风加热装置和风加热系统的制作方法

本实用新型涉及加热器技术领域，尤其是涉及一种风加热装置和风加热系统。

背景技术：

ptc(positivetemperaturecoefficient，正温度系数)陶瓷芯片作为一种正温度系数半导体材料，通常被用于ptc加热器中用于产生热量，ptc加热器中通常包括多个铝管，各个铝管内包括多个ptc陶瓷芯片，相关技术中，对多个铝管内的ptc陶瓷芯片的控制的一致性较差，容易出现ptc陶瓷芯片加热温度不均的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种风加热装置和风加热系统，以提高控制芯片加热的一致性和加热温度的均匀性。

本实用新型提供的一种风加热装置，包括：控制板、多个铝管、第一连接端、第一汇流片、第二连接端和第二汇流片；其中，所述铝管内部包括多个芯片、第一电极片和第二电极片；所述第一电极片与所述芯片的正极连接；所述第一电极片的一端从所述铝管引出，连接所述第一汇流片，所述第一汇流片与所述第一连接端的一端连接；所述第一连接端的另一端连接所述控制板的正极输出端；所述第二电极片与所述芯片的负极连接；所述第二电极片的一端从所述铝管引出，连接所述第二汇流片，所述第二汇流片与所述第二连接端的一端连接；所述第二连接端的另一端连接所述控制板的负极输出端；所述控制板用于输出正极控制信号和负极控制信号；所述第一连接端用于通过所述第一汇流片和多个所述第一电极片将所述正极控制信号传输至所述芯片；所述第二连接端用于通过所述第二汇流片和多个所述第二电极片将所述负极控制信号传输至所述芯片。

进一步的，所述铝管内部还包括多个隔离芯片；所述隔离芯片设置在所述多个芯片的首端和末端；所述隔离芯片用于隔离所述多个芯片和所述铝管外部。

进一步的，所述第二电极片的数量为多个；所述第二连接端和所述第二汇流片的数量均与所述第二电极片的数量相匹配；每个所述第二电极片的接口与所述第二电极片对应的所述第二汇流片的接口相匹配；所述隔离芯片设置在所述多个第二电极片对应的芯片之间，以隔离所述多个第二电极片对应的芯片；所述第一电极片、所述第二电极片与对应的所述铝管之间设置有绝缘导热层，以对所述第一电极片、所述第二电极片与对应的所述铝管之间进行绝缘，以及通过所述铝管散出所述第一电极片和所述第二电极片的热量。

进一步的，所述装置还包括多个第一电极头和多个第二电极头；所述第一电极头的一端与所述第一电极片的一端对应连接；所述第一电极头的另一端与所述第一汇流片连接；所述第二电极头的一端与所述第二电极片的一端对应连接，所述第二电极头的另一端与所述第二汇流片连接；所述第一电极头用于将所述第一汇流片接收到的所述正极控制信号传输至对应的所述第一电极片；所述第二电极头用于将所述第二汇流片接收到的所述负极控制信号传输至对应的所述第二电极片。

进一步的，所述装置还包括与所述多个铝管间隔分布的多个散热条；所述散热条与相邻的所述铝管连接；所述散热条用于导出所述多个铝管产生的热量。

进一步的，所述装置还包括温度传感器；所述温度传感器设置在外侧的所述散热条上；所述温度传感器的数量与单个所述铝管内的所述第二电极片的数量相匹配；所述温度传感器用于采集对应的加热区域的温度，并反馈至所述控制板；所述控制板用于根据所述温度调整所述正极控制信号和所述负极控制信号。

进一步的，所述装置还包括熔断器；所述熔断器设置在与所述温度传感器相对一侧的所述散热条上；所述熔断器的一端与所述控制板的正极输出端连接，所述熔断器的另一端与所述第一连接端连接。

进一步的，所述风加热装置还包括功率模块和外壳；所述外壳包括铝块和壳体；所述功率模块安装在对应的所述铝块上；所述铝块的外部设置有接地端子；所述壳体设置有多个安装柱，其中，所述多个安装柱中包括至少一个与所述铝块连接的安装柱；所述功率模块和所述铝块的数量均与单个所述铝管内的所述第二电极片的数量相匹配；所述外壳用于安装所述控制板和所述功率模块；所述功率模块用于为所述多个芯片提供匹配的功率；所述铝块用于为所述功率模块提供散热；所述多个安装柱用于固定所述控制板；所述接地端子用于通过导线使所述控制板接地。

进一步的，所述装置还包括功率模块压板；所述功率模块压板上设置有方形孔和第一安装孔；所述功率模块压板内部设置有与所述功率模块的数量相匹配的圆柱；所述壳体上还设置有方形柱和第二安装孔；所述方形孔与所述方形柱匹配安装，以定位所述功率模块压板；所述圆柱用于定位所述功率模块；所述第一安装孔和所述第二安装孔之间安装螺钉，以固定所述功率模块压板和所述壳体。

本实用新型提供的一种风加热系统，包括灌封胶，以及上述任一项所述的风加热装置；所述灌封胶用于密封所述风加热装置中的熔断器和外露金属，其中，所述外露金属包括第一连接端、第一汇流片、第二连接端、第二汇流片、第一电极头和第二电极头。

本实用新型提供的风加热装置和风加热系统，装置包括控制板、多个铝管、第一连接端、第一汇流片、第二连接端和第二汇流片；其中，铝管内部包括多个芯片、第一电极片和第二电极片；第一电极片与芯片的正极连接；第一电极片的一端从铝管引出，连接第一汇流片，第一汇流片与第一连接端的一端连接；第一连接端的另一端连接控制板的正极输出端；第二电极片与芯片的负极连接；第二电极片的一端从铝管引出，连接第二汇流片，第二汇流片与第二连接端的一端连接；第二连接端的另一端连接控制板的负极输出端；第一电极片和第二电极片分别连接铝管内芯片的正极和负极，第一汇流片将多个铝管内的第一电极片连接在一起，第二汇流片将多个铝管内的第二电极片连接在一起，当接收到控制板的控制信号时，可以对多个铝管内的芯片同时加热，从而提高了控制芯片加热的一致性和加热温度的均匀性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种风加热装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种铝管内部的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种风加热装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种风加热装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种风加热装置的结构示意图。

图标：10-铝管；11-散热条；12-陶瓷基座；13-第二电极头b；14-第二汇流片b；20-芯片；21-第一电极片；22a-第二电极片a；22b-第二电极片b；23-隔离芯片；30-第二电极头a；31-第一汇流片；32-第一连接端；33-第二汇流片a；40-igbt功率模块；41-壳体；42-igbt压板；43-igbt传感器；44-铝块。

具体实施方式

下面将结合实施例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。

ptc陶瓷芯片作为一种正温度系数半导体材料，是汽车加热装置的理想材料，传统的ptc加热器对多个铝管内的ptc陶瓷芯片的控制的一致性较差，容易出现ptc陶瓷芯片加热温度不均的问题，因而加热效率不高，加热效果较差，而且还容易发生安全事故。

基于此，本实用新型实施例提供了一种风加热装置和风加热系统，该技术可以应用于各种风加热系统中。

参见图1所示的一种风加热装置的结构示意图、图2所示的一种铝管内部的结构示意图和图3所示的另一种风加热装置的结构示意图，该装置包括：控制板、多个铝管10、第一连接端32、第一汇流片31、第二连接端和第二汇流片；其中，铝管10内部包括多个芯片20、第一电极片21和第二电极片；第一电极片21与芯片20的正极连接；第一电极片21的一端从铝管10引出，连接第一汇流片31，第一汇流片31与第一连接端32的一端连接；第一连接端32的另一端连接控制板的正极输出端；第二电极片与芯片20的负极连接；第二电极片的一端从铝管10引出，连接第二汇流片，第二汇流片与第二连接端的一端连接；第二连接端的另一端连接控制板的负极输出端。控制板用于输出正极控制信号和负极控制信号；第一连接端32用于通过第一汇流片31和多个第一电极片21将正极控制信号传输至芯片20；第二连接端用于通过第二汇流片和多个第二电极片将负极控制信号传输至芯片20。

在实际实现时，上述第一连接端32和上述第二连接端均可以包括包线端子和导线；上述铝管10可以理解为加热铝管；铝管10的数量也可以根据实际需求进行设定；上述芯片20可以是ptc陶瓷芯片，每个铝管10内的ptc陶瓷芯片的数量可以根据实际需求进行设定，通常ptc陶瓷芯片的一面是正极、另一面是负极；在每个铝管10内，通过第一电极片21连接ptc陶瓷芯片的正极，每个第一电极片21通常会伸出一个接口，伸出的接口可以与第一汇流片31连接，即通过第一汇流片31将各个铝管10内的第一电极片21伸出的接口连接在一起，第一汇流片31再通过第一连接端32连接到控制板的正极输出端；通过第二电极片连接ptc陶瓷芯片的负极，每个第二电极片通常也会伸出一个接口，伸出的接口可以与第二汇流片连接，即通过第二汇流片将各个铝管10内的第二电极片伸出的接口连接在一起，第二汇流片再通过第二连接端连接到控制板的负极输出端。

控制板输出正极控制信号和负极控制信号后，第一连接端32通过第一汇流片31和多个第一电极片21将正极控制信号传输至每个铝管10内的多个芯片20；可以对每个铝管10内的第一电极片21同时提供正极控制信号；第二连接端通过第二汇流片和多个第二电极片将负极控制信号传输至芯片20，可以对每个铝管10内的第二电极片同时提供负极控制信号；进而对各个铝管10共同加热。

本实用新型提供的风加热装置和风加热系统，装置包括控制板、多个铝管、第一连接端、第一汇流片、第二连接端和第二汇流片；其中，铝管内部包括多个芯片、第一电极片和第二电极片；第一电极片与芯片的正极连接；第一电极片的一端从铝管引出，连接第一汇流片，第一汇流片与第一连接端的一端连接；第一连接端的另一端连接控制板的正极输出端；第二电极片与芯片的负极连接；第二电极片的一端从铝管引出，连接第二汇流片，第二汇流片与第二连接端的一端连接；第二连接端的另一端连接控制板的负极输出端；第一电极片和第二电极片分别连接铝管内芯片的正极和负极，第一汇流片将多个铝管内的第一电极片连接在一起，第二汇流片将多个铝管内的第二电极片连接在一起，当接收到控制板的控制信号时，可以对多个铝管内的芯片同时加热，从而提高了控制芯片加热的一致性和加热温度的均匀性。

进一步的，如图2所示，铝管内部还包括多个隔离芯片23；隔离芯片23设置在多个芯片20的首端和末端；隔离芯片23用于隔离多个芯片20和铝管外部。

在实际实现时，上述隔离芯片23也可以是假片，该假片可以是无电性能的普通硅片；在每个铝管内，通常会在多个芯片20的首端和末端分别设置一颗隔离芯片23，以实现铝管内多个芯片20与铝管外部的隔离，保证铝管内多个芯片20通电加热时的安全性。

进一步的，第二电极片的数量为多个；第二连接端和第二汇流片的数量均与第二电极片的数量相匹配；每个第二电极片的接口与该第二电极片对应的第二汇流片的接口相匹配；隔离芯片23设置在多个第二电极片对应的芯片20之间，以隔离多个第二电极片对应的芯片20；第一电极片、第二电极片与对应的铝管之间设置有绝缘导热层，以对第一电极片、第二电极片与对应的铝管之间进行绝缘，以及通过该铝管散出第一电极片和第二电极片的热量。

在实际实现时，为了灵活控制铝管内多个芯片20的加热，可以设置多个第二电极片，比如，如图2所示，可以设置两个第二电极片，即第二电极片a和第二电极片b，分别对应图2中的22a和22b，为了与两个第二电极片分别匹配连接，第二连接端和第二汇流片的数量通常也需要分别设置为两个，即与第二电极片a相匹配的第二汇流片a33和第二连接端a，与第二电极片b相匹配的第二汇流片b14和第二连接端b；为方便接收控制板的负极控制信号，当第二连接端的数量为多个时，控制板上通常预留与第二连接端的数量相匹配的负极控制信号的输出端；比如，如果第二连接端的数量为两个，即第二连接端a和第二连接端b；则控制板上的负极控制信号的输出端的数量通常也设置两个，以分别与第二连接端a和第二连接端b分别对应连接。

如图2所示，考虑到每个第二电极片的接口需要与该第二电极片对应的第二汇流片的接口相匹配，因此，第二电极片a和第二电极片b上的接口的位置或形状可能会有差异；第二电极片a22a和第二电极片b22b分别与铝管内对应部分的芯片20连接，以每个铝管内包括8枚ptc陶瓷芯片为例，第一电极片21覆盖8枚ptc陶瓷芯片的正极；8枚ptc陶瓷芯片的负极可以通过第二电极片a22a和第二电极片b22b分别覆盖，第二电极片a22a和第二电极片b22b分别覆盖4枚ptc陶瓷芯片，并且这两部分之间通过隔离芯片23隔离开，即隔离芯片23的上面和下面各有4枚ptc陶瓷芯片；并且，第二电极片a22a和第二电极片b22b之间不接触，以实现整个芯体的上下半区的单独加热控制，控制方式更加灵活；在实际实现时，第一电极片21、第二电极片a22a、第二电极片b22b与芯片的结合面可以通过导电胶实现稳固连接；上述绝缘导热层可以是聚酰亚胺膜或其他绝缘导热材料，第一电极片21、第二电极片a22a、第二电极片b22b和铝管之间可以裹有聚酰亚胺膜或其他绝缘导热材料，以实现第一电极片21、第二电极片a22a、第二电极片b22b与对应的铝管之间的绝缘，并且通过该铝管散出该铝管内的第一电极片21、第二电极片a22a和第二电极片b22b的热量，保证风加热装置的安全性和导热性。

在每个铝管内，第一电极片21可以从对应铝管的上端口引出，第二电极片a22a和第二电极片b22b可以分别从对应铝管的上端口和下端口分别引出，如图1、图2和图3所示，以第二电极片a22a从对应铝管的上端口引出为例，则第二电极片b22b从对应铝管的下端口引出；相应的，第一连接端32、第一汇流片31，以及从铝管上端口引出的第二电极片a22a对应的第二连接端a和第二汇流片a33可以设置在铝管的上端；从铝管下端口引出的第二电极片b22b对应的第二连接端b和第二汇流片b14可以设置在铝管的下端。

进一步的，如图1和图3所示；装置还包括多个第一电极头和多个第二电极头；第一电极头的一端与第一电极片21的一端对应连接；第一电极头的另一端与第一汇流片31连接；第二电极头的一端与第二电极片的一端对应连接，第二电极头的另一端与第二汇流片连接；第一电极头用于将第一汇流片31接收到的正极控制信号传输至对应的第一电极片21；第二电极头用于将第二汇流片接收到的负极控制信号传输至对应的第二电极片。

在实际实现时，为了方便连接，每个铝管内的第一电极片21伸出的接口部分可以先与第一电极头连接，再通过第一电极头连接到对应的第一汇流片31上，即通过第一汇流片31将多个第一电极头连接在一起；第一电极头用于将第一汇流片31接收到的正极控制信号传输至对应的第一电极片21；每个铝管内的第二电极片伸出的接口部分可以先与第二电极头连接，再通过第二电极头连接到对应的第二汇流片上，即通过第二汇流片将多个第二电极头连接在一起；比如，如图1、图2和图3所示，以每个铝管内的第二电极片包括第二电极片a22a和第二电极片b22b为例进行说明，第二电极片a22a伸出的接口部分与对应的第二电极头a30连接，通过第二电极头a30连接到对应的第二汇流片a33上，即通过第二汇流片a33将多个第二电极头a30连接在一起；通过第二电极头a30将第二汇流片a33接收到的负极控制信号传输至对应的第二电极片a22a上；第二电极片b22b伸出的接口部分与对应的第二电极头b13连接，通过第二电极头b13连接到对应的第二汇流片b14上，即通过第二汇流片b14将多个第二电极头b13连接在一起；通过第二电极头b13将第二汇流片b14接收到的负极控制信号传输至对应的第二电极片b22b上。

进一步的，如图1所示，装置还包括与多个铝管间隔分布的多个散热条11；散热条11与相邻的铝管10连接；散热条11用于导出多个铝管10产生的热量。

在实际实现时，风加热装置的芯体主体部分通常包括间隔分布的多个铝管10和多个散热条11，可以通过连接胶或其他连接方式实现相邻的铝管10和散热条11之间的连接；散热条11的数量与铝管10的数量相匹配，通常在芯体的左右两侧设置为散热条11，这样散热条11的数量可以比铝管10数量多一个，比如，可以包括9根铝管和10根散热条；铝管内多个芯片20加热产生的热量可以通过散热条11被风吹出，以带走热量；风加热装置的芯体整体可以卡在上下壳体中避免晃动。

进一步的，装置还包括温度传感器；温度传感器设置在外侧的散热条11上；温度传感器的数量与单个铝管内的第二电极片的数量相匹配；温度传感器用于采集对应的加热区域的温度，并反馈至控制板；控制板用于根据温度调整正极控制信号和负极控制信号。

通常情况下，可以在风加热装置芯体一侧的散热条11的适当位置预先进行钻孔，将温度传感器通过铆钉铆接在该带孔的散热条11上；在实际实现时，如果单个铝管内的第二电极片的数量为多个，此处以单个铝管内的第二电极片的数量为两个为例进行说明，由上述可知，通过设置两个电极片可以实现整个芯体的上下半区的单独加热控制，为了准确检测上下半区的温度，可以相应的设置两个温度传感器，以分别采集上半区和下半区的芯体温度。温度传感器所采集的温度数据通常会反馈至控制板，以使控制板根据该温度调整输出的正极控制信号和负极控制信号。

进一步的，装置还包括熔断器；熔断器设置在与温度传感器相对一侧的散热条11上；熔断器的一端与控制板的正极输出端连接，熔断器的另一端与第一连接端连接。

为保护芯片20不被瞬时过电流或因电路板故障可能产生的大电流损坏，通常还会为风加热装置设置熔断器；可以将熔断器设置在控制板的正极输出端和对应的第一连接端之间；在实际实现时，如图1所示，可以在与温度传感器相对的另一侧的散热条11侧面安装陶瓷基座12，将熔断器设置在陶瓷基座12内部。为了更好的稳固性，用于安装温度传感器和熔断器的两侧的散热条11可以比中间部分的散热条11稍厚一些。

进一步的，如图4所示的另一种风加热装置的结构示意图和如图5所示的另一种风加热装置的结构示意图；风加热装置还包括功率模块和外壳；外壳包括铝块44和壳体41；功率模块安装在对应的铝块44上；铝块44的外部设置有接地端子；壳体41设置有多个安装柱，其中，多个安装柱中包括至少一个与铝块44连接的安装柱；功率模块和铝块44的数量均与单个铝管内的第二电极片的数量相匹配；外壳用于安装控制板和功率模块；功率模块用于为多个芯片20提供匹配的功率；铝块44用于为功率模块提供散热；多个安装柱用于固定控制板；接地端子用于通过导线使控制板接地。

上述功率模块可以是igbt模块，也可以是其他功率模块；铝块44上通常可以先放置导热绝缘片，再将功率模块安装在已放置导热绝缘片的铝块44上面，通过铝块44将功率模块产生的热量散出；壳体41可以是注塑壳体，壳体41上包括多个安装柱，该安装柱可以是螺纹柱，用于锁紧控制板，在多个安装柱中可以包括一个与铝块44连接的安装柱，可以通过螺钉连接控制板和铝块44；铝块44外部可以设置一个接地端子，通过该接地端子连接导线使控制板接地，防止因静电损坏控制板上的元件。在实际实现时，功率模块的数量和铝块的数量通常与单个铝管内的第二电极片的数量相匹配，比如，如图4和图5所示，以单个铝管内的第二电极片的数量为两个，功率模块为igbt功率模块40为例，则igbt功率模块40的数量，以及铝块44的数量也分别设置为两个。

进一步的，装置还包括功率模块压板；功率模块压板上设置有方形孔和第一安装孔；功率模块压板内部设置有与功率模块的数量相匹配的圆柱；壳体41上还设置有方形柱和第二安装孔；方形孔与方形柱匹配安装，以定位功率模块压板；圆柱用于定位功率模块；第一安装孔和第二安装孔之间安装螺钉，以固定功率模块压板和壳体41。

在实际实现时，由上述可知，功率模块的数量通常与单个铝管内的第二电极片的数量相匹配，比如，如图4所示，以单个铝管内的第二电极片的数量为两个，功率模块为igbt功率模块40为例，则igbt功率模块40的数量相应也设置为两个，功率模块压板即为igbt压板42，igbt压板42中间可以设置一个方形孔和壳体41上的方形柱配合，实现igbt压板42的定位，igbt压板42内部还设置有两个用来分别和两个igbt功率模块40配合的圆柱结构，通过igbt压板实现两个igbt功率模块40的定位，以便于后续igbt功率模块40与控制板之间的安装和焊接。

在igbt压板42上还设置有第一安装孔，在壳体41上设置有第二安装孔，两个安装孔的位置相对应，在两个安装孔之间通常会安装一个igbt传感器43，通过在第一安装孔和第二安装孔之间安装螺钉，可以将igbt压板42固定在壳体41上，同时还可以固定igbt传感器43。

本实用新型实施例还提供一种风加热系统，该系统包括灌封胶，以及上述实施例中任一项的风加热装置；灌封胶用于密封风加热装置中的熔断器和外露金属，其中，外露金属包括第一连接端、第一汇流片、第二连接端、第二汇流片、第一电极头和第二电极头。

在实际实现时，安装在陶瓷基座内的熔断器通过灌封胶实现和外部环境的隔离和绝缘；风加热装置中，第一连接端、第一汇流片、第二连接端、第二汇流片、第一电极头和第二电极头等外露金属通过灌封胶，实现绝缘和防水，保证风加热装置的安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。