一种变频控制器结构的制作方法

1.本实用新型涉及变频控制器技术领域，具体涉及到一种变频控制器结构。


背景技术：

2.变频控制器因其具有的高效性、噪音小、节能性等优点，在家电行业中拥有广泛的应用，而且变频控制技术与转速调节可以直接关系到压缩机的运行效率与整体性能。在日常使用过程中，变频控制器多半是安装在一个相对绝缘的空间内，以保证终端用户不会接触到变频控制器上的带电器件，并且还可以通过这种方式将发热部件隔离，以避免终端用户直接接触发热器件。此外，从经济与物流方面来看，变频控制器与压缩机一同安装在家用电器中内，因而需要尽可能的小尺寸，少材料。
3.现有技术中，为变频控制器提供的绝缘条件多为使用一个或多个相互配合的塑料零部件安装组成的塑料外壳，变频板控制器完全封闭于内，再通过连接线束与家用电器相互连接。该塑料外壳需要满足足够的电气绝缘条件，避免终端用户在日常使用过程中接触到带电器件与发热器件，杜绝相关安全隐患。对于现有的使用技术中，变频控制器塑料外壳的处理方案多为完全容纳整个变频控制器，通过该塑料外壳将二极管、igbt、mosfet等发热功率器件与塑料外壳外侧的空气相互隔离，并且考虑到安规要求，以上的发热功率器件与变频控制器塑料外壳间仍需要保持4mm电气间隙(空气)。最终由于该现有技术结构中空气的导热率偏低，导热效果不明显，最终影响变频控制器的安全性与可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种变频控制器结构。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种变频控制器结构，其特征在于，包括外壳主体，以及安装在所述外壳主体上的外壳侧盖和安装在所述外壳主体内部的一号印刷电路板，所述外壳主体错开所述外壳侧盖的任一侧壁上开有第二开口，所述第二开口中嵌设有二号印刷电路板；所述一号印刷电路板用于布置无源元器件，所述二号印刷电路板用于布置功率元器件；所述二号印刷电路板包含用于连接安装功率元器件的环氧玻璃基板、用于隔离的绝缘基板以及用于散热的金属基板；所述一号印刷电路板和所述环氧基板之间电连接。
6.本变频控制器安装结构在在增加散热效率的同时通过简化变频器壳体结构实现了变频器壳体结构的小型化。既能够避免变频控制器散热不良造成的安全隐患，同时通过集成化的壳体结构节约了生产材料，也给安装带来了便捷性。通过预留安装的孔槽，加速了安装的效率。
7.进一步的，所述绝缘基板的两侧面板分别附贴所述金属基板和所述环氧玻璃基板，所述环氧玻璃基板连接所述功率元器件；环氧玻璃基板上布置功率元器件，所述金属基板朝外设置；绝缘基板将导电元器件与外部环境隔离，铝基板形成的外表面直接面向外部环境，有利于将二号印刷电路板上发热型功率元器件产生的热量快速导入外部环境空气
中。
8.进一步的，所述一号印刷电路板也为环氧玻璃基板，该环氧玻璃基板上布置无源元器件。
9.进一步的，所述金属基板为铝基板提高导热效率，降低热阻，所述金属基板与所述第二开口的外侧面齐平构成完整外表面。
10.进一步的，所述外壳侧盖面层设置侧盖螺钉固定孔，所述侧盖螺钉固定孔通过侧盖螺钉与所述外壳主体的凸起结构固定，所述凸起结构下侧设置预留安装孔，所述凸起结构下侧设置预留安装孔方便后期各个线路的安装和维修。
11.进一步的，所述二号印刷电路板垂直一号印刷电路板设置，充分利用了所述外壳主体内部的空间，有利于后期的排线和设备对接。
12.进一步的，所述二号印刷电路板安装在所述第二开口的安装插槽内，所述二号印刷电路板与所述外壳主体通过固定螺钉固定，有利于二号印刷电路板的固定。
13.进一步的，所述一号印刷电路板通过安装引导槽安装固定，有利于后期的维修和更换。
14.进一步的，所述凸起结构两侧对称安装线夹结构，所述线夹结构具有弹性，既配合了线路的安装也配合了外壳侧盖的安装。
15.进一步的，所述外壳主体与所述外壳侧盖通过卡扣连接固定。
16.进一步的，所述一号印刷电路板与所述外壳主体的第三开口平行；所述第三开口上侧设有安装预留安装槽，所述第三开口垂直连接预留安装板。所述第三开口左侧垂直连接预留安装板，设置预留安装槽和第三开口，方便了对后期压缩机的安装固定。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过在一号印刷电路板和二号印刷电路板上分别设置不发热的无源元器件和发热的功率元器件，并在二号印刷电路板中布置直接朝外的铝板，降低了结构整体的热阻的同时增加结构整体的散热效率；通过只设置外壳侧盖和外壳主体简化了变频器壳体结构实现了变频器壳体结构的小型化。既能够避免变频控制器散热不良造成的安全隐患，同时可以通过集成化的壳体结构节约生产材料，也给安装带来了便捷性。通过在外壳主体的凸起结构和第三开口等位置预留后期安装压缩机的孔槽，加速了安装的效率，也便于后期工作人员的维修。
附图说明
18.图1为本实用新型一种变频控制器结构的整体示意图；
19.图2为本实用新型一种变频控制器结构的外壳侧盖和外壳主体示意图；
20.图3为本实用新型一种变频控制器结构的爆炸示意图；
21.图4为本实用新型一种变频控制器的内部布置示意图；
22.图5为对比例的内部布置示意图；
23.图中：1、侧盖螺钉；2、侧盖螺钉固定孔；3、外壳侧盖；301、锯齿结构；4、凸起结构；5、线夹结构；6、第二开口；7、卡扣；8、外壳主体；801、安装插槽；802、固定螺钉；803、预留安装板；804、预留安装槽；805、安装引导槽；9、一号印刷电路板；901、无源元器件；10、二号印刷电路板；101、功率元器件；11、第三开口；12、主体外壳上盖；13、主体外壳下盖；14、印刷电路板；15、连接器。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.实施例一：
27.如图1-5所示，包括外壳主体8，以及安装在所述外壳主体上的外壳侧盖3和安装在所述外壳主体内部的一号印刷电路板9，所述外壳主体8错开所述外壳侧盖3的任一侧壁上开有第二开口6，所述第二开口6中嵌设有二号印刷电路板10；所述一号印刷电路板9用于布置无源元器件901，所述二号印刷电路板10用于布置功率元器件101；所述二号印刷电路板10包含用于连接安装功率元器件101的环氧玻璃基板、用于隔离的绝缘基板以及用于散热的金属基板；所述一号印刷电路板9和所述环氧基板之间采用连接器15电连接。
28.进一步的，所述绝缘基板的两侧面板分别附贴所述金属基板和所述环氧玻璃基板，所述环氧玻璃基板连接所述功率元器件101；所述金属基板与所述第二开口6齐平。环氧玻璃基板上布置功率元器件101，绝缘基板将导电元器件与外部环境隔离，铝基板形成的外表面直接面向外部环境，有利于将二号印刷电路板10上发热型功率元器件产生的热量快速导入外部环境空气中。
29.进一步的，所述一号印刷电路板9也为环氧玻璃基板，该环氧玻璃基板上布置无源元器件。
30.进一步的，所述金属基板为铝基板提高导热效率，降低热阻，所述金属基板与所述第二开口6的外侧面齐平构成完整外表面。
31.进一步的，所述外壳侧盖3面层设置侧盖螺钉固定孔2，所述侧盖螺钉固定孔2通过侧盖螺钉1与所述外壳主体8的凸起结构固定，所述凸起结构4下侧设置预留安装孔，所述凸起结构4下侧设置预留安装孔方便后期各个线路的安装和维修。
32.进一步的，所述二号印刷电路板10垂直一号印刷电路板9设置，充分利用了所述外壳主体8内部的空间，有利于后期的排线和对接。
33.进一步的，所述二号印刷电路板10安装在所述第二开口6的安装插槽内，所述二号印刷电路板10与所述外壳主体8通过固定螺钉802固定，有利于二号印刷电路板10的固定。
34.进一步的，所述一号印刷电路板9通过安装引导槽805安装固定，有利于后期的维修和更换。
35.进一步的，所述外壳主体8与所述外壳侧盖3通过卡扣7连接固定。
36.进一步的，所述凸起结构4两侧对称安装线夹结构5，所述线夹结构5具有弹性，所述外壳侧盖内部设置锯齿结构301，既配合了后期线路的安装也配合了外壳侧盖3的安装。
37.进一步的，所述一号印刷电路板9与所述外壳主体8的第三开口11平行；所述第三开口11上侧设有安装预留安装槽804，所述第三开口11垂直连接预留安装板803。所述第三
开口11左侧垂直连接预留安装板803，设置预留安装槽804和第三开口11，方便了对后期压缩机的安装固定。
38.本变频控制器结构的安装方式中包括一号印刷电路板9和二号印刷电路板10，一号印刷电路板9只安装不发热的无源元器件901，二号印刷电路板10安装会发热的功率元器件101；然后将通常情况中配合安装的主体外壳上盖12、主体外壳下盖13两者优化集成为一个外壳主体8部分，并拥有两个开口面，其中一个开口面使用外壳侧盖3部分封闭，另一个开口面利用二号印刷电路板10封闭；将安装不发热的无源元器件901的一号印刷电路板9完全容纳在外壳主体8部分内，将安装发热的功率元器件101的二号印刷电路板10与一号印刷电路板9通过连接器15连接，并通过外壳主体8部分的安装插槽801完全固定、封闭；并且其中二号印刷电路板10制板工艺采用环氧玻璃基板+0.1mm绝缘基板+1.5mm铝基板，绝缘基板成功将导电元器件与外部环境隔离，铝基板形成的外表面直接面向外部环境，将二号印刷电路板10上发热型功率元器件产生的热量快速导入外部环境空气中。
39.一般可以通过导热系数k(w/m*k)、材料厚度l(m)、面积a(m2)等参数加上rt(热阻)＝l/(k*a)，rt(总热阻)＝rt1+rt2+
…
+rtn等计算公式，从热力学的理论出发，计算结构的总热阻，从而判断结构的散热效果，过程如下：
40.根据以上的结构，因为发热型功率元器件全部安装在二号印刷电路板10上，故仅考虑二号印刷电路板10的导热效率，总热阻＝绝缘基板热阻+铝基板热阻，其中绝缘基板的导热系数k：0.3w/m*k，铝基板的导热系数k：237w/m*k，将外壳主体部分的使用面积视为0.004m2，绝缘基板和铝基板的材料厚度分别为0.1*10-3
m和1.5*10-3
m和故rt(绝缘基板)＝0.1*10-3
/(0.3*0.004)＝0.083k/w，rt(铝基板)＝1.5*10-3
/(237*0.004)＝0.0016k/w，进而得出rt(总热阻)＝rt(绝缘基板)+rt(铝基板)＝0.0846k/w。
41.相对于图5中将元器件设置在一块电路板的情况：其一是利用侧盖螺钉1、外壳侧盖3、主体外壳上盖12、主体外壳下盖13、以及印刷电路板14等构成得到的热阻，若主体外壳下盖、空气、塑料外壳的使用面积均视为0.004m2；空气的材料厚度为＝4*10-3
m、塑料外壳的材料厚度为2*10-3
m。空气的导热系数k通常为：0.03w/m*k，故rt(空气)＝4*10-3
/(0.03*0.004)＝33.33k/w，外壳材质塑料的导热系数k通常为：0.25w/m*k，故rt(塑料外壳)＝2*10-3
/(0.25*0.004)＝2k/w，所以该结构的rt(总热阻)＝rt(空气)+rt(塑料外壳)＝35.33k/w；以及其二是利用优化选用的导热材料填充空气层，导热材料其导热系数k：1.2w/m*k，导热材料的材料厚度为4*10-3
m和使用面积为0.004m2，得到的热阻rt(导热材料)＝4*10-3
/(1.2*0.004)＝0.83k/w，再根据已得出的rt(塑料外壳)＝2*10-3
/(0.25*0.004)＝2k/w，不难得出rt(总热阻)＝rt(导热材料)+rt(塑料外壳)＝2.83k/w。单一电路板的情形与本技术的方案相比，证实了本案的导热效果更好了。
42.本变频控制器安装结构在增加散热效率的同时通过简化变频器壳体结构实现了变频器壳体结构的小型化。能够避免变频控制器散热不良造成的安全隐患，同时通过集成化的壳体结构节约了生产材料，也给安装带来了便捷性。通过预留安装的孔槽，加速了安装的效率。
43.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。