到(或直接或间接的连通)另一个元件/部件，并且不必是机械的。然而，其应该被理解为尽管在一个实施例中，两个元件以下被描述为“连接”，在替代的实施例里相似的元件可能为“耦合”，反之亦然。因此，尽管在此所示的示意图描述了元件的示例性布置，但附加的中间元件、设备、部件或构件仍然可能在一个实际的实施例中存在。

在描述中，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数字描述符在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

另外，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图1，本申请的一个实施例提供了一种控制器。

在本实施方式中，控制器包括电路基板100、集成功率模块200、功率校正电感300和直流母线电容400；集成功率模块200设置于电路基板100的背面；功率校正电感300设置于电路基板100的背面，且与集成功率模块200间隔开布置，功率校正电感300与集成功率模块200电气耦合实现功率校正；直流母线电容400设置于电路基板100的正面，直流母线电容400与集成功率模块200电气耦合实现直流输出。

在一些实施例中，控制器可以应用于空调，控制器用于控制空调内的压缩机、风机、电子膨胀阀、四通阀和加热器等电子元件。当然，控制器还可以应用于其他设备，本实施方式对此不加以限制。

集成功率模块200用于对受控的电子元件进行功率控制，其可以控制电子元件的运行功率。以空调为例，集成功率模块200可以对压缩机和风机进行功率控制。

由于功率控制电路中的功率校正电感300和直流母线电容400所需要的尺寸较大，为减小集成功率模块200的体积，功率校正电感300和直流母线电容400采用外挂形式与集成功率模块200电气耦合。

需要说明的是，电路基板100的正面为主要印制面，即电路基板100的正面除直流母线电容400之外，还布置有其他为实现控制功能的元件，如芯片、接口单元或者其他电路等。

可以理解的是，集成功率模块200、功率校正电感300和直流母线电容400在运行时将产生大量的热量，由于三者间隔开布置，尤其将集成功率模块200和功率校正电感300布置于背面，使得电路基板100上的发热源分散布置，热量消散快。

参照图2和图3，作为一种示例，集成功率模块200可以集成有第一驱动芯片210、第二驱动芯片220、压缩机驱动电路230、风机驱动电路240、整流桥250、功率校正电路260和检测电路270。

图3中的电感L1为功率校正电感300，电解电容E1为直流母线电容400。整流桥250用于将输入的交流电源整流为直流，整流后的直流经功率校正电路260输入至压缩机驱动电路230、风机驱动电路240。功率校正电路260用于实现功率补偿，功率校正电感300电气耦合于功率校正电路260的输入端。直流母线电容400可以电气耦合于功率校正电路260的输出端，以稳定输出的直流电压。第一驱动芯片210用于驱动压缩机驱动电路230，第二驱动芯片220用于驱动风机驱动电路240。功率控制的原理已有成熟的技术，本实施方式在此不再赘述。

根据本申请的控制器，通过将集成功率模块200和功率校正电感300设置于电路基板100的背面，使得集成功率模块200、功率校正电感300和直流母线电容400分隔开，在其发热时，电路基板100上的热量更为分散，有利于整体散热。

参照图4，在一些实施例中，控制器还包括冷却装置500，冷却装置500设置于电路基板100的背面，且配置成对集成功率模块200和功率校正电感300进行散热。

在本实施方式中，通过设置冷却装置500可以加快集成功率模块200和功率校正电感300的散热，降低整体温度。

在一些实施例中，冷却装置500可以为水冷散热器，水冷散热器与集成功率模块200和功率校正电感300接触布置，利用冷却水与集成功率模块200和功率校正电感300表面进行热交换，进行散热。

在一些实施例中，冷却装置可以包括风冷散热片，风冷散热片与集成功率模块200和功率校正电感300相接触。

在本实施方式中，风冷散热片的主体与集成功率模块200和功率校正电感300接触布置，风冷散热片的主体朝原理电路基板的方向延伸有翅片。集成功率模块200和功率校正电感300的热量传递与风冷散热片的主体和翅片，再与空气进行热交换，以实现散热。

在一些实施例中，风冷散热片还可以对应设有风机，风机在风冷散热片处形成风道，通过加快空气流动速度，从而提高对集成功率模块200和功率校正电感300的散热效果。

在一些实施例中，风冷散热片完全包裹集成功率模块200和功率校正电感300。

由于风冷散热片包裹了集成功率模块200和功率校正电感300，从而增大了风冷散热片与集成功率模块200和功率校正电感300的接触面积，加快了集成功率模块200和功率校正电感300的热量向风冷散热量的传导速度，进而加快散热。

在一些实施例中，功率校正电感300与直流母线电容400错开布置。

功率校正电感300投影至电路基板100正面的位置可以远离直流母线电容400布置，由于功率校正电感300和直流母线电容400间隔较远，热源分别跟分散，更容易散热。

参照图5，在一些实施例中，控制器还包括电源输入回路600，电源输入回路600设置于电路基板100的正面，且靠近电路基板100的第一边布置，电源输入回路600与集成功率模块200电气耦合，以接入电源；集成功率模块200、功率校正电感300和直流母线电容400均布置于电源输入回路600远离第一边的一侧。

在一些实施例中，电路基板100的第一边可以电路基板100的下边，或者为电路基板100的下边和左边。图5中的箭头表示电流流向，电源输入回路600靠近电路基板100的边缘设置，使得集成功率模块200的输入电流路径靠近电路基板100的边缘。

在一些实施例中，集成功率模块200与电源输入回路600耦合的电源端口可以布置于靠近第一边的一侧，从而使得集成功率模块200的输入电流路径更贴近于靠近电路基板100的边缘。

由于集成功率模块200、功率校正电感300和直流母线电容400均布置于电源输入回路600远离第一边的一侧，因此集成功率模块200分别与功率校正电感300和直流母线电容400之间的电流路径位于电源输入回路600远离第一边的一侧，从而使得与集成功率模块200的输入电流路径互不交叉，避免了信号串扰。

在一些实施例中，直流母线电容400布置于功率校正电感300远离电源输入回600路的一侧，集成功率模块200的第一端设置于第二端远离电源输入回路600的一侧，第一端与直流母线电容400电气耦合，第二端与功率校正电感300电气耦合。

在本实施方式中，集成功率模块200与直流母线电容400之间的电流路径位于集成功率模块200的上侧，集成功率模块200与功率校正电感300之间的电流路径位于集成功率模块200的下侧，使得两部分的电流路径也没有交叉，降低了，避免了信号串扰。

在一些实施例中，控制器还包括微控制器单元700和电源转换电路800：微控制器单元700设置于电路基板100的正面，且与集成功率模块200电气耦合，微控制器单元700靠近电路基板100与第一边相对的第二边布置；电源转换电路800设置于电路基板100的正面，且分别与电源输入回路600和微控制器单元700电气耦合。

微控制器单元700可以包括MCU及周边驱动电路，微控制器单元700可以为控制器的主控制单元，微控制器单元700可以向控制集成功率模块200传输控制信号，使集成功率模块200根据控制信号运行。

电源转换电路800可以将电源输入回路600中的高压电源转换为低压电源，以向微控制器单元700供电。其中，高压电源可以为220V或110V等，低压电源可以为5V或3.3V等。

微控制器单元700与如集成功率模块200之类的电路进行通信时，所传输的通信信号为弱电信号，如PWM(pulse width modulation，指脉冲宽度调制)信号等。由于此类弱电信号容易受到干扰，导致信号失真，因此将微控制器单元700远离电源输入回路600布置，可以减少干扰。

作为一种示例，若第一边为左边和下边，则第二边为右边和上边。即在电源输入回路600布置于电路基板100的左边和下边时，微控制器单元700可以布置于电路基板100的右边和上边，微控制器单元700可以位于电路基板100的左上角。

在一些实施例中，控制器还包括设置于电路基板正面，且靠近微控制器单元布置的电流电压检测回路910、通信回路920、电加热回路930、传感器回路940、四通阀回路950、电子膨胀阀回路960，第一电机接口970和第二电机接口980。

在实施方式中，控制器为实现对空调的控制，电路基板100的正面布置有各类功能电路。其中，电流电压检测回路910可以检测集成功率模块200向压缩机和风机输出的电流和/或电压。通信回路920可以用于与上位机进行通信。电加热回路930可以用于控制加热装置。传感器回路940可以连接各类传感器，以获取空调的各类运行参数。四通阀回路950用于控制四通阀。电子膨胀阀回路960用于控制电子膨胀阀。第一电机接口970与集成功率模块200电气耦合，用于连接压缩机。第二电机接口980与集成功率模块200电气耦合，用于连接风机。当然，电路基板100的正面还可以布置其他功能电路，各类功能电路的具体结构和原理已有成熟的技术，本实施方式在此不再赘述。

在一些实施例中，电源输入回路600包括沿电流方向依次电气耦合的电源输入接口610、防雷击回路620、滤波回路630和防突入电流回路640，防突入电流回路640与集成功率模块200电气耦合。

可以理解的是，电源输入接口610用于连接外部电源设备，以接入交流电或者直流电。防雷击回路620用于截留雷击的雷电流，并将雷电流安全泄放入地，保护后端电路安全。滤波回路630用于消除接入的电源的杂波，使电源更稳定。其中，滤波电路630可以包括安规电容和共模电感等元件。防突入电流回路640用于防止在电源输入接口610接入电源瞬间产生突入电流。当然，电源输入回路600还可以包括其他功能电路，各类功能电路的具体结构和原理已有成熟的技术，本实施方式在此不再赘述。

本申请的一个实施例还提供了一种空调，包括压缩机、风机和根据前述的控制器，控制器配置成控制压缩机和风机。控制器的具体结构和原理可以参照前述实施例，本实施方式在此不再赘述。

根据本申请的空调，通过将控制器上的集成功率模块200和功率校正电感300设置于电路基板100的背面，使得集成功率模块200、功率校正电感300和直流母线电容400分隔开，在其发热时，电路基板100上的热量更为分散，有利于整体散热。当然，空调还可以应用上述各实施例中的技术方案，其也具有相应的技术效果。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种控制器，其特征在于，包括：

电路基板；

集成功率模块，设置于所述电路基板的背面；

功率校正电感，设置于所述电路基板的背面，且与所述集成功率模块间隔开布置，所述功率校正电感与所述集成功率模块电气耦合实现功率校正；以及，

直流母线电容，设置于所述电路基板的正面，所述直流母线电容与所述集成功率模块电气耦合实现直流输出。

2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

冷却装置，设置于所述电路基板的背面，且配置成对所述集成功率模块和所述功率校正电感进行散热。

3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述冷却装置包括：

风冷散热片，与所述集成功率模块和所述功率校正电感相接触。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制器，其特征在于，所述功率校正电感与所述直流母线电容错开布置。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

电源输入回路，设置于所述电路基板的正面，且靠近所述电路基板的第一边布置，所述电源输入回路与所述集成功率模块电气耦合，以接入电源；以及，

所述集成功率模块、所述功率校正电感和所述直流母线电容均布置于所述电源输入回路远离所述第一边的一侧。

6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述直流母线电容布置于所述功率校正电感远离所述电源输入回路的一侧，所述集成功率模块的第一端设置于第二端远离电源输入回路的一侧，所述第一端与所述直流母线电容电气耦合，所述第二端与所述功率校正电感电气耦合。

7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

微控制器单元，设置于所述电路基板的正面，且与所述集成功率模块电气耦合，所述微控制器单元靠近所述电路基板与所述第一边相对的第二边布置；以及，

电源转换电路，设置于所述电路基板的正面，且分别与所述电源输入回路和所述微控制器单元电气耦合。

8.根据权利要求7所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括设置于所述电路基板正面，且靠近所述微控制器单元布置的电流电压检测回路、通信回路、电加热回路、传感器回路、四通阀回路和电子膨胀阀回路。

9.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述电源输入回路包括沿电流方向依次电气耦合的电源输入接口、防雷击回路、滤波回路和防突入电流回路，所述防突入电流回路与所述集成功率模块电气耦合。

10.一种空调，其特征在于，包括压缩机、风机和根据权利要求1-9中任一项所述的控制器，所述控制器配置成控制所述压缩机和所述风机。