制作变频器电路板的治具及方法、变频器电路板及变频器与流程

本发明涉及变频器领域，具体地，涉及一种制作变频器电路板的治具及方法、变频器电路板及变频器。

背景技术：

随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用、电机传动控制技术的发展和国家节能减排的号召，变频技术产品在市场上的份额不断扩大。

在使用过程中，变频器元器件的温度会上升，温度的上升会造成以下一些不良后果：元器件的工作参数改变、整机性能不稳定、加速元器件的老化、元器件的精度降低、元器件的寿命缩减、电路板变形、接触不良等。变频器的故障率随温度升高而成指数上升，使用寿命随温度升高而成指数下降，温度升高10度，变频器使用寿命将减半。

一个品质良好的变频器都应该通过产品质量认证及其完整的试验流程，试验类型包括型式试验、出厂试验、抽样试验、选择(专门)试验、验收试验、现场调试试验等。温升试验是型式试验里的很重要的一项试验，温升值可间接反映出变频器的工艺结构及pcb电气设计水平及缺陷或故障隐患等。温升上限值过高会导致因过载、过流、环境温度增加而引起烧毁变频器的严重后果、这将严重影响品质和整个产品的口碑；温升的上限值过低会带来变频器的体积过大、成本增加等不利因素。所以应保证变频器具有合适的温升。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种制作变频器电路板的治具及方法、变频器电路板及变频器，用于降低变频器的温升。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于制作变频器电路板的治具，该治具为网格状治具。

可选地，所述网格状治具的厚度范围为0.12mm至0.15mm。

可选地，所述网格状治具的形状为10×10网格。

可选地，所述网格状治具的形状为以下中的一者：10×10网格、20×20网格、1×8网格、1×10网格、10×1网格。

相应地，本发明实施例还提供一种用于制作变频器电路板的方法，该方法包括：将网格状治具放置在电路板上；通过所述网格状治具将锡膏沉积在所述电路板上；将所述网格状治具从上锡后的电路板移除；以及将形成所述变频器的元件贴装并固定在所述上锡后的电路板上，从而形成变频器电路板。

可选地，所述网格状治具的厚度范围为0.12mm至0.15mm。

可选地，所述网格状治具的形状为10×10网格。

可选地，所述网格状治具的形状为以下中的一者：10×10网格、20×20网格、1×8网格、1×10网格、10×1网格。

相应地，本发明实施例还提供一种变频器电路板，所述变频器电路是根据上述的制作变频器电路板的方法而制作形成。

相应地，本发明实施例还提供一种变频器，所述变频器包括根据上述的变频器电路板。

可选地，在所述变频器所驱动的电机的转速低于预定值的情况下，所述变频器的载波频率降低。

相应地，本发明实施例还提供一种变频电器，所述变频电器包括上述的变频器。

通过上述技术方案，在制作变频器电路板的过程中采用网格状治具，能够提高电路板上沉积的锡膏的均匀性，改善所形成的变频器电路的散热，降低变频器温升，从而提高变频器使用寿命并减少其故障率。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1示出了本发明实施例中使用的网格治具的形状示意图及现有技术中使用的治具的形状示意图；

图2示出了根据本发明实施例的用于制作变频器电路板的方法的流程示意图；

图3示出了使用现有技术的治具形成的变频器电路板中变频器元件和焊盘之间的气泡扫描图；

图4示出了使用本发明实施例的网格状治具形成的变频器电路板中变频器元件和焊盘之间的气泡扫描图；以及

图5示出了变频器电路原理示意图。

附图标记说明

10整流部分11二极管

20滤波部分21电容元件

30逆变部分31igbt

41电机

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明一实施例提供一种用于制作变频器电路板的治具，该治具可以是网格状的治具。在制作变频器电路过程中采用网格状治具，能够提高电路板上沉积的锡膏的均匀性，改善所形成的变频器电路的散热，降低变频器温升，从而提高变频器使用寿命并减少其故障率。

图1示出了本发明实施例中使用的网格治具的形状示意图及现有技术中使用的治具的形状示意图。如图1所示，(a)图的网格形状为10×10网格，(b)图的网格形状为20×20网格，(c)图的网格形状为1×8网格，(d)图的网格形状为1×10网格，(e)图的网格形状为10×1网格，(f)图为现有技术中所采用的治具的形状。在制作变频器电路的过程中，分别使用这六种形状的治具进行制作，从而形成对应的六种变频器，对这六种变频器的温升进行测试比对，使用图1中(a)-(e)图所对应的治具而形成的变频器相对于使用(f)图所对应的治具而形成的变频器均具有改善的温升效果。并且使用图1中(a)图所对应的治具而形成的变频器的温升改善效果最佳。因此，在制造变频器电路板的过程中可以优选使用10×10网格形状的网格治具。

进一步地，也可以增加治具的厚度来提高电路板上沉积的锡的量，可选地，网格状治具的厚度范围可以是0.12mm至0.15mm，优选可以是0.12mm或0.15mm，以保证电路板上锡饱满。

图2示出了根据本发明实施例的用于制作变频器电路的方法的流程示意图。如图2所示，本发明实施例还提供一种用于制作变频器电路的方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤s21，将网格状治具放置在电路板上。

该电路板例如可以是pcb(printedcircuitboard，印刷电路板)电路板等。

步骤s22，通过所述网格状治具将锡膏沉积在所述电路板上。

锡膏可以通过网格状治具的上的孔沉积在电路板上。可选地，治具的大小可以与电路板的大小相当，具体进行沉积锡膏时，可以仅在电路板上需要沉积锡膏的地方进行沉积。

步骤s23，将所述网格状治具从上锡后的电路板移除。

步骤s24，将形成所述变频器的元件贴装并固定在所述上锡后的电路板上，从而形成变频器电路板。

例如，可以使用smt(surfacemounttechnology，表面贴装技术)技术来实现元件的贴装。将原件贴装电路板上之后，可以使用加热炉对电路板进行加热，以使得电路板上的锡膏融化，从而变频器的元件可以固定在电路板上以形成变频器电路板。

例如，组成变频器的元件一般有二极管、电容元件、igbt元件等，在贴装时，需要将这些元件放置在电路板上对应位置处。

在制作变频器电路板的过程中，通过使用网格状治具来在电路板上沉积锡膏，可以使得所沉积的锡膏的均匀性更高，更有利于固定在电路板上的变频器的元件的散热，从而降低变频器温升。

可选地，基于上述实施例，在步骤s22中所使用的网格状治具的形状可以为以下中的一者：10×10网格、20×20网格、1×8网格、1×10网格、10×1网格。鉴于使用具有10×10网格的网格状治具所制作的变频器电路板的温升效果改善最佳，因此，可以优选地使用具有10×10网格的网格状治具。

基于上述实施例，可选地，网格状治具的厚度范围可以是0.12mm至0.15mm，优选可以是0.12mm或0.15mm，以保证电路板上锡饱满，从而经过加热炉加热后，可以使得变频器元件与电路板上的焊盘之间的气泡间隙面积降低。

图3示出了使用现有技术的治具形成的变频器电路板中变频器元件和焊盘之间的气泡扫描图，图4示出了使用本发明实施例的网格状治具形成的变频器电路板中变频器元件和焊盘之间的气泡扫描图。

如图3和图4所示，使用x射线来分别对现有技术中形成的变频器电路板和使用本发明实施例制作的变频器电路板进行扫描，比较图3和图4可知，图4中显示气泡数量明显低于图3中显示的气泡数量，也就是说，本发明实施例中所制作的变频器电路板上，变频器元件与电路板上的焊盘之间的气泡间隙面积与现有技术相比明显降低了，元件与电路板上的焊盘之间的气泡间隙面积越小，越有利于变频器元件的散热，从而有助于改善变频器温升。

相应地，本发明实施例还提供一种变频器电路板，该变频器电路板可以根据上述的制作变频器电路板的方法而制作形成。

进一步地，本发明实施例还提供一种变频器，该变频器可以包括上述的变频器电路板。

可选地，可以通过进一步通过控制变频器的载波频率来改善变频器的温升。例如，可以在变频器所驱动的电机的转速低于预定值的情况下，将变频器的载波频率降低，例如可以从7khz降低为4khz。可选地，所述预定值例如可以是1000转/min，可选地，本发明实施例并不限制于此，可以根据实际情况选择合适的预定值。

在变频器驱动的电机的转速低于1000转/min的情况下，控制变频器的载波频率从7khz降低为4khz，可以显著降低每个载波周期内开关器件的开关次数，进而可以降低开关损耗并降低开关器件的温升，相当于改善了变频器的温升。

图5示出了变频器电路原理示意图。如图5所示，变频器电路可以包括以下三部分：整流部分10、滤波部分20以及逆变部分30。其中，整流部分10用于将交流电转换为直流电，其可以由二极管11组成。滤波部分20可以由电容元件21组成，用于对来自整流部分10的直流电进行滤波。逆变部分30可以由多个igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)31组成，用于将滤波后的直流电逆变为交流电，并将交流电输送至电机41，其中igbt31的数量可以是6个，所述电机可以是永磁同步电机。

通常，整流部分10和逆变部分30是变频器的主要发热部分。因此，可以通过测量整流部分或逆变部分中的元件的温升来评估变频器的温升。

以下通过将本发明实施例提供的变频器的逆变部分的温升与现有技术中的变频器的逆变部分的温升进行比较来进一步说明本发明实施例对变频器的温升改善效果。可选地，可以使用任意一种温升测量方法来对变频器逆变部分的温升进行测量。

具体测量时，对逆变部分中的四个igbt元件的温升进行测量，测量结果显示出，现有技术中，变频器中四个igbt元件的温升分别是：79.898、84.863、79.906、89.189，而本发明实施例提供的变频器中对应的四个igbt元件的温升分别是：74.840、82.627、79.760、84.722，其中温升的单位均是℃。通过比较可知，本发明实施例中提供的变频器的温升具有明显改善。

相应地，本发明实施例还提供一种变频电器，该变频电器可以包括上述的本发明实施例提供的变频器，所述变频电器例如可以是变频空调等。在变频空调中使用本发明实施例提供的变频器，由于改善了变频器温升可以延长变频器使用寿命，因此也相当于延长了变频空调的使用寿命。

以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。