CN220254904U - 电控装置及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电控装置及制冷设备，所述电控装置包括，PCB板，PCB板上限定出散热区；供电部，供电部包括电源输入模块、电源转换模块和IPM模块，电源输入模块、电源转换模块和IPM模块按照电流供给路径的顺序配置在PCB板上，其中，电源转换模块中的被冷却器件和IPM模块配置在散热区。该电控装置中的供电部按照电流供给路径的顺序配置在PCB板上，做到了大电流环路无互相串扰的PCB布局，并将电源转换模块中的被冷却器件和IPM模块配置在散热区，提高了电源转换模块和IPM模块在运行时的散热效果，有利于EMC性能的提升。

Description

电控装置及制冷设备

技术领域

本实用新型涉及制冷设备技术领域，尤其涉及一种电控装置和一种制冷设备。

背景技术

应用在空调上的电控装置的PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)板布局所涉及的元器件较多，结构布局复杂，且产生信号串扰，导致电控EMC(ElectromagneticCompatibility，电磁兼容性)质量差，在控制电信号干扰严重时，甚至会出现电路不能工作的情况，加大了PCB板电路布局的难度。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种电控装置，将供电部按照电流供给路径的顺序配置在PCB板上，并将电源转换模块中的被冷却器件和IPM模块配置在散热区，在做到大电流环路无互相串扰的PCB布局的同时，提高了电源转换模块和IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)模块在运行时的散热效果，有利于EMC性能的提升。

本实用新型的第二个目的在于提出一种制冷设备。

为达到上述目的，本实用新型第一方面提出了一种电控装置，包括，PCB板，PCB板上限定出散热区；供电部，供电部包括电源输入模块、电源转换模块和IPM模块，电源输入模块、电源转换模块和IPM模块按照电流供给路径的顺序配置在PCB板上，其中，电源转换模块中的被冷却器件和IPM模块配置在散热区。

根据本实用新型的电控装置，PCB板上限定出散热区，供电部中的电源输入模块、电源转换模块和IPM模块按照电流供给路径的顺序配置在PCB板上，其中，电源转换模块中的被冷却器件和IPM模块配置在散热区。该电控装置中的供电部按照电流供给路径的顺序配置在PCB板上，并将电源转换模块中的被冷却器件和IPM模块配置在散热区，在做到大电流环路无互相串扰的PCB布局的同时，提高了电源转换模块和IPM模块在运行时的散热效果，有利于EMC性能的提升。

另外，根据本实用新型上述实施例的电控装置，还可以具有如下的附加技术特征：

具体地，散热区包括第一区域、第二区域和第三区域，第二区域位于第一区域和第三区域之间，电源转换模块包括并联交错式PFC电路，并联交错式PFC电路中的被冷却器件包括第一功率开关管和第二功率开关管，第一功率开关管和第二功率开关管布置在第二区域。

具体地，并联交错式PFC电路中的被冷却器件还包括二极管，二极管布置在第二区域，且二极管布置在第二区域的内侧，第一功率开关管和第二功率开关管布置在第二区域的外侧，其中，外侧为靠近PCB板边缘的一侧，内侧为与外侧相对的一侧。

具体地，第一功率开关管和第二功率开关管沿第二区域的外侧间隔设置。

具体地，电源转换模块中的被冷却器件还包括整流桥，整流桥布置在第三区域。

具体地，并联交错式PFC电路中的被冷却器件还包括采样电阻，采样电阻布置在第三区域。

具体地，采样电阻布置在第三区域的外侧，整流桥布置在第三区域的内侧，其中，外侧为靠近PCB板边缘的一侧，内侧为与外侧相对的一侧。

具体地，IPM模块布置在第一区域。

具体地，散热区远离电源输入模块布置。

具体地，散热区与电源输入模块之间还还设置有电解电容区和PFC电感区。

具体地，散热区通过散热组件进行散热，散热组件为冷媒管路或风冷散热器。

为达到上述目的，本实用新型第二方面提出了一种制冷设备，包括上述的电控装置。

根据本实用新型实施例的制冷设备，基于上述的电控装置，在做到大电流环路无互相串扰的PCB布局的同时，提高了电源转换模块和IPM模块在运行时的散热效果，有利于EMC性能的提升。

本实用新型附加的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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施例的电控装置的方框示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例的供电部的电路示意图；

图3为根据本实用新型一个具体实施例的电控装置的布局示意图；

图4为根据本实用新型一个实施例的制冷设备的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型提出的电控装置和制冷设备。

图1为根据本实用新型一个实施例的电控装置的方框示意图。

如图1所示，本申请的电控装置包括：PCB板10和供电部20。其中，PCB板10上限定出散热区11。供电部20包括电源输入模块21、电源转换模块22和IPM模块23，电源输入模块21、电源转换模块22和IPM模块23按照电流供给路径的顺序配置在PCB板10上，其中，电源转换模块22中的被冷却器件220和IPM模块23配置在散热区11。

具体地，以电源输入模块21、电源转换模块22和IPM模块23的电路连接如图2所示为例，交流电源作为电源输入模块21的供电电源，用于为电源转换模块22提供交流电，电源转换模块22将接收的交流电转换为直流电输出给IPM模块23，IPM模块23根据接收的直流电转换为三相电输出以驱动电机30，其中，电机30作为电控装置的负载。需要说明的是，该实施例仅作为本申请的一种可实现方式，具体不做限制。

根据图2所示的实施例可知电源输入模块21、电源转换模块22和IPM模块23的电流供给路径，从而根据电流供给路径将器件布置在PCB板10上，具体如图1所示(电流供给路径通过箭头进行表示)，做到了大电流环路无互相串扰的PCB布局，有利于EMC性能提升，同时将电源转换模块22的高发热器件和IPM模块23布置在散热区11，提高了电源转换模块22和IPM模块23在运行过程中的散热效果。

进一步地，在图2所示的实施例中，电源转换模块22包括由二极管D1、D2、D3和D4构成的整流桥221和由电感L、第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2、二极管D6和电解电容E1构成的并联交错式PFC电路222，其中，设置在图1所示的散热区11中的电源转换模块22中的被冷却器件220可以根据内部元器件的发热量进行确定，例如，可以将整流桥221、第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2布置在散热区11，也可以仅将并联交错式PFC电路222中的元器件按照电流方向配置在散热区11，此处不作限制。

在本申请的一个实施例中，结合图3所示，散热区11包括第一区域111、第二区域112和第三区域113，第二区域112位于第一区域111和第三区域113之间，电源转换模块22包括并联交错式PFC电路222，并联交错式PFC电路222中的被冷却器件包括第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2布置在第二区域112。

在并联交错式PFC电路222中，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2并联，通过控制单元发送相应的控制信号对第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2进行导通、断开控制。该实施例将第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2并管排列放置在散热区11的中部，进一步提高了并联交错式PFC电路222高频运行时的散热效果。

以图3为例，第一区域111、第二区域112和第三区域113沿纵向从上至下依次布置，则第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2沿纵向依次布置在散热区11的中部，第一功率开关管Q1位于第二功率开关管Q2的上方。可以理解的是，第一区域111、第二区域112和第三区域113的布置方向可根据实际情况进行设置，例如可以沿横向依次布置，则第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2沿横向依次布置在散热区11的中部。

在本申请的一个实施例中，并联交错式PFC电路222中的被冷却器件还包括二极管D5，二极管D5布置在第二区域12，且二极管D5布置在第二区域112的内侧，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2布置在第二区域112的外侧，其中，外侧为靠近PCB板10边缘的一侧，内侧为与外侧相对的一侧。

二极管D5的阳极与第一功率二极管Q1、第二功率二极管Q2的D极相连，因此，将二极管D5布置在第一二极管Q1和/或第二二极管Q2的一侧，以减小电流回路，并将二极管D5布置在散热区11内，提高散热效果。例如，在图3中，二极管D5沿横向布置在第一二极管Q1的右侧。

在本申请的一个实施例中，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2沿第二区域112的外侧间隔设置。如图3所示，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2沿纵向布置在散热区11靠近PCB板10的边缘位置。

在本申请的一个实施例中，电源转换模块22中的被冷却器件还包括整流桥221，整流桥221布置在第三区域113。

继续图3为例，结合图2所示，整流桥221的正输出端通过电感L与第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2的D极相连，整流桥221的负输出端与第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2的S极相连，因此图3中将整流桥221沿纵向布置在第三区域113，沿横向布置在第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2下方右侧，并与二极管D5纵向布置，以减小电流回路。

在本申请的一个实施例中，并联交错式PFC电路222中的被冷却器件还包括采样电阻223，采样电阻223布置在第三区域113的外侧，整流桥221第三区域113的内侧，其中，外侧为靠近PCB板10边缘的一侧，内侧为与外侧相对的一侧。

采样电阻223用于获取并联交错式PFC电路222的工作电流，可以串联在并联交错式PFC电路222的负输入端，即采样电阻223的一端连接整流桥221的负输出端，另一端与第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2的S极相连，由此，将采样电阻223靠近整流桥221和第二功率开关管Q2进行布置。例如，参见图3所示，采样电阻223布置在整流桥221的左侧，且位于第二功率开关管Q2的下方，即布置在第二功率开关管Q2靠近电源输入模块21的输出端的位置。

该实施例的布局设置使并联交错式PFC电路222的信号流、电流流向没有交叉，同时利于外部元器件布局、利于高频运行时的功率开关管的散热，有利于EMC性能提升。

在本申请的一个实施例中，IPM模块23布置在第一区域111。

第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2设置在散热区11的中间位置，结合图2和电流供给路径可知，采样电阻223和整流桥221位于第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2的输入侧，IPM模块23位于第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2的输出侧，因此将采样电阻223、整流桥221与IPM模块23进行相对于第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2的分侧设置，以保证大电流环路无互相串扰的PCB布局。例如，如图3所示，整流桥221和采样电阻223沿纵向靠近散热区11的下方位置布置，即靠近电源输入模块21的输出端，IPM模块23沿纵向靠近散热区11的上方位置布置。

在本申请的一个实施例中，散热区11远离电源输入模块21布置。

如图3所示，电源输入模块21沿横向布置在PCB板10的右侧，散热区11沿横向布置在PCB板10的左侧。

参照图3所示，电源输入模块21沿电流方向依次设置有电源输入接口211、防雷击回路212、滤波回路213和防突入电流回路214，电源输入接口211用于接入外部电源。电源输入接口211、防雷击回路212、滤波回路213、防突入电流回路214结合电流供给路径沿纵向依次设置在PCB板10的右侧，其中，防突入电流回路214的布置位置与整流桥221的布置位置相对应，用于整流桥221供电。上述电源输入接口211、防雷击回路212、滤波回路213、防突入电流回路214的纵向依次布置可以尽可能的减小电流线路回路，降低电磁干扰。

电源输入模块21布置靠近PCB板10右边的位置，以便于外部电源的接入，其中，电源输入接口211用于接入外部电源，防突入电流回路214的输出端为电源输入模块21的输出端，则电源输出模块21的输出端靠近PCB板10的右下方。此时，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2沿纵向依次布置，则第二功率开关管Q2靠近电源输入模块21的一侧为第二功率开关管Q2的下方，远离电源输入模块21的一侧为第二功率开关管Q1的上方，因此，将第一功率开关管Q1布置在第二功率开关管Q2的上方，二极管D5布置在第一功率开关管Q1的右侧，整流桥221设置在第二功率开关管Q2的右侧，以便于与电源输出模块21的输出端相连，减少电流回路。

在本申请的一个实施例中，散热区11与电源输入模块21之间还设置有电解电容区12和PFC电感区13。

电解电容区12和PFC电感区13设置在散热区11和电源输入模块21的位置之间。PFC电感区13相对于整流桥221的位置进行布置，电解电容区12相对于二极管D5的位置进行布置。并联交错式PFC电路222的高频电感L布置在PFC电感区13内，高频电感L的一端与整流桥221的正输入端相连，另一端与开关管的D极相连，电解电容E1布置在电解电容区12，电解电容E1的正极与二极管D5的阴极相连，电解电容E1的负极与开关管的S极相连，该布置方式可以尽可能地减少电流回路。

另外，整流桥221与PFC电感区13之间设置有电流、电压检测回路，通过电流检测回路获取整流桥221的输入电流，通过电压检测回路获取整流桥221的输出电压。用于对IPM模块23输出电信号进行滤波的滤波电容可以设置在相对IPM模块23的位置设置在散热区11的右侧。用于为芯片内部各模块进行上电供电的开关电源回路可以设置在电解电容区12的上方。MCU周边驱动回路，设置在散热区11和开关电源回路的上方，PCB板10的接口区靠近PCB板10的上方进行设置，以便于接口连接，同时按照根据接口的易插度对接口进行位置排列，例如，电加热回路&接口、传感器回路&接口、交流风机电容&接口的连接难度较大，设置在最外侧，四通阀回路&接口、通信回路&接口设置在内侧。

在本申请的一个实施例中，散热区11通过散热组件进行散热，散热组件为冷媒管路或风冷散热器。

在散热组件采用冷媒管路时，可以将冷媒管路盘设在PCB板10对应散热区11的背板上，从而通过冷媒将散热区11的热量带走。当采用风冷散热器时可以通过散热翅片将散热区11的热量传导出去，进而通过外部风扇进行散热。

本申请的电控装置优化了元器件放置位置，利于PCB板的布线设计，降低了电控装置的设计复杂度，同时降低了发热，提升了电控装置的EMC性能。

综上，根据本实用新型的电控装置，PCB板上限定出散热区，供电部中的电源输入模块、电源转换模块和IPM模块按照电流供给路径的顺序配置在PCB板上，其中，电源转换模块中的被冷却器件和IPM模块配置在散热区。该电控装置中的供电部按照电流供给路径的顺序配置在PCB板上，并将电源转换模块中的被冷却器件和IPM模块配置在散热区，在做到大电流环路无互相串扰的PCB布局的同时，提高了电源转换模块和IPM模块在运行时的散热效果，有利于EMC性能的提升。

对应上述实施例，本申请提出了一种制冷设备。

如图4所示，本实用新型的制冷设备100包括上述的电控装置110。

根据本实用新型实施例的制冷设备，基于上述的电控装置，在做到大电流环路无互相串扰的PCB布局的同时，提高了电源转换模块和IPM模块在运行时的散热效果，有利于EMC性能的提升。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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实用新型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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种电控装置，其特征在于，包括：

PCB板，所述PCB板上限定出散热区；

供电部，所述供电部包括电源输入模块、电源转换模块和IPM模块，所述电源输入模块、所述电源转换模块和所述IPM模块按照电流供给路径的顺序配置在所述PCB板上，其中，所述电源转换模块中的被冷却器件和所述IPM模块配置在所述散热区。

2.根据权利要求1所述的电控装置，其特征在于，所述散热区包括第一区域、第二区域和第三区域，所述第二区域位于所述第一区域和所述第三区域之间，所述电源转换模块包括并联交错式PFC电路，所述并联交错式PFC电路中的被冷却器件包括第一功率开关管和第二功率开关管，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管布置在所述第二区域。

3.根据权利要求2所述的电控装置，其特征在于，所述并联交错式PFC电路中的被冷却器件还包括二极管，所述二极管布置在所述第二区域，且所述二极管布置在所述第二区域的内侧，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管布置在所述第二区域的外侧，其中，所述外侧为靠近所述PCB板边缘的一侧，所述内侧为与所述外侧相对的一侧。

4.根据权利要求3所述的电控装置，其特征在于，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管沿所述第二区域的外侧间隔设置。

5.根据权利要求2所述的电控装置，其特征在于，所述电源转换模块中的被冷却器件还包括整流桥，所述整流桥布置在所述第三区域。

6.根据权利要求5所述的电控装置，其特征在于，所述并联交错式PFC电路中的被冷却器件还包括采样电阻，所述采样电阻布置在所述第三区域。

7.根据权利要求6所述的电控装置，其特征在于，所述采样电阻布置在所述第三区域的外侧，所述整流桥布置在所述第三区域的内侧，其中，所述外侧为靠近所述PCB板边缘的一侧，所述内侧为与所述外侧相对的一侧。

8.根据权利要求2所述的电控装置，其特征在于，所述IPM模块布置在所述第一区域。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的电控装置，其特征在于，所述散热区远离所述电源输入模块布置。

10.根据权利要求9所述的电控装置，其特征在于，所述散热区与所述电源输入模块之间还设置有电解电容区和PFC电感区。

11.根据权利要求1所述的电控装置，其特征在于，所述散热区通过散热组件进行散热，所述散热组件为冷媒管路或风冷散热器。

12.一种制冷设备，其特征在于，包括根据权利要求1-11中任一项所述的电控装置。