CN220439616U - 功率器件模组及驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种功率器件模组及驱动器，功率器件模组包括电路板。电路板上设置有多个分立式功率器件。多个分立式功率器件在电路板上彼此相邻设置并形成器件阵列，任意相邻的两个分立式功率器件之间通过绝缘件相互绝缘设置。电路板上器件阵列的周侧设置有固定孔，固定孔用于将散热件固定于电路板上且令器件阵列的多个分立式功率器件与散热件贴合。本实用新型旨在提高电路板工作的可靠性和稳定性。

Description

功率器件模组及驱动器

技术领域

本实用新型涉及电路板布局设计技术领域，特别涉及一种功率器件模组及驱动器。

背景技术

电机驱动器的驱动板由PCB板和各种元器件构成，PCB板上设置有功率器件，功率器件可以是集成的功率模块，也可以是分立式的功率器件，在小功率电机驱动器产品中，采用分立式功率器件的驱动板的成本往往更低。但是，为了提高分立式功率器件的散热效率，会设置散热件与每一分立式功率器件贴合。

在贴合散热件和分立式功率器件时，需要将散热件与设置了分立式功率器件的电路板锁紧，用于锁紧散热件和电路板的多个紧固件固定在电路板上所产生的应力会对电路板上的其他器件产生影响，甚至导致器件失效，降低了电机驱动器内电路板工作的可靠性和稳定性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种功率器件模组，旨在提高电路板工作的可靠性和稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种功率器件模组，所述功率器件模组包括：

所述功率器件模组包括：

电路板，所述电路板上设置有多个分立式功率器件；

多个所述分立式功率器件在电路板上彼此相邻设置并形成器件阵列，任意相邻的两个所述分立式功率器件之间通过绝缘件相互绝缘设置；

所述电路板上所述器件阵列的周侧设置有固定孔，所述固定孔用于将散热件固定于所述电路板上且令所述器件阵列的多个所述分立式功率器件与所述散热件贴合。

可选的，所述绝缘件为绝缘套件，任意相邻的两个所述分立式功率器件中的至少一个套设有所述绝缘套件。

可选的，每一所述绝缘套件的顶部设置有敞口，以显露所述分立式功率器件的顶部。

可选的，多个所述绝缘套件连接于一体。

可选的，所述绝缘件为绝缘介质，所述分立式功率器件的所在区域设置有所述绝缘介质，以使任意相邻的两个所述分立式功率器件之间相互绝缘设置。

可选的，所述功率器件模组还包括散热件，所述散热件具有散热部和至少一个固定部；

所述散热件通过所述固定部和所述电路板上所述器件阵列的周侧的固定孔与所述电路板固定，且所述器件阵列的多个所述分立式功率器件与所述散热件贴合。

可选的，每一所述分立式功率器件和所述散热件的散热部之间设置有绝缘层。

可选的，所述电路板上所述器件阵列的两侧设置有固定孔，所述散热件的固定部的数量为两个，两个所述固定部分别设置在所述散热部的两端；

所述散热件的两个固定部对应所述电路板上所述器件阵列两侧的固定孔设置。

可选的，任意相邻的两个所述分立式功率器件之间的距离为0.5～1毫米。

本实用新型还提出了一种驱动器，包括如上述任一项所述的功率器件模组。

本实用新型实施例提供的功率器件模组包括电路板和多个分立式功率器件，电路板上设置有多个分立式功率器件，多个分立式功率器件在电路板上彼此相邻设置并形成器件阵列，任意相邻的两个分立式功率器件之间通过绝缘件相互绝缘设置，电路板上器件阵列的周侧设置有固定孔，固定孔用于将散热件固定于电路板上且令器件阵列的多个分立式功率器件与散热件贴合。如此，在实际应用中，通过将多个分立式功率器件彼此相邻设置并形成器件阵列，缩小了分立式功率器件在电路板上占用的面积，由于分立式功率器件的设置更加集中，在锁紧散热件至电路板令散热件和分立式功率器件贴合时，可以减少所需使用的紧固件的数量，有利于减小紧固件锁紧时给电路板带来的应力问题，进而降低了由于应力问题导致电路板上其他器件失效的风险，有效地提高了电机驱动器内电路板的可靠性和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的功率器件模组的示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的分立式功率器件形成的器件阵列的示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的功率器件模组的示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的功率器件模组的示意图；

图5为本实用新型一实施例提供的功率器件模组的示意图；

图6为本实用新型一实施例提供的功率器件模组的示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	电路板	20	分立式功率器件
30	绝缘套件	31	敞口
				40	散热件	41	散热部
42	固定部	50	绝缘介质
				60	绝缘件	00	固定孔

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出了一种功率器件模组，参考图1，在本实用新型一实施例中，功率器件模组包括：

电路板10，电路板10上设置有多个分立式功率器件20；

多个分立式功率器件20在电路板10上彼此相邻设置并形成器件阵列，任意相邻的两个分立式功率器件20之间通过绝缘件60相互绝缘设置；

电路板10上器件阵列的周侧设置有固定孔00，固定孔00用于将散热件40固定于电路板10上且令器件阵列的多个分立式功率器件20与散热件40贴合。

可选的，器件阵列中的多个分立式功率器件20成行成列地排列，或者，器件阵列中的多个分立式功率器件20形成若干行或若干列，不同行或列中的分立式功率器件存在交错。在一个例子中，如图2所示，6个分立式功率器件20形成2行，位于上方的一行中的3个分立式功率器件与位于下方的一行中的分立式功率器件交错排布设置。

多个分立式功率器件形成的器件阵列的具体形状以实际情况为准。本申请实施例中，电路板10可以采用玻璃纤维板、铝基板、铜基板、陶瓷基板、印制电路板10、多层线路板等材料制成，电路板10可以为驱动器内单独的功能板，并与驱动器内其他的电路板通过电连接件电连接，也可以为驱动器内的多功能电路板10，以用于搭载多个分立式功率器件20以及其他用于控制多个分立式功率器件20的驱动电路、控制电路、用于与外部终端建立通信的通信电路、用于对输入电压进行电压转换后输出的电源管理电路等功能电路。

可选的，分立式功率器件采用贴片方式固定在电路板上，或者，分立式功率器件采用插接方式固定在电路板上。

可选的，分立式功率器件的底面或顶面与电路板的表面平行，分立式功率器件的底面或顶面中的一面与散热件贴合；或，分立式功率器件的底面或顶面与电路板的表面的垂直，分立式器件的底面或顶面与散热件贴合。

分立式功率器件20彼此相邻设置并形成器件阵列，例如，对于三相电机驱动电路需要六个分立式功率器件20，六个分立式功率器件20可以设置为两排，每排设置有三个。

可选的，在一实施例中，任意相邻的两个分立式功率器件20之间的距离为0.5～1毫米。

可以理解的是，为了实现多个分立式功率器件20能够相邻设置且互相之间不存在电磁干扰、短路等影响，会将任意相邻的两个分立式功率器件20之间通过绝缘件60相互绝缘设置，例如，在电路板10上分立式功率器件20构成的器件阵列的所在区域直接填充绝缘介质例如绝缘涂层、绝缘胶，或者，是在相邻的分立式功率器件20之间设置绝缘隔离件，例如，绝缘挡板等。

通过在形成器件阵列的分立式功率器件20之间设置绝缘件60以实现分立式功率器件相互绝缘设置，可以在满足安规需求的同时缩小器件阵列在电路板10上所占的面积，有利于减小电路板10的尺寸，进而减小电机驱动器的尺寸，在散热件和分立式功率器件20锁紧贴合后，电路板上设置的紧固件数量减少，有利于减小散热件和电路板10锁紧后带来的应力，避免电路板上的其他电子器件因应力失效。

在一可选实施例中，相邻的两个分立式功率器件之间通过绝缘件相互绝缘设置，可以通过相邻的两个分立式功率器件的引脚利用绝缘件相互绝缘来实现。比如，当分立式功率器件贴片固定时，分立式功率器件的引脚被绝缘隔离件隔离，或，分立式功率器件的引脚被绝缘介质包裹；当分立式功率器件插接固定时，分立式功率器件的引脚被绝缘隔离件隔离，或，分立式功率器件的引脚被绝缘介质包裹。

可选的，在一实施例中，电路板10上在器件阵列周侧设置的固定孔00可以为机械孔，即研发人员在对生产制造、加工电路板10时，直接在电路板10上对应固定孔00的位置进行打孔设置。

可选的，在另一实施例中，固定孔00还可以为焊盘孔，焊盘可以与电路板10上的接地覆铜电连接在一起，或者是悬空设置。

可选的，在一实施例中，电路板10上设置的固定孔00可以在器件阵列的每个侧边都设置至少一个，或者，仅在器件阵列任意两个相对侧边旁各设置至少一个固定孔00，以在保证散热件40经固定孔00固定后能够贴合多个分立式功率器件20，同时尽量减少电路板10上的固定孔00的数量。

可选的，器件阵列周侧设置的固定孔对称。

比如，在器件阵列的两个相对的侧边设置固定孔，一个侧边有一个固定块，两个侧边的固定孔的位置对称。

可以理解的是，本实用新型实施例提供的分立式功率器模组通过将多个分立式功率器件20彼此相邻设置并形成器件阵列，缩小分立式功率器件20在电路板10上占用的面积，由于分立式功率器件20的设置更加集中，在锁紧散热件40至电路板10令散热件40和分立式功率器件20贴合时，可以减少所需使用的紧固件的数量，有利于减小紧固件锁紧带来的应力问题，减小了电路板10上其他器件失效的风险，有效地提高了驱动器内电路板10的可靠性和稳定性。

此外，通过将多个分立式器件相邻设置并彼此之间进行绝缘设置，不仅仅能够保证不同的分立式功率器件20之间工作不会相互影响，而且还能够尽量缩小器件阵列的大小，从而节约了电路板10上的用于放置分立式功率器件20的面积，有利于减小散热件40的大小和电路板的尺寸，进而提高驱动器的集成度。

参考图3，在本实用新型一实施例中，功率器件模组还包括散热件40，散热件40具有散热部41和至少一个固定部42；

散热件40通过固定部42和电路板10上器件阵列的周侧的固定孔00与电路板10固定，且器件阵列的多个分立式功率器件20与散热件40贴合。

在本实施例中，可选的，功率器件模组包括一个散热件40，所有分立式功率器件20与该散热件40贴合；或者，功率器件模组包括多个散热件40，分立式功率器件20构成的器件阵列与多个散热件40贴合。其中，每一散热件40上的固定部42的位置与电路板10上相对应设置的固定孔00一一对应，以使得每一散热件40能够通过将自身的至少一个固定部42和与固定部42对应的固定孔00实现将自身与器件阵列中对应的分立器件贴合。

可选的，散热件40可以采用固体散热件来实现，例如散热铜排、铜铝散热件等，亦或者是采用水冷散热件件来实现，例如采用填充有流动的冷媒的散热铜管来实现。可以理解的是，散热件40的不与分立式功率器件20接触的部分还可以设置有至少一个散热翅片，以增加散热件40与空气的接触面积，进而提高了散热件40将分立式功率器件20传来的热量传导至空气中的速度。

其中，散热件40的固定部42的数量可以为至少两个。固定部42上可以设置有通孔，在将散热件40的固定部42与电路板10锁紧时，可以通过铆钉穿过通孔和电路板10上对应的固定孔00来实现铆接固定，或者通过螺钉穿过通孔和电路板10上对应的固定孔00来实现螺接固定。

可选的，在一实施例中，参考图3，一个散热件40上固定部42的数量为两个，两个固定部42分别设置在散热部41的两端；散热件40通过两个固定部42固定在电路板10上，散热件40的固定部42对应电路板10上器件阵列的两侧边的位置。如此设置，不仅仅能够使散热件40稳定的固定在电路板10上，而且能够采用较少的固定部42，从而尽量减少了用于锁紧散热件40令散热件40和分立式功率器件20贴合的螺钉或者是铆钉等的数量，进而有利于减小散热件40锁紧至电路板10上时带来的应力，避免电路板10上的其他器件因锁紧带来的应力失效。

其中，分立式功率器件20的顶面可以与散热件40贴合设置，或者，分立式功率器件20的底面与散热件40贴合设置。

例如，参考图6，多个分立式功率器件20呈两排三列排列在电路板10上，散热件40可以设置有两个，每排的分立式功率器件20共用一个散热件40，散热件40的散热部41与每排的三个分立式功率器件20的顶部贴合设置以帮助这三个分立式功率器件20散热，同时散热件40两端的固定部42分别通过螺接或焊接等方式固定在电路板10上。如此，在实际设计的过程中，由于多个分立式功率器件20彼此相邻设置并形成器件阵列，可以将原先分离设置的散热件40集成在一起为多个分立式功率器件20同时散热，有效地减少了散热件40的数量，进而减少了用于将散热件40固定在电路板10上的螺钉或者是铆钉等紧固件的数量，从而减小了因为散热件固定而导致电路板10上其他器件因应力失效的风险，有效地提高了驱动器内电路板10的可靠性和稳定性。

此外，为了保证散热件40与分立式功率器件20贴合后，分立式功率器件20工作的安全性，在一实施例中，分立式功率器件朝向散热件的一面设置有绝缘层，比如每一分立式功率器件20和散热件40的散热部41之间设置有绝缘层。其中，绝缘层可以采用具有较好导热性能的绝缘件60来实现，例如绝缘膜、绝缘硅胶片、绝缘胶等。

此外，若散热件40的数量为多个，还可以将原先分离设置的散热件40集成在一个区域来为多个分立式功率器件20进行同时散热。

可选的，参考图6，在本实用新型一实施例中，在分立式功率器件20的所在区域填充绝缘介质50，以使任意相邻的两个分立式功率器件20之间相互绝缘设置。

可选的，在分立式功率器件20的周侧填充绝缘介质，或者，在分立式功率器件20所在区域填充绝缘介质，分立式功率器件20被绝缘介质完全覆盖。

在本实施例中，绝缘介质50可以采用热塑性绝缘胶或热固性绝缘胶等来实现。

可以理解的是，由于分立式功率器件20在工作的过程中会产生大量的热量，绝缘介质50可以优先采用热固性绝缘胶，热固性绝缘胶具有较好的耐热性，在驱动器工作的过程中，多个分立式功率器件20处于工作状态且释放出大量热量时，热固性绝缘胶依然能够保持相邻的分立式功率器件20处于彼此绝缘的状态，有效地提高了驱动器工作的可靠性和稳定性。

可选的，在本实施例中，在分立式功率器件20模组生产的过程中，在电路板10上的分立式功率器件20已经焊接在电路板10上后，生产人员可以将绝缘介质50直接填充在任意相邻的两个分立式功率器件20之间的空隙内，或者，在多个分立式功率器件20组成的器件阵列的外围设置有挡板，并在挡板围成的区域内浇注绝缘介质50，以使绝缘介质50自行填充满任意相邻的两个分立式功率器件20之间的空隙，如此，分立式功率器件20组成的器件阵列也能形成绝缘层，以防止外部因素对分立式功率器件20造成影响。

可以理解的是，填充的绝缘介质50的高度可以为分立式功率器件20高度±0.3毫米，以保证分立式功率器件20的散热性能，且在外围形成的绝缘层的宽度可以大于1毫米。

可选的，参考图4，在另一实施例中，任意相邻的两个分立式功率器件20中的至少一个套设有绝缘套件30。

在本实施例中，绝缘套件30可以采用塑胶、陶瓷、或者是其他绝缘材料来制成。

在实际应用中，绝缘套件30直接套设在任意相邻的两个分立式功率器件20中至少其中一个上，以将该分立式功率器件20直接完全遮罩住以实现其与相邻的分立式功率器件20的绝缘设置。

更进一步的，参考图5，还可以在每一分立式功率器件20上均套设有一绝缘套件30，从而更进一步保证多个分立式功率器件20互相之间的隔离效果。

可以理解的是，多个绝缘套件30中可以包括至少两种尺寸，以适配不同的封装大小的分立式功率器件20。

需要理解的是，分立式功率器件20在工作过程中产生的热量会从其封装外壳的顶部发散到空气中。为此，在本实用新型一实施例中，每一绝缘套件30的顶部设置有敞口31，以显露分立式功率器件20的顶部。如此，分立式功率器件20在工作过程产生的热量可以从敞口31位置直接传导到空气中或者是传导至与分立式功率器件贴合的散热件。同时，可以理解的是，绝缘套件30还可以在敞口31位置设置有导热性良好的导热层或者是绝缘层，以加快分立式功率器件20产生的热量传导至空气中的速度，从而有效地提高了分立式功率器件工作时的散热效率，进而提高了驱动器工作的可靠性和稳定性。

此外，可以理解的是，在另一实施例中，参考图4和图5，多个绝缘套件30连接于一体。如此，在实际生产的过程中，只需要将多个绝缘套件30连接一起的器件套设在电路板10上，就能够使任意相邻的两个分立式功率器件20之间相互绝缘设置，有效地提高了分立式功率器件20模组的装配速度，进而提高了驱动器的生产效率。

在本实用新型一实施例中，多个分立式功率器件20排列形成器件阵列，器件阵列的周侧设置有绝缘层。绝缘层可以采用上述填充的绝缘介质或者是直接采用绝缘件60来形成。如此设置，不仅仅能够保证多个分立式功率器件20工作的稳定性和可靠性，还能使其他电路元器件能够更加靠近分立式功率器件20设置，从而更进一步减小驱动器内电路板10的面积。

本实用新型还提出了一种驱动器，包括如上述内容所示的功率器件模组。

值得注意的是，由于本实用新型驱动器包括了上述功率器件模组的所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述功率器件模组的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上内容仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种功率器件模组，其特征在于，所述功率器件模组包括：

电路板，所述电路板上设置有多个分立式功率器件；

多个所述分立式功率器件在电路板上彼此相邻设置并形成器件阵列，任意相邻的两个所述分立式功率器件之间通过绝缘件相互绝缘设置；

所述电路板上所述器件阵列的周侧设置有固定孔，所述固定孔用于将散热件固定于所述电路板上且令所述器件阵列的多个所述分立式功率器件与所述散热件贴合。

2.如权利要求1所述的功率器件模组，其特征在于，所述绝缘件为绝缘套件，任意相邻的两个所述分立式功率器件中的至少一个套设有所述绝缘套件。

3.如权利要求2所述的功率器件模组，其特征在于，每一所述绝缘套件的顶部设置有敞口，以显露所述分立式功率器件的顶部。

4.如权利要求2所述的功率器件模组，其特征在于，多个所述绝缘套件连接于一体。

5.如权利要求1所述的功率器件模组，其特征在于，所述绝缘件为绝缘介质，所述分立式功率器件的所在区域设置有所述绝缘介质，以使任意相邻的两个所述分立式功率器件之间相互绝缘设置。

6.如权利要求1或2或5所述的功率器件模组，其特征在于，所述功率器件模组还包括散热件，所述散热件具有散热部和至少一个固定部；

所述散热件通过所述固定部和所述电路板上所述器件阵列的周侧的固定孔与所述电路板固定，且所述器件阵列的多个所述分立式功率器件与所述散热件贴合。

7.如权利要求6所述的功率器件模组，其特征在于，每一所述分立式功率器件和所述散热件的散热部之间设置有绝缘层。

8.如权利要求6所述的功率器件模组，其特征在于，所述电路板上所述器件阵列的两侧设置有固定孔，所述散热件的固定部的数量为两个，两个所述固定部分别设置在所述散热部的两端；

所述散热件的两个固定部对应所述电路板上所述器件阵列两侧的固定孔设置。

9.如权利要求1至5任一所述的功率器件模组，其特征在于，任意相邻的两个所述分立式功率器件之间的距离为0.5～1毫米。

10.一种驱动器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的功率器件模组。