[发明专利]变频控制器IGBT散热装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于变频家电的控制器IGBT散热装置及其方法，属于变频家电领域。

背景技术

目前在各类变频家用电器上，较为普遍地采用基于IGBT功率器件的变频控制系统。变频控制器可设定较大功率的IGBT，但其功率管安装和散热方式的选择较为关键。

为减小变频控制器电路所占用的安装空间和降低使用成本，现有变频控制器的功率电路主要有以下两种结构方案：一种是采用集成化IPM模块以构成逆变电路，其中集成有6个IGBT、驱动电路和保护电路。此类功率电路的外围电路结构较为简单，但是将IGBT集成到封装的模块内部，并不利于做为主要发热器件的IGBT的散热。而且这与IPM模块允许节点的工作温度较低形成更为突出的矛盾，需要配置性能较高和安装体积较大的散热器，功率电路整体的设计和使用成本均较高。

另一种则采用分离式器件构成逆变电路，包括有6个分离连接的IGBT、驱动电路和保护电路。此类功率电路结构允许IGBT节点的温度较高，但是6个IGBT需要分别与大功率散热器进行有效地安装连接，不利于减化和优化PCB板的结构设计。

发明内容

本发明所述的变频控制器IGBT散热装置及其方法，在于解决上述问题而兼顾IGBT散热效率和PCB板电路设计成本，采用贴片式IGBT焊接和散热结构，将IGBT直接焊接在PCB板上，基于IGBT的源级需要连接的特性，利用PCB板表面的金属镀层直接进行散热。

本发明的目的在于，通过PCB板表面的镀层进行散热，既有利于PCB板电路减化和优化设计，同时提高了IGBT散热效率，减小散热器占用空间，降低变频控制器的整体设计和使用成本。

为实现上述发明目的，所述的变频控制器IGBT散热装置主要包括有：

安装数个IGBT的PCB板，与现有技术的区别之处在于，

数个IGBT相互之间进行桥式连接并直接焊接在PCB板上，PCB板焊接IGBT的一侧表面涂附有一用于散热的金属镀层。

如上述基本方案特征，IGBT直接焊接在PCB板上，利用PCB板表面的金属镀层将IGBT产生的热量散发出去。对于上述变频控制器的功率电路，仅需针对PCB板表面的金属镀层进行散热处理即可，而无需针对IGBT配置散热器。

为提高IGBT的散热效率、充分利用PCB板的散热面积，可采取如下改进方案，

在PCB板的两侧表面均涂附有一金属镀层，并且在PCB板上设置有若干个连通两侧表面镀层的通孔。

为改善金属镀层的散热性能，所述的金属镀层可以是锡层。

为进一步利用IGBT的源极具有较大的接触面积而提高散热效率，所述变频控制器的功率电路设置有6个进行桥式连接的IGBT，所有IGBT的源极焊接在PCB板一侧表面的锡层上。

其中，焊接IGBT的锡层是变频控制器功率电路的310V电压输入端。

基于上述针对变频控制器的功率电路设计方案，本发明实现了一种变频控制器IGBT散热方法。具体地，

将数个IGBT进行桥式连接后直接焊接到PCB板上，并在焊接IGBT一侧的PCB板表面涂附一层金属镀层以进行散热。

进一步细化方案是，在PCB板的两侧表面均涂附有锡层，且设有若干个贯穿PCB板的透锡通孔。

变频控制器电路具有6个桥式连接的IGBT，所有IGBT的源极焊接在PCB板的锡层上。

如上内容，本发明变频控制器IGBT散热装置及其方法具有的优点和有益效果是：

1、将IGBT直接焊接在PCB板上，利用其表面锡层直接进行散热，散热效率较高；

2、能够提高PCB板电路减化和优化设计，有效地减小散热器占用的安装空间、降低功率电路的整体设计和使用成本。

附图说明

现结合以下附图对本发明做进一步地说明。

图1是焊接IGBT的PCB板局部剖面结构图；

图2是PCB板示意图；

图3是功率电路的连接示意图；

如图1至图4所示，IGBT1，PCB板2，锡层3，通孔4，源极11，栅极12，漏极13，U极输出端5，V极输出端6，W极输出端7，电压输出端8。

具体实施方式

实施例1，如图1至图3所示，所述变频控制器IGBT散热装置，包括有安装6个IGBT1的PCB板2。其中，

6个IGBT1进行桥式连接，并直接焊接在PCB板2上，在PCB板2的两侧表面均涂附有一层锡层3，并且在PCB板2上设置有若干个贯穿PCB板2的透锡通孔4。

透锡通孔4能够起到进行线路连接和热传导的作用。