CN220692993U - 一种用于磁悬浮分子泵的配电器及磁悬浮分子泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于磁悬浮分子泵的配电器及磁悬浮分子泵，配电器包括外壳，以及设在外壳内的控制模块、功率模块、导热基片、连接构件和导电构件。控制模块、功率模块和导热基片通过连接构件连接为一个整体，控制模块和功率模块平行并分开，功率模块与导热基片平行并接触，导热基片固定并贴合于外壳的底壁上，并使得功率模块比控制模块更靠近外壳的底壁。导电构件与控制模块和功率模块电连接，使得功率模块能在控制模块的控制下将接收的电能供给磁悬浮分子泵的耗电器件。该配电器的内部组成及布局允许外壳在长度和宽度上缩减，利于降低配电器的占用面积并保证磁悬浮分子泵体积更为紧凑，同时该配电器具有更好的散热性能及使用效果。

Description

一种用于磁悬浮分子泵的配电器及磁悬浮分子泵

技术领域

本实用新型的实施方式涉及磁悬浮分子泵领域。更具体地，本实用新型涉及一种用于磁悬浮分子泵的配电器及包括该配电器的磁悬浮分子泵。

背景技术

磁悬浮分子泵属于应用于半导体行业的重要设备。配电器属于磁悬浮分子泵的关键组成之一，它的作用是为磁悬浮分子泵中电机、磁轴承等耗电器件提供稳定的电力，以保证耗电器件能够持续、高效运行。

在现有技术中，配电器主要由外壳及设在其内部的电路结构组成。外壳除了保护还具有散热作用，用于提升电路结构的散热效果。该电路结构主要包括电路板，以及设在电路板上且间隔布置的控制芯片和开关型功率器件。控制芯片可以按程序精确控制开关型功率器件的导通与截止。开关型功率器件可以在控制芯片的控制下快速切换通断状态，并在导通时为耗电器件提供所需的电能。

然而，本实用新型申请人经过刻苦研究后发现，现有配电器的电路板存在平面尺寸过大的缺陷，导致外壳的长度和宽度难以缩减，增加了外壳在装配时所需的占用面积，对磁悬浮分子泵的体积紧凑性产生了不利影响。此外，该配电器还存在散热性能差及使用效果差的问题。

实用新型内容

为了解决如上所提到的一个或多个技术问题，本实用新型提供了一种用于磁悬浮分子泵的配电器及包括该配电器的磁悬浮分子泵，该配电器使用的电路结构允许外壳在长度和宽度上缩减，利于降低配电器的占用面积并保证磁悬浮分子泵体积更为紧凑，同时该配电器具有更好的散热性能及使用效果。

根据本实用新型的第一方面，其提供了一种用于磁悬浮分子泵的配电器，所述配电器包括外壳，以及设在所述外壳内的控制模块、功率模块、导热基片、连接构件和导电构件。所述控制模块、功率模块和导热基片通过所述连接构件连接为一个整体，所述控制模块和功率模块平行并分开，所述功率模块与导热基片平行并接触，所述导热基片固定设置在所述外壳的底壁上，并使得所述功率模块比所述控制模块更靠近所述外壳的底壁。所述导电构件与所述控制模块和功率模块电连接，使得所述功率模块能在所述控制模块的控制下将接收的电能供给所述磁悬浮分子泵的耗电器件。

在一个可选的技术方案中，所述连接构件包括螺柱，所述螺柱包括第一外螺纹端部、第二外螺纹端部及连接所述第一外螺纹端部与第二外螺纹端部的中间部；所述螺柱的第一外螺纹端穿过所述功率模块并与设在所述导热基片上的第一内螺纹孔配合；所述螺柱的第二外螺纹端与设在所述控制模块上的第二内螺纹孔配合；所述螺柱的中间部的径向尺寸既大于所述第一外螺纹端部的径向尺寸和第二外螺纹端部的径向尺寸，又大于设在所述功率模块上并供所述螺柱的第一外螺纹端贯穿的通孔的径向尺寸。

在一个可选的技术方案中，所述导热基片由铝制成，所述螺柱由铜、铁或铝制成。

在一个可选的技术方案中，所述固定螺栓的螺杆部自外向内贯穿所述外壳的底壁，并与设在所述导热基片的第三内螺纹孔配合。

在一个可选的技术方案中，所述功率模块包括铝基板及设在所述铝基板上的开关型功率器件，所述控制模块包括电路板及焊接在所述电路板上的控制芯片，所述导电构件与所述电路板和铝基板相连。

在一个可选的技术方案中，所述开关型功率器件包括三极管、MOS管或IGBT。

在一个可选的技术方案中，所述导电构件包括导电针座及插入所述导电针座内的导电针体，所述导电针体和导电针座中的一个固定在所述电路板上并与所述控制芯片电连接，所述导电针体和导电针座中的另一个固定在所述铝基板上并与所述开关型功率器件电连接。

在一个可选的技术方案中，所述配电器还包括设在所述导热基片与底壁之间并被所述固定螺栓的螺杆部贯穿的导热垫片，所述导热垫片由导热硅胶制成。

在一个可选的技术方案中，所述配电器还包括贴合式设在所述外壳的底壁的外表面上的散热构件。

根据本实用新型的第二方面，其提供了一种磁悬浮分子泵，其包括如本实用新型第一方面所述的配电器。

在如上所提供的用于磁悬浮分子泵的配电器及包括该配电器的磁悬浮分子泵中，本实用新型申请人创新性将一层电路结构改为双层电路结构，即将现有电路结构拆分为控制模块和功率模块，其中控制模块和功率模块各作为一层电路结构，并通过连接构件及导电构件依次实现双层电路结构之间的机械连接和电连接，保证功率模块可以在控制模块的控制下将接收的电能供给磁悬浮分子泵的耗电器件，同时该双层电路结构可以增加空间利用率并减少装配所需的平面尺寸，使得外壳的长度和宽度可以继续缩减，利于降低配电器在装配时所需的占用面积并保证磁悬浮分子泵体积更为紧凑。此外，由于功率模块的发热效率要高于控制模块，所以当功率模块比控制模块更靠近外壳的底壁，且在功率模块与外壳的底板之间增设导热基片时，外壳能对功率模块、甚至双层电路结构实施高效散热，进而改善配电器的散热性能及使用效果。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示出了本实用新型实施例的用于磁悬浮分子泵的配电器；

图2示出了图1所示配电器的电路结构。

附图标记说明：1、控制模块；11、电路板；12、控制芯片；2、连接构件；3、功率模块；31、铝基板；32、开关型功率器件；4、导热基片；5、导热垫片；6、外壳；7、导电构件；71、导电针体；72、导电针座。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本实用新型的实施例提供了一种用于磁悬浮分子泵的配电器，配电器属于磁悬浮分子泵的关键组成之一，它的作用是为磁悬浮分子泵中电机、磁轴承等提供稳定的电力，以保证耗电器件能够持续、高效运行。

图1示出了本实用新型实施例的用于磁悬浮分子泵的配电器。如图1所示，该配电器包括外壳6及设在外壳6内的电路结构。外壳6用于保护电路结构，提高电路结构在运行时的可靠性和稳定性。外壳6还用于将电路结构在工作时产生的热量散发到外界。外壳6建议由散热性能好的材料制造，比如铁或铝等。作为一个示例，为了方便电路结构的装入和取出，外壳一般选为分体式结构，即包括箱体和扣合于箱体的顶部开口处的盖体，其中盖体与箱体之间采用由锁扣或螺纹等实施的可拆卸连接。

接下来结合图1和图2对上文提及的电路结构进行详细的说明。如图1和图2所示，该电路结构包括控制模块1、功率模块3、连接构件2和导电构件7。控制模块1、功率模块3和导热基片4顺序排列并通过连接构件2连接为一个整体，其中控制模块1和功率模块3平行并分开，功率模块3与导热基片4平行并接触。导电构件7与控制模块1和功率模块3电连接，使得功率模块3能在控制模块1的控制下将接收的电能供给磁悬浮分子泵的耗电器件。导热基片4固定设在外壳6的底壁上，并使得功率模块3比控制模块1更靠近外壳6的底壁。

由此可知，本实用新型申请人创新性地将现有技术所用的一层电路结构改为双层电路结构，即将现有电路结构拆分为控制模块1和功率模块3，控制模块1和功率模块3各作为一层电路结构，并通过连接构件2及导电构件7依次实现双层电路结构的机械连接和电连接，保证功率模块3可以在控制模块1的控制下将接收的电能供给磁悬浮分子泵的耗电器件，同时该双层电路结构可以增加空间利用率并减少装配所需的平面尺寸，使得外壳6的长度和宽度可以继续缩减，利于降低配电器在装配时所需的占用面积并保证磁悬浮分子泵体积更为紧凑。此外，由于功率模块3的发热效率要高于控制模块1，所以当功率模块3比控制模块1更靠近外壳6的底壁，且在功率模块3与外壳6的底板之间增设导热基片4时，外壳6能对功率模块3、甚至双层电路结构实施高效散热，进而改善配电器的散热性能及使用效果。

作为一个示例，控制模块1包括电路板11及焊接在电路板11上的控制芯片12。功率模块3包括铝基板31及设在铝基板31上的开关型功率器件32。该开关型功率器件32包括三极管、MOS管或IGBT。导电构件7与电路板11和铝基板31相连，使得控制芯片12能通过电路板11、导电构件7和铝基板31与开关型功率器件32电连接，保证控制芯片12可用于控制开关型功率器件32的导通与截止，由此开关型功率器件32便可在控制芯片12的控制下快速切换通断状态，并在导通时为耗电器件提供所需的电能。容易理解的是，为了保证开关型功率器件32可以接收电能并将其供给耗电器件，开关型功率器件32不但需要通过铝基板31及连接铝基板31的电源线来连接电源(例如供电插排)，而且需要通过铝基板31及连接铝基板31的供电线来连接耗电器件，该耗电器件包括电机和/或磁轴承。

需要强调的是，由于开关型功率器件32在使用时的发热量比控制芯片12在使用时的发热量高，且铝基板31的散热性能比电路板11更好，所以选择散热性能最好的铝基板31作为开关型功率器件32的载体，这有利于外壳6将开关型功率器件32在工作时产生的热量更快地释放。

导电构件7事实上可选为导线或其他能够传输电能的构件。不过，为了提高装配操作的便利性，导电构件7可包括导电针座72及插入导电针座72内的导电针体71，其中导电针体71和导电针座72中的一个固定在电路板11上并与控制芯片12电连接，导电针体71和导电针座72中的另一个固定在铝基板31上并与开关型功率器件32电连接。在使用连接构件2连接控制模块1和功率模块3时，导电针座72与导电针体71的插接操作适用于在此操作过程中直接实施，不必刻意和额外地实施该操作，由此可以达到简化装配的目的。插接配合的导电针座72和导电针体71可以稳定传送信号和/或电能。作为一个优选的示例，导电构件7为技术成熟且性价比高的冠簧针。

在本实施例中，为了实现导热基片4在外壳6上的固定，该配电器还可包括固定螺栓。固定螺栓的螺杆部自外向内贯穿外壳6的底壁，并与设在导热基片的第三内螺纹孔配合。也就是说，该配电器不仅可以使用连接构件2将控制模块1、功率模块3和导热基片4固定为一个整体，保证该整体适合在外壳6外完成装配，而且可利用由外向内贯穿外壳6的固定螺栓来将前述整体固定在散热壳体6内，这样可以避免装配人员在外壳6的有限空间内困难地实施双层电路结构的组装操作及固定操作，简化配电器的装配操作。

在本实施例中，连接构件2包括一个或多个螺柱，螺柱包括第一外螺纹端部、第二外螺纹端部及连接二者的中间部。螺柱的第一外螺纹端穿过功率模块3并与设在导热基片4上的第一内螺纹孔配合；螺柱的第二外螺纹端与设在控制模块1上的内螺纹孔配合，螺柱的中间部的径向尺寸既大于第一外螺纹端部的径向尺寸和第二外螺纹端部的径向尺寸，又大于设在功率模块3上并供螺柱的第一外螺纹端贯穿的通孔的径向尺寸。通过这种方式，该螺柱能有效将控制模块1、功率模块3和导热基片4固定为一个整体。相比于其他可选的连接结构，螺杆在实现上述固定时具有成本低及装配简单等优势。作为一个优选，该螺柱可由铜、铁或铝制成。

在本实施例中，由于功率模块3的材质及工艺并不适合设置开孔和加工螺纹，导致固定螺栓无法直接连接于功率模块3，所以增加了导热基片4并在其上开设螺纹孔来实现转接。导热基片4除了转接作用之外还需高效传热，所以应选散热性能优异的硬质材料，通过查阅及计算，铝属于制造该导热基板的最佳选择，其具有较好的散热性能，而且具备成本低且易加工的优势。

在本实施例中，配电器还可包括设在导热基片4与外壳6的底壁之间并被固定螺栓的螺杆部贯穿的导热垫片5，导热垫片5由导热硅胶制成。导热垫片5可以提高导热基片4与外壳6的底壁之间的热传导效率，并进一步提高配电器的散热效率及使用效果。

在本实施例中，配电器还包括贴合式设在外壳6的底壁的外表面上的散热构件。散热构件可选为散热翅片或水冷板等，其可以快速吸收外壳6的热量并进一步提高配电器的散热效率及使用效果。

在一个未示出的实施例中，其提供了一种磁悬浮分子泵，该磁悬浮分子泵包括上文提及的配电器。该磁悬浮分子泵因包括上文提及的配电器，所以兼具该配电器所具有的优势，即该配电器使用的电路结构允许外壳6在长度和宽度上缩减，利于降低配电器在装配时所需的占用面积并保证磁悬浮分子泵体积更为紧凑，同时该配电器具有更好的散热性能及使用效果。

在本实用新型的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，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，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本实用新型另有明确的限定，本领域技术人员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。

根据本实用新型的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语是基于本实用新型的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。

另外，本实用新型中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明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”或“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，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本文已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式来提供。本领域技术人员可以在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种用于磁悬浮分子泵的配电器，其特征在于：

所述配电器包括外壳，以及设在所述外壳内的控制模块、功率模块、导热基片、连接构件和导电构件；

所述控制模块、功率模块和导热基片通过所述连接构件连接为一个整体，所述控制模块和功率模块平行并分开，所述功率模块与导热基片平行并接触，所述导热基片固定设置在所述外壳的底壁上，并使得所述功率模块比所述控制模块更靠近所述外壳的底壁；

所述导电构件与所述控制模块和功率模块电连接，使得所述功率模块能在所述控制模块的控制下将接收的电能供给所述磁悬浮分子泵的耗电器件。

2.根据权利要求1所述的配电器，其特征在于：

所述连接构件包括螺柱，所述螺柱包括第一外螺纹端部、第二外螺纹端部及连接所述第一外螺纹端部与第二外螺纹端部的中间部；

所述螺柱的第一外螺纹端穿过所述功率模块并与设在所述导热基片上的第一内螺纹孔配合；

所述螺柱的第二外螺纹端与设在所述控制模块上的第二内螺纹孔配合；

所述螺柱的中间部的径向尺寸既大于所述第一外螺纹端部的径向尺寸和第二外螺纹端部的径向尺寸，又大于设在所述功率模块上并供所述螺柱的第一外螺纹端贯穿的通孔的径向尺寸。

3.根据权利要求2所述的配电器，其特征在于，所述导热基片由铝制成，所述螺柱由铜、铁或铝制成。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的配电器，其特征在于，还包括固定螺栓，所述固定螺栓的螺杆部自外向内贯穿所述外壳的底壁，并与设在所述导热基片的第三内螺纹孔配合。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的配电器，其特征在于，所述功率模块包括铝基板及设在所述铝基板上的开关型功率器件，所述控制模块包括电路板及焊接在所述电路板上的控制芯片，所述导电构件与所述电路板和铝基板相连。

6.根据权利要求5所述的配电器，其特征在于，所述开关型功率器件包括三极管、MOS管或IGBT。

7.根据权利要求5所述的配电器，其特征在于，所述导电构件包括导电针座及插入所述导电针座内的导电针体，所述导电针体和导电针座中的一个固定在所述电路板上并与所述控制芯片电连接，所述导电针体和导电针座中的另一个固定在所述铝基板上并与所述开关型功率器件电连接。

8.根据权利要求4所述的配电器，其特征在于，还包括设在所述导热基片与底壁之间并被所述固定螺栓的螺杆部贯穿的导热垫片，所述导热垫片由导热硅胶制成。

9.根据权利要求6所述的配电器，其特征在于，还包括贴合式设在所述外壳的底壁的外表面上的散热构件。

10.一种磁悬浮分子泵，其特征在于，包括如权利要求1到9中任一项所述的配电器。