基于热超导散热板的电控器及空调室外机的制作方法

本发明涉及空调设备技术领域，特别是涉及一种基于热超导散热板的电控器及空调室外机。

背景技术：

随着技术的发展，人们对生活品质的要求越来越高,高效、静音、变频、节能和智能控制的空调已经成为人们日常生活中必不可少的设备。随着空调电控器的功能越来越强大，电控器中的IGBT、MOSFET、Diode、IPM等功率模块的发热量越来越大、对散热的要求也越来越高，使得空调厂商对空调电控器的热设计越来越重视。

对家用空调器，电控器散热通常使用铝挤型材散热器，对高性能变频热泵空调，常规的铝型材散热器已不能满足散热需求，市场上已有厂商采用液冷散热，即从压缩机冷媒管路上引出旁路，连接至电控器的液冷板冷却管路，利用冷媒流动带走电控器功率器件的热量，达到电控器散热降温的目的。但这种散热方式需要设置冷媒进出管道，使的整个空调冷媒管路系统复杂，同时也增加了冷媒量及压缩机载荷，且因为增加冷媒支路需要接头连接和新的管道,不仅增加了成本,还增加了冷媒系统的泄漏点，降低了系统的可靠性。

热超导散热板是在一金属板上设置有网格状的相互连通的封闭管道，在封闭的管道内充装有工作介质，构成具有导热速率快,均温性好,传热功率大的一种新型板式传热器件。

本发明就是利用热超导散热板的快速导热特性对空调电控器进行散热冷却而提出的一种基于热超导散热板的电控器及空调室外机。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种基于热超导散热板的电控器及空调室外机，用于解决现有技术中采用液冷散热对高性能变频热泵空调电控器进行散热存在的整个机构系统复杂、增加了冷媒量及压缩机载荷、整个系统增加了泄漏点及降低系统的可靠性等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于热超导散热板的电控器，所述基于热超导散热板的电控器包括：电控器主体及热超导散热板；

所述电控器主体包括PCB电路板及电子元器件；所述电子元器件中包括发热量大的功率器件及发热量小的电子元器件，所述发热量大的功率器件及所述发热量小的电子元器件位于所述PCB电路板的同一表面上；

所述热超导散热板贴附于所述发热量大的功率器件表面；所述热超导散热板内形成有特定形状的热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。

作为本发明的基于热超导散热板的电控器的一种优选方案，所述发热量大的功率器件靠近所述PCB电路板的一端，所述发热量小的电子元器件靠近所述PCB电路板的另一端。

作为本发明的空调室外机的一种优选方案，所述发热量大的功率器件与所述发热量小的电子元器件之间设有隔板。

作为本发明的基于热超导散热板的电控器的一种优选方案，所述热超导散热板自所述发热量大的功率器件附件沿平行于所述PCB电路板表面的方向向远离所述电子元器件的方向延伸。

作为本发明的基于热超导散热板的电控器的一种优选方案，所述热超导散热板上设有散热翅片，所述散热翅片与所述热超导散热板的表面垂直或斜交。

作为本发明的基于热超导散热板的电控器的一种优选方案，所述热超导散热板上设有散热翅片装置，所述散热翅片装置包括基板及散热翅片，所述基板贴置于所述热超导散热板的表面，所述散热翅片固定于所述基板上，且与所述热超导散热板的表面垂直或斜交。

作为本发明的基于热超导散热板的电控器的一种优选方案，所述热超导散热板为复合板式结构，所述热超导管路通过吹胀工艺形成。

作为本发明的基于热超导散热板的电控器的一种优选方案，所述热超导管路在所述热超导散热板上呈单面胀形态、双面胀形态或双面平形态。

作为本发明的基于热超导散热板的电控器的一种优选方案，所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形，或其中任一种以上图形的任意组合。

作为本发明的基于热超导散热板的电控器的一种优选方案，所述热超导散热板上热超导管路之间的区域设有开孔。

本发明还提供一种空调室外机，所述空调室外机包括上述任一方案中所述的电控器。

作为本发明的空调室外机的一种优选方案，所述空调室外机还包括：外壳、空调风扇、空调隔板支架、空调压缩机及空调热交换器；所述电控器、所述热超导散热板、所述空调风扇、所述空调隔板支架、所述空调压缩机及所述空调热交换器均位于所述外壳内，且所述电控器主体及所述空调压缩机位于所述空调隔板支架的一侧，所述热超导散热板、所述空调风扇及所述空调热交换器位于所述空调隔板支架的另一侧。

作为本发明的空调室外机的一种优选方案，所述电控器位于所述外壳内的上部；所述PCB电路板水平设置，且位于所述空调热交换器顶部上方的一侧；所述发热量大的功率器件及所述发热量小的电子元器件均位于所述PCB电路板的下表面上。

作为本发明的空调室外机的一种优选方案，所述发热量大的功率器件位于所述电控器主体内靠近所述空调隔板支架的一侧，所述发热量小的电子元器件位于所述电控器主体内远离所述空调隔板支架的一侧。

作为本发明的空调室外机的一种优选方案，所述空调室外机还包括：空调风扇支架，所述空调风扇支架位于所述外壳内；所述空调风扇经由所述空调风扇支架固定于所述空调热交换器及所述外壳内壁上。

作为本发明的空调室外机的一种优选方案，所述热超导散热板自所述发热量大的功率器件延伸至所述空调风扇及所述空调风扇支架的上方。

如上所述，本发明的基于热超导散热板的电控器及空调室外机，具有以下有益效果：

1)采用热超导散热板作为散热器，使得散热器结构简单的同时，可以将热量从发热电子元器件上快速传导并均匀分布到整个热超导散热板上，增加了有效散热面积，散热效率较高，从而降低发热电子元器件的温度；

2)将电控器中的发热量大的功率器件设置于PCB电路板的一端，发热量小的电子元器件设置于PCB电路板的另一端，中间设有隔板隔开，便于热超导散热板与发热量大的功率器件的安装以及其他电子元器件的防护，增加了电控器的可靠性；

3)在热超导散热板上设置散热翅片，有效增加散热面积，提高散热能力，增加空调电控器的使用范围；

4)所述热超导散热板上设有开孔，即能增加热超导散热板上表面的空气对流，又有利于排掉沉积在热超导散热板表面的积水，更有利于电控器的防水，使得电控器的防水更为简单；

5)热超导散热片设置在风扇外沿和外壳之间的空隙内，即有效利用了室外机的空间，同时又利用空调风扇的空气流来进行散热，增强了散热效果；

6)本发明的空调室外机不使用冷媒冷板散热结构，可以减少冷媒管路支路，同时又能满足高发热的电控器的散热需求，即简化了散热器结构又减少了系统泄漏点，提高了系统的可靠性。

附图说明

图1显示为本发明实施例一中提供的基于热超导散热板的电控器的结构示意图。

图2显示为本发明实施例一中提供的基于热超导散热板的电控器中的热超导散热板的热超导管路部分局部截面放大图。

图3显示为本发明实施例一中提供的基于热超导散热板的电控器中的内部热超导管路的形状为六边形蜂窝状的热超导散热板的结构示意图。

图4显示为图3中A区域的放大结构示意图。

图5及图6显示为本发明实施例二中提供的基于热超导散热板的电控器的结构示意图。

图7至图8显示为本发明实施例三中提供的空调室外机的结构示意图。

元件标号说明

1 电控器主体

11 PCB电路板

121 发热量大的功率器件

122 发热量小的电子元器件

13 隔板

2 热超导散热板

21 第一板材

22 第二板材

23 热超导管路

24 非管路部分

25 凸起结构

26 传热工质

3 散热翅片装置

31 基板

32 散热翅片

4 开孔

5 外壳

61 空调风扇

62 空调隔板支架

63 空调风扇支架

7 空调压缩机

8 空调热交换器

9 导热垫片

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图8，需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

请参阅图1，本发明提供一种基于热超导散热板的电控器，所述基于热超导散热板的电控器包括：电控器主体1及热超导散热板2；所述电控器主体1包括PCB电路板11及电子元器件；所述电子元器件中包括发热量大的功率器件121及发热量小的电子元器件122，所述发热量大的功率器件121及所述发热量小的电子元器件122位于所述PCB电路板11的同一表面上；所述热超导散热板2贴附于所述发热量大的功率器件121表面；所述热超导散热板2内形成有特定形状的热超导管路23，所述热超导管路23为封闭管路，所述热超导管路23内填充有传热工质26。

需要说明的是，所述发热量大的功率器件121中所谓发热量大是一个相对概念，是相较于发热量小的电子元器件而言；本实施例中，所述发热量大的功率器件121是指所述电控器1中的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、Diode(二极管)、IPM(智能功率模块)等功率器件，所述发热量小的电子元器件122是指包括电容、电感、变压器、电阻等其他的电子元器件。

作为示例，所述发热量大的功率器件121靠近所述PCB电路板11的一端，所述发热量小的电子元器件122靠近所述PCB电路板11的另一端。

作为示例，所述发热量大的功率器件121与所述发热量小的电子元器件122之间设有隔板13。将所述电控器主体1中的所述发热量大的功率器件121设置于所述PCB电路板11的一端，发热量小的电子元器件设置于PCB电路板11的另一端，中间设有所述隔板13隔开，便于所述热超导散热板2与发热量大的功率器件121的安装以及其他电子元器件的防护，增加了所述电控器的可靠性。

作为示例，所述热超导散热板2自所述发热量大的功率器件121附件沿平行于所述PCB电路板11表面的方向向远离所述电子元器件的方向延伸。即所述热超导散热板2的表面与所述PCB电路板11的表面相平行。

作为示例，所述热超导散热板2为复合板式结构，所述热超导散热板2的表面可以为如图2所示的双面胀形态，所述热超导散热板2包括第一板材21及第一板材22，所述第一板材21与所述第一板材22通过辊压工艺复合在一起；所述热超导管路23通过吹胀工艺形成，在形成所述热超导管路23的同时，在所述第一板材21及所述第一板材22的表面形成与所述热超导管路23相对应的凸起结构25。除了图2所示的结构，所述热超导散热板2包括所述第一板材21及所述第一板材22时，还可以通过吹胀工艺在形成所述热超导管路23的同时，在所述第一板材21的表面或所述第一板材22的表面形成与所述热超导管路23相对应的所述凸起结构25，即所述热超导散热板2的表面呈单面胀形态。所述热超导散热板2的表面还可以为双面平形态，此时所述热超导散热板2的具体结构可以与申请号为201511029540.3的专利申请文件中所述的双面平热超导散热板结构的结构相同，具体请参阅该专利申请文件，此处不再累述。

作为示例，所述传热工质26为流体，优选地，所述传热工质26为气体或液体或气体与液体的混合物，更为优选地，本实施例中，所述传热工质26为液体与气体的混合物。

作为示例，所述热超导管路23的形状可以为六边形蜂窝状、纵横交错的网状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形、或其中任一种以上的任意组合。图3以所述热超导管路23的形状为六边形蜂窝状作为示例。由图3可知，图3中六边形内部及所述热超导散热板2的边缘区域均为非管路部分24，各个相互连通的所述六边形即为所述热超导管路23。

作为示例，所述热超导散热板2的材料应为导热性良好的材料；优选地，本实施例中，所述热超导散热板2的材料可以为铜、铜合金、铝或铝合金或任一种以上的任意组合。

作为示例，请结合图3参阅图4，所述热超导散热板2上所述热超导管路23之间的区域设有开孔4，即在如图3及图4中六边形内部形成所述开孔4，所述开孔4优选为贯穿所述热超导散热板2整个厚度的通孔。所述空开4的形状可以根据实际需要设置为圆形、矩形、六边形等等各种形状，图3及图4以所述开孔4的形状为圆形作为示例。在所述热超导散热板2上设有所述开孔4，即能增加所述热超导散热板2上表面的空气对流，又有利于排掉沉积在所述热超导散热板2表面的积水，更有利于所述电控器1的防水，使得所述电控器1的防水更为简单。

实施例二

请参阅图5及图6，本发明还提供一种基于热超导散热板的电控器，本实施例中的所述基于热超导散热板的电控器与实施例一中所述的基于热超导散热板的电控器的结构大致相同，二者的区别在于：实施例一中所述电控器中的所述热超导散热板2上未设有散热翅片装置或散热翅片，而本实施例中的所述的电控器中的所述热超导散热板2表面设有散热翅片装置3或直接设有散热翅片32。

在一示例中，所述热超导散热板2上设有散热翅片装置3，所述散热翅片装置3包括基板31及散热翅片32，所述基板31贴置于所述热超导散热板2的表面，所述散热翅片32固定于所述基板31上，且与所述热超导散热板2的表面垂直或斜交。具体的，所述基板31可以通过焊接或粘结或螺丝固定的工艺设置于所述热超导散热板2的表面，且所述基板31的表面与所述热超导散热板2的表面相接触；所述散热翅片32可以通过型材挤压工艺、挤压插片工艺、导热胶粘结工艺、钎焊焊接工艺等固定于所述基板31的表面，且所述散热翅片32可以与所述基板31及所述热超导散热板2的表面相垂直，如图5所示，也可以与所述基板31及所述热超导散热板2的表面斜交，如图6所示。

作为示例，所述散热翅片32与所述基板31及所述热超导散热板2的表面斜交时，所述散热翅片32可以向远离所述电控器主体1的一侧倾斜，也可以向靠近所述电控器主体1的一侧倾斜，图6以所述散热翅片32向远离所述电控器主体1的一侧倾斜作为示例。

在另一示例中，所述热超导散热板2上设有散热翅片32，所述散热翅片32直接通过焊接或粘结工艺固定于所述热超导散热板2的表面，所述散热翅片32与所述热超导散热板2的表面同样可以为垂直或斜交。

作为示例，所述散热翅片32可以为普通金属材料的金属板，如铝板、铜板等等。在热超导散热板2上设置包括所述散热翅片32的所述散热翅片装置3或所述散热翅片32，有效增加散热面积，提高散热能力，增加空调电控器的使用范围。

作为示例，所述散热翅片32的数量为多个，多个所述散热翅片32平行间隔分布，且各个所述散热翅片32的长度可以相等，也可以根据实际需要设置为不等。

实施例三

请参阅图7及图8，本发明还提供一种空调室外机，所述空调室外机包括如实施例一中所述的基于热超导散热板的电控器。所述基于热超导散热板的电控器的具体结构请参阅实施例一，此处不再累述。

作为示例，请继续参阅图7及图8，所述空调室外机还外壳5、空调风扇61、空调隔板支架62、空调压缩机7及空调热交换器8；所述电控器、所述热超导散热板2、所述空调风扇61、所述空调隔板支架62、所述空调压缩机7及所述空调热交换器8均位于所述外壳5内，且所述电控器主体1及所述空调压缩机7位于所述空调隔板支架62的一侧，所述热超导散热板2、所述空调风扇61及所述空调热交换器8位于所述空调隔板支架62的另一侧。所述空调热交换器8固定于所述外壳5的内壁上，所述空调热交换器8的形状可以根据实际需要进行设定，图7及图8中以所述空调热交换器8为L型作为示例，但实际结构中并不以此为限。

作为示例，所述电控器位于所述外壳5内的上部；所述PCB电路板11水平设置，即与所述空调隔板支架62的表面相垂直，且位于所述空调热交换器8顶部上方的一侧；所述发热量大的功率器件121及所述发热量小的电子元器件122均位于所述PCB电路板11的下表面上。

作为示例，所述发热量大的功率器件121位于所述电控器主体1内靠近所述空调隔板支架62的一侧，所述发热量小的电子元器件122位于所述电控器主体1内远离所述空调隔板支架62的一侧。

作为示例，所述空调室外机还包括：空调风扇支架63及导热垫片9，所述空调风扇支架63及所述导热垫片9均位于所述外壳5内；所述空调风扇61经由所述空调风扇支架63固定于所述空调热交换器8及所述外壳5的内壁上，所述热超导散热板2经由所述导热垫片9贴附于所述发热量大的功率器件121表面。

作为示例，所述热超导散热板2远离所述发热量大的功率器件121的一端延伸至所述空调风扇61及所述空调风扇支架63的上方，即所述热超导散热板2远离所述发热量大的功率器件121的部分位于所述空调风扇61外沿与所述外壳5之间的空隙内。所述热超导散热板2远离所述发热量大的功率器件121的部分设置在所述空调风扇61外沿与所述外壳5之间的空隙内，即有效利用了所述空调室外机的空间，同时又利用所述空调风扇61的空气流来进行散热，增强了散热效果。

实施例四

本发明还提供一种空调室外机，本实施例中的所述空调室外机与实施例三中所述的空调室外机的结构大致相同，二者的区别在于，实施例三中所述的空调室外机中的所述基于热超导散热板的电控器为实施例一中所述的电控器，而本实施中所述的空调室外机中的所述基于热超导散热板的电控器为实施例二中所述的电控器。除了所述电控器之外，本实施例中的所述空调室外机的其他结构均与实施例三中所述的空调室外机的结构相同，具体请参阅实施例三，此次不再累述。

作为示例，本实施例中，所述散热翅片32自所述热超导散热板2向下延伸，即向所述空调风扇61的方向延伸，即所述散热翅片32位于所述空调风扇61外沿与所述外壳5之间的空隙内。所述散热翅片32设置在所述空调风扇61外沿与所述外壳5之间的空隙内，即有效利用了所述空调室外机的空间，同时又利用所述空调风扇61的空气流来进行散热，增强了散热效果。

需要说明的是，由于所述热超导散热板2与所述外壳5之间的间隙有限，所述散热翅片32需要向所述空调风扇61的方向竖直延伸或倾斜延伸，但无论哪种情况，都需要保证所述散热翅片32均不能对所述空调风扇61的正常转动工作造成不良影响。

综上所述，本发明提供一种基于热超导散热板的电控器及空调室外机，所述基于热超导散热板的电控器包括：电控器主体及热超导散热板；所述电控器主体包括PCB电路板及电子元器件；所述电子元器件中包括发热量大的功率器件及发热量小的电子元器件，所述发热量大的功率器件及所述发热量小的电子元器件位于所述PCB电路板的同一表面上；所述热超导散热板贴附于所述发热量大的功率器件表面；所述热超导散热板内形成有特定形状的热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。本发明采用热超导散热板作为散热器，使得散热器结构简单的同时，可以将热量从发热电子元器件上快速传导并均匀分布到整个热超导散热板上，增加了有效散热面积，散热效率较高，从而降低发热电子元器件的温度；将电控器中的发热量大的功率器件设置于PCB电路板的一端，发热量小的电子元器件设置于PCB电路板的另一端，中间设有隔板隔开，便于热超导散热板与发热量大的功率器件的安装以及其他电子元器件的防护，增加了电控器的可靠性；在热超导散热板上设置散热翅片，有效增加散热面积，提高散热能力，增加空调电控器的使用范围；所述热超导散热板上设有开孔，即能增加热超导散热板上表面的空气对流，又有利于排掉沉积在热超导散热板表面的积水，更有利于电控器的防水，使得电控器的防水更为简单；热超导散热片设置在风扇外沿和外壳之间的空隙内，即有效利用了室外机的空间，同时又利用空调风扇的空气流来进行散热，增强了散热效果；本发明的空调室外机不使用冷媒冷板散热结构，可以减少冷媒管路支路，同时又能满足高发热的电控器的散热需求，即简化了散热器结构又减少了系统泄漏点，提高了系统的可靠性。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。