电控组件、室外机及空调器的制作方法

本实用新型涉及电控技术领域，特别涉及一种电控组件、室外机及空调器。

背景技术：

ipm模块(intelligentpowermodule，智能功率模块)作为一种电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品，因为具有高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场，智能功率模块的引脚通常为直插型或者鸥翼型封装，并且引脚与电控板的接触面积一般较小，因此ipm模块的引脚承重能力较小，导致ipm模块容易被损坏而不能正常使用，将ipm模块安装在电控板上时，还需要设置安装支架与电控板进行定位、支撑，这样导致智能功率模块安装在电控板上时，工序复杂，且安装支架材料成本高。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提出一种电控组件、室外机及空调器，旨在解决ipm模块的引脚承重能力较小，容易被挤压变形，或者被损坏的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种电控组件，所述电控组件包括：

电控板；

ipm模块，设置于所述电控板上，所述ipm模块包括ipm本体及对所述ipm本体进行封装的封装壳体；所述封装壳体具有相对设置的第一表面和第二表面，所述封装壳体的第一表面用于与压缩机储液罐抵接，所述封装壳体的第二表面朝向所述电控板凸设有支撑凸起，所述支撑凸起与所述电控板抵接。

可选地，所述支撑凸起包括沿所述封装壳体的侧边设于所述第二表面的第一凸筋。

可选地，所述封装壳体的第二表面朝向所述电控板的还凸设有多个定位部，所述电控板上对应各所述定位部的位置设置有定位孔，多个所述定位部一对一插入多个所述定位孔中，以将所述电控板与所述封装壳体定位。

可选地，所述定位部的数量为两个，两个所述定位部相对设置于所述封装壳体长度方向的两侧边。

可选地，所述定位部为凸设于所述第二表面的半环形立壁，所述半环形立壁的开口朝向所述封装壳体的第一侧边，所述半环形立壁的开口两端延伸至所述第一侧边。

可选地，所述半环形立壁围成的区域内设置有固定孔，所述固定孔用于螺钉穿过，以使所述ipm模块通过所述螺钉与压缩机储液罐连接。

可选地，在所述半环形立壁围成的区域内，所述封装壳体的第二表面还凸设有固定支撑台，以支撑所述螺钉。

可选地，所述支撑凸起还包括环绕所述定位部外围设于所述第二表面的第二凸筋。

可选地，所述ipm本体包括：安装基板，所述安装基板具有多个安装位；

逆变功率组件及pfc功率开关模块，所述逆变功率组件及所述pfc功率开关模块设置于对应的所述安装位上。

可选地，所述ipm模块的厚度为3.5～4.5mm。

可选地，所述封装壳体的第一表面边缘朝向压缩机储液罐还凸设有绝缘凸起，所述绝缘凸起用于与压缩机储液罐抵接。

本实用新型还提出一种室外机，包括压缩机及如上所述的电控组件，所述压缩机具有储液罐，所述电控组件固定安装在所述储液罐的外壁上，所述电控组件与室内机通信连接。

本实用新型还提出一种空调器，包括室内机及如上所述的室外机，所述室外机的电控组件与所述室内机的主控芯片通讯连接。

本实用新型电控组件将ipm模块设置于电控板上，ipm模块的封装壳体的第一表面与压缩机储液罐抵接，从而在工作时，产生的热量通过传导至储液罐上，并被储液罐中的冷媒汽化时吸收，从而利用储液罐的低温工作环境，提高散热速率。ipm模块的第二表面朝向电控板凸设有支撑凸起，通过支撑凸起来减少电控板在搬运或者跌落的过程中，引脚所承受的冲击力，因而无需设置安装支架来固定安装ipm模块，可以降低电控组件的生产成本。本实用新型解决了ipm模块的引脚承重能力较小，ipm模块被挤压变形，或者被损坏的问题。本实用新型还解决了ipm模块需要设置大型的散热器来散热，导致电控板的体积增大，以及散热成本升高，散热效率较低的问题。

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为本实用新型电控组件中ipm模块一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型电控组件中ipm模块另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型电控组件中ipm模块又一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型基于压缩机储液罐散热的电控组件一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型电控组件中ipm模块再一实施例的结构示意图；

图6为本实用新型电控组件一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

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。

本实用新型提出一种电控组件，可用于空调、冰箱等设置有压缩机的电器设备中，以下为方便理解，在举例时，均以应用于空调为例进行说明。

ipm模块(intelligentpowermodule，智能功率模块)作为一种电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品，适用于驱动电机的变频器及各种逆变电源中，以实现变频调速、冶金机械、电力牵引、伺服驱动等功能。尤其适用于驱动空调、冰箱等压缩机的电机工作。在应用于变频空调中时，由于变频驱动大多数情况下其算法基本已经固化，为了节省体积、提高抗干扰能力、减轻外围电控版设计工作量，会将功率器件集成到一线路板上，形成智能功率模块，与传统分立方案相比，智能功率模块以其高集成度、高可靠性等优势赢得越来越大的市场。智能功率模块的引脚通常为直插型或者鸥翼型封装，并且引脚与电控板的接触面积一般较小，尤其是直插型的，因此ipm模块的引脚承重能力较小，导致ipm模块容易被损坏而不能正常使用，将ipm模块安装在电控板上时，还需要设置安装支架与电控板进行定位、支撑，这样导致智能功率模块安装在电控板上时，工序复杂，且安装支架材料成本高。

为了解决上述问题，参照图1至图6，在本实用新型一实施例中，该电控组件包括：

电控板100；

ipm模块110，设置于所述电控板100上，所述ipm模块110包括ipm本体120及对所述ipm本体120进行封装的封装壳体111；所述封装壳体111具有相对设置的第一表面和第二表面，所述封装壳体111的第一表面用于与压缩机储液罐抵接，所述封装壳体111的第二表面朝向所述电控板100凸设有支撑凸起112，所述支撑凸起112与所述电控板100抵接。

参照图4或图6，本实施例中，电控板100上还设置有用于接入交流电源的电源输入接口vin、用于输出交流电源至电控板100的电源输出接口，以及用于与外部装置，例如空调室内机进行通讯的通讯接口。电控板100上还设置有进行数据处理的控制器40、整流桥10、pfc电感20等电路模块，控制器40中集成有时序控制器40、存储器、数据处理器，以及存储在所述存储器上并可在所述数据处理器上运行的软件程序和/或模块，控制器40通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，并通过通讯接口cn1与室内机的电控板100上的控制单元进行通讯，以将控制单元输出的控制信号输出至电控板ipm模块110，以驱动及ipm模块110工作。电控板100上还设置有直流母线电容30的数量可以是一个，也可以是多个，具体可根据功率设备的匹数来设定，例如在1匹或2匹的空调器中，直流母线电容30的数量一般设置为一个，3匹及3匹以上的空调器中，直流母线电容30的数量一般设置为两个以上。当然在其他实施例中，直流母线电容30的数量可以根据功率设备的储能需求进行设定，此处不做限制。

整流桥10、pfc电感20、ipm模块110、直流母线电容30在工作时一般发热均较为严重，热量会通过电控板100向控制器40传导，使得与控制器40几乎达到相同的温度。而控制器40的理想工作温度大多是低于功率器件的，因此功率器件的工作温度可能导致控制器40的工作温度过高而发生故障。为此，电控组件还包括盒体200，与压缩机储液罐可拆卸连接，以通过所述储液罐接触散热，盒体200用于容置电控板100及设置于电控板100上的各电路模块，盒体200可以采用塑料材质制得，也可以采用铝或者铝质合金材料等金属材质制得，本实施例可选为金属材料实现。盒体200通过螺钉、螺栓、铆接、焊接、卡接和插接方式中一种或多种组合设置在储液罐400上，并与储液罐400的一侧面贴合，储液罐400中的冷媒在汽化会吸收热量，因此其工作温度一般维持零下20摄氏度～30摄氏度之间，如此设置，有利于电控板100上的ipm模块110、整流桥10、电感、电容等电子元件在工作时，产生的热量通过盒体200将热量传导至储液罐400上，并被储液罐400中的冷媒汽化时吸收，从而利用储液罐400的低温工作环境，提高散热速率。由于ipm模块110等发热元件的温度可以降的很低，因此，同等条件下，模块(芯片)可发热的功率可以做的更高，即采用目前的芯片可以驱动更大功率负载，而不会过热损坏，换言之，即可以实现小模块驱动更大匹数空调。

参照图5，在一实施例中，ipm本体(图未标示)包括：安装基板131，所述安装基板131具有多个安装位；逆变功率组件132及pfc功率开关模块133，所述逆变功率组件132及pfc功率开关模块133设置于对应的所述安装位上，在ipm模块110中集成pfc功率开关模块133，可以提高ipm模块110的集成度，缩小电路板的体积。ipm模块110还包括引脚120，引脚120固定于安装基板131的安装为上。其中，逆变功率组件132包括多个功率开关管以及驱动多个功率开关管工作的驱动电路，多个功率开关管组成逆变桥电路，例如可以由六个功率开关管组成三相逆变桥电路，或者由四个功率开关管组成两相逆变器桥电路。其中，各功率开关管可以采用mos管或者igbt来实现。ipm模块110可以用于驱动压缩机或者风机工作。当然在其他实施例中，ipm模块110还可以用于驱动其他电机的变频器和各种逆变电源，并应用于变频调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，及空调等变频家电等领域中。pfc功率开关模块133中，可以仅将功率开关管集成于ipm模块110中，也可以将二极管、电感等其他元器件组成的pfc电路均集成于智能功率模块中。pfc电路可以是升压型pfc电路，或者降压型pfc电路，或者升降压型pfc电路。pfc电路将直流电进行功率因素调整，调整后的直流电输出至逆变桥电路电源输入端，以使各功率模块驱动相应的负载工作。pfc电路基于控制器40的控制，并将整流桥10输入的直流电进行功率因素调整，例如将整流桥10输出的直流电电压升高并稳定在380v，以使输入电流跟随输入电压，保证直流电源的功率因素在0.9以上。直流母线电容30可以与整流桥10连接，以对直流电压进行滤波后输出至ipm模块110，以为ipm模块110提供直流电源。调整后的直流电还可以通过开关电源70电路，产生各种数值的驱动电压，例如产生5v、15v等电压，以为电控板100例如控制器40及电控板100上的元器件用于电。

本实施例的pfc功率开关模块133内的igbt、frd、frd1芯片直接焊接在ipm模块110的安装基板131上，可以高集成ipm模块110集成度。由于ipm模块110内部集成了大量电路，使得整个电控空间变小，实现了将电控安装在压缩机储液罐上。在空调制冷时，压缩机储液罐温度非常低，pfc功率开关模块133的下端无需焊接散热片对igbt、frd、frd1芯片进行散热，也能满足散热要求。

可以理解的是，电控板100上还设置有能够检测整流桥10、ipm模块110中各元件电流、温度以及电压等参数的实时检测电路，并在发生严重过载甚至直接短路，或者温度过热，驱动电压过压等故障时，能够控制ipm中的功率器件软关断，同时发出故障信号至控制电路单元，以使控制电路单元控制其他电路模块工作，从而避免因故障而损坏其他电路模块。

在制作ipm模块110的封装壳体111时，在封装壳体111的第二表面朝向所述电控板100凸设一个支撑凸起112，使得在ipm模块110安装至电控板100上时，支撑凸起112与所述电控板100抵接，ipm模块110的引脚120焊接在电控板100上的焊盘上，与电控板100连接固定。通过设置支撑凸起112，可以减少电控板100与储液罐发生相对运动而产生振动，并传递至ipm模块110上，从而影响ipm模块110的正常使用，支撑凸起112还可以减少电控板100在搬运或者跌落的过程中，引脚120所承受的冲击力，因而无需设置安装支架来固定安装ipm模块110，可以降低电控组件的生产成本。封装壳体111的第二表面与压缩机储液罐上设置的散热钣金300正对设置，使得ipm模块110产生的热量可以通过散热钣金300进行快速传导，从而提高ipm模块110和整流桥10的散热速率。

本实用新型电控组件将ipm模块110设置于电控板100上，ipm模块110的封装壳体111的第一表面与压缩机储液罐抵接，从而在工作时，产生的热量通过传导至储液罐上，并被储液罐中的冷媒汽化时吸收，从而利用储液罐的低温工作环境，提高散热速率。ipm模块110的第二表面朝向电控板100凸设有支撑凸起112，通过支撑凸起112来减少电控板100在搬运或者跌落的过程中，引脚120所承受的冲击力，因而无需设置安装支架来固定安装ipm模块110，可以降低电控组件的生产成本。本实用新型还解决了ipm模块110的引脚120承重能力较小，ipm模块110被挤压变形，或者被损坏的问题。本实用新型还解决了ipm模块110需要设置大型的散热器来散热，导致电控板100的体积增大，以及散热成本升高，散热效率较低的问题。

参照图1或图3，在一实施例中，所述支撑凸起112包括沿所述封装壳体111的侧边设于所述第二表面的第一凸筋。

本实施例中，支撑凸起112可以是沿所述封装壳体111的四条侧边设置四条第一凸筋，也可以是沿封装壳体111的两条相对的侧边设置一对第一凸筋，在设置四条第一凸筋时，四条第一凸筋之间还可以设置至少一个缺口，或者四条第一凸筋首尾相连。第一凸筋的设置，可以减少电控板100在搬运或者跌落的过程中，引脚120所承受的冲击力。

参照图1或图3，在一实施例中，所述封装壳体111的第二表面朝向所述电控板100的还凸设有多个定位部113，所述电控板100上对应各所述定位部113的位置设置有定位孔，多个定位部113一对一插入多个定位孔中，以将所述电控板100与所述封装壳体111定位。

本实施例中，该定位部113的数量为两个，两个定位部113相对设置于所述封装壳体111长度方向的两侧边。定位部113为凸设于所述第二表面的半环形立壁，所述半环形立壁的开口朝向所述封装壳体111的第一侧边，且所述半环形立壁的开口两端延伸至所述第一侧边。所述半环形立壁围成的区域内设置有固定孔，用于螺钉穿过与压缩机储液罐连接，以使所述ipm模块110通过所述螺钉与压缩机储液罐300连接。对应地，电控板100上与定位部113对应的位置设置有安装孔，定位部113穿过安装孔实现ipm模块110与电控板100的定位，螺钉既可以穿过定位部113来将ipm模块110安装在电控板100上，从而提高ipm模块110的安装效率。进一步地，上述实施例中，在所述半环形立壁围成的区域内，所述封装壳体111的第二表面还凸设有固定支撑台114，以支撑所述螺钉。

固定支撑台114呈半环形设置，使得螺钉或者螺栓穿过固定孔后，通过固定支撑台114支撑，从而将ipm模块110固定安装在电控板100上，并且螺钉穿过电控板100和ipm模块110，安装至压缩机储液罐的散热钣金300上，可以使电控板100、ipm模块110及压缩机储液罐之间通过螺钉、螺栓固定，当然电控板100110还可以采用其他的方式与盒体200及压缩机储液罐连接固定，此处不做限制。

进一步地，所述支撑凸起112还包括环绕所述定位部113外围设于所述第二表面的第二凸筋。以及，设于所述第二表面的凸台116，所述凸台116位于两所述定位部113之间，所述凸台116中的中部开设有物料减少槽，可以进一步地减少电控板100在搬运或者跌落的过程中，引脚120所承受的冲击力，同时还可以节省封装壳体111的emc塑封料。

第二凸筋环绕定位部113外围设置，在ipm模块110安装至电控板100上时，第一凸筋和第二凸筋与电控板100抵接，以提高ipm模块110的承重能力，从而避免ipm模块110的引脚120和ipm模块110内的芯片被挤压变形，或者被损坏。

参照图1至图3，在一实施例中，所述ipm模块110的厚度为3.5～4.5mm，可选为4mm。

本实施例中，pfc功率开关模块133集成于ipm模块110内，pfc功率开关模块133的igbt、frd、frd1芯片直接焊接在ipm模块110的安装基板131上，pfc功率开关模块133产生的热量通过封装壳体111将热量传导至压缩机储液罐上，pfc功率开关模块133无需设置散热垫片，利用在空调制冷时，压缩机储液罐温度非常低的性能，为pfc功率开关模块133提供降温空间，从而满足散热要求。由于无需设置散热垫片，可以降低内部电路高度降低，使得ipm模块110整体厚度缩小，在一实施例中可以缩小至4mm，从而可以节省封装壳体111的emc塑封料。

参照图2，在一实施例中，所述封装壳体111的第一表面边缘朝向压缩机储液罐还凸设有绝缘凸起115，所述绝缘凸起115用于与压缩机储液罐抵接。

所述绝缘凸起115为沿所述封装壳体111的侧边设于所述第一表面的凸筋，凸筋与压缩机储液罐抵接。具体可以是沿所述封装壳体111的四条侧边设置四条凸筋，也可以是沿封装壳体111的两条相对的侧边设置一对凸筋，在设置四条凸筋时，四条凸筋之间还可以设置至少一个缺口，或者四条第一凸筋首尾相连。如此设置，可以增加ipm模块110爬电距离，从而提高ipm模块110与压缩机储液罐之间的电绝缘性，同时还可以提高ipm模块110的承重能力，从而避免ipm模块110的引脚120和ipm模块110内的芯片被挤压变形，或者被损坏。

参照图4，在一可选实施例中，所述电控组件还包括散热钣金300，所述散热钣金300的一侧固定安装在所述储液罐400的一侧面，所述散热钣金300的另一侧与所述盒体200可拆卸连接。

本实施例中，散热钣金300的一侧可以通过螺钉、螺栓、铆接、焊接、卡接和插接方式中一种或多种组合安装在所述储液罐400上，散热钣金300的另一侧同样可以通过螺钉、螺栓、铆接、焊接、卡接和插接方式中一种或多种组合与盒体200可拆卸固定，散热钣金300的材质可以是铝及铝制合金，铜及铜制合金，或者其他金属材料制得的钣金，如此，将盒体200固定在储液罐400上，从而减少储液罐400与发生相对运动而产生振动，并传递至盒体200中，影响电控板100上的电路模块正常工作。同时还有利于电控板100上的整流桥10、ipm模块110、pfc功率开关及pfc电感20等元器件及电路模块在工作时，产生的热量通过盒体200将热量传导至散热钣金300上，通过散热钣金300加快热量传递至储液罐400上的速度，提高散热速率。

本实用新型还提出一种室外机。

参照4和图6，该室外机包括压缩机及如上所述的电控组件，所述压缩机具有储液罐400，所述电控组件固定安装在所述储液罐400的外壁上，所述电控组件的控制器40用于与室内机通信。该电控组件的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型室外机中使用了上述电控组件，因此，本实用新型室外机的实施例包括上述电控组件全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

上述实施例中，所述储液罐400设置在所述压缩机主体的一侧，所述盒体200还可以进一步安装在所述压缩机主体和所述储液罐400之间。

储液罐400的工作温度一般维持零下20摄氏度～30摄氏度之间，因此空气中的水分可能在储液罐400凝结成冷凝水，该冷凝水可能顺着储液罐400的外壁上的散热钣金300进入到电控组件的盒体200内，而压缩机的温度一般相对于储液罐400要高，在储液罐400靠近压缩机的一侧温度相对较高，与环境温度基本相同，则不容易形成冷凝水，因此将电控盒安装在所述压缩机主体和所述储液罐400之间还可以防止在储液罐400上形成的冷凝水进入电控组件的盒体200中，影响盒体200中的电路元件正常工作。

本实用新型还提出一种空调器，包括压缩机及如上所述的电控组件，所述压缩机具有储液罐，所述电控组件固定安装在所述储液罐的外壁上。或包括室内机及如权上所述的室外机，所述室外机的控制器40与所述室内机的主控芯片通讯连接。

应当理解的是，该空调器包含了上述电控组件或上述室外机的所有实施例，具有与上述电控组件或上述室外机相同的技术效果，此处不再赘述。

以上所述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。