驱动控制器的集成结构、驱动控制器和空调的制作方法

本申请涉及变频控制技术领域，具体涉及一种驱动控制器的集成结构、驱动控制器和空调。

背景技术：

变频空调的驱动控制器采用交流电源输入，经整流、功率因数矫正(Power Factor Correction，PFC)、逆变后控制压缩机运行。目前有桥交错式PFC驱动控制器应用最为广泛，其包含整流模块、PFC模块、智能功率模块(Intelligent Power Module，IPM)三个模块。

但是该驱动控制器中需要分别设置上述三个模块，驱动控制器中均需要设定独立的空间以便设置上述三个模块，而每个模块的体积相对较大，使得驱动控制器的体积较大。

技术实现要素：

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种驱动控制器的集成结构、驱动控制器和空调。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种驱动控制器的集成结构，包括基板、整流模块、功率因数校正PFC模块和智能功率模块IPM；

所述整流模块、所述PFC模块和所述IPM均设置在所述基板上；

所述基板包括交流电源输入引脚、直流输出引脚、PFC输入引脚、交流电源输出引脚、PFC模块驱动引脚和IPM驱动引脚；

所述交流电源输入引脚和所述直流输出引脚分别与所述整流模块相连；

所述PFC输入引脚和所述PFC模块驱动引脚分别与所述PFC模块相连；

所述交流电源输出引脚、所述IPM驱动引脚和所述PFC模块分别与所述IPM相连。

进一步地，上述所述的驱动控制器的集成结构，还包括温度检测模块；所述基板还包括温度检测引脚；

所述温度检测模块与所述温度检测引脚相连。

进一步地，上述所述的驱动控制器的集成结构中，所述温度检测模块采用负的温度系数NTC热敏电阻实现。

进一步地，上述所述的驱动控制器的集成结构中，所述PFC模块中的晶体管采用碳化硅SiC材料制成。

进一步地，上述所述的驱动控制器的集成结构中，所述IPM中的晶体管采用碳化硅SiC材料制成。

进一步地，上述所述的驱动控制器的集成结构中，还包括散热底板；

所述基板设置在所述散热底板上。

进一步地，上述所述的驱动控制器的集成结构中，所述散热底板采用氮化铝AlN材料制成。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种驱动控制器，包括驱动信号生成器件、滤波器件、储能电容和如上所述的集成结构；

所述PFC模块驱动引脚和所述IPM驱动引脚分别与所述驱动信号生成器件相连；

所述直流输出引脚与所述滤波器件相连；

所述PFC模块通过所述滤波器件与所述IPM相连。

进一步地，上述所述的驱动控制器，其特征在于，所述滤波器件采用电感和/或DC-link电容实现。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种空调，包括压缩机和如上所述的驱动控制器；

所述驱动控制器与所述压缩机相连。

本申请的驱动控制器的集成结构、驱动控制器和空调，通过在基板上设置交流电源输入引脚、直流输出引脚、PFC输入引脚、交流电源输出引脚、PFC模块驱动引脚和IPM驱动引脚，并将整流模块、PFC模块和IPM均设置在基板上，使交流电源输入引脚和直流输出引脚分别与整流模块相连，PFC输入引脚和PFC模块驱动引脚分别与PFC模块相连，交流电源输出引脚、IPM驱动引脚和PFC模块分别与IPM相连，实现了将整流模块、PFC模块和IPM集成设置。采用本申请的技术方案，能够减小驱动控制器的体积。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请的驱动控制器的集成结构实施例的结构示意图；

图2为图1中驱动控制器的集成结构的拓扑图；

图3为本实施的驱动控制器的集成结构的外观图；

图4为相同发热量下Al2O3与AlN温升对比图；

图5为SiC与Si反向关断损耗对比图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1为本申请的驱动控制器的集成结构实施例的结构示意图，图2为图1中驱动控制器的集成结构的拓扑图。如图1和图2所示，本实施例的驱动控制器的集成结构包括基板10、整流模块11、功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)模块12和智能功率模块(Intelligent Power Module，IPM)13。其中，整流模块11、PFC模块12和IPM13均设置在基板10上；基板10包括交流电源输入引脚101、直流输出引脚B、PFC输入引脚102、交流电源输出引脚103、PFC模块驱动引脚104和IPM驱动引脚105。本实施例中，交流电源输入引脚101和直流输出引脚B分别与整流模块11相连；PFC输入引脚102和PFC模块驱动引脚104分别与PFC模块12相连；交流电源输出引脚103、IPM驱动引脚105和PFC模块12分别与IPM13相连。例如，交流电源输入引脚101可以包括第一输入子引脚L1和第二输入子引脚L2；PFC输入引脚102可以包括第一PFC输入子引脚B1和第二PFC输入子引脚B2；交流电源输出引脚103可以包括第一输出子引脚U、第二输出子引脚V和第三输出子引脚W；PFC模块驱动引脚104可以包括第一子驱动引脚G1和第二子驱动引脚G2；IPM驱动引脚105可以包括第三子驱动引脚G3、第四子驱动引脚G4、第五子驱动引脚G5、第六子驱动引脚G6、第七子驱动引脚G7和第八子驱动引脚G8。

需要说明的是，本实施例中基板10上还设置有每个模块对应的接地引脚。如，整流桥的接地引脚N，PFC模块12的两个接地引脚NB1和NB2，IPM13的三个接地引脚EU、EV和EW。图3为本实施的驱动控制器的集成结构的外观图，图2所示的各引脚的位置可以参考如图3设置。

本实施例中，交流电源输入引脚101与供电电源相连，且PFC模块12和IPM13模块接收到驱动信号后，该集成结构进入工作状态。交流电输入整流模块11，由整流模块11对输入的交流电进行整流，整流后输出直流电经外部开关电源后输出不同的直流电给各个模块使用。交流电经过外接充电电路后通过PFC输入引脚102输入PFC模块，由PFC模块12进行功率因数矫正、整流后得到母线电压，再由IPM13完成逆变压缩机所需要的交流电后通过交流电源输出接口对压缩机进行供电，以控制压缩机运行。本实施例中，在同一基板10上设置整流模块11、PFC模块12和IPM13模块，并在该基板10设置所需外围电路对应的连接引脚，使得整流模块11、PFC模块12和IPM13模块能够集成设置，经验证，该集成结构的整体体积与原有三个模块的体积相加后得到的总体积相比，减小了1/2左右，进而减小了驱动控制器的整体体积。

本实施例的驱动控制器的集成结构，通过在基板10上设置交流电源输入引脚101、直流输出引脚B、PFC输入引脚102、交流电源输出引脚103、PFC模块驱动引脚104和IPM驱动引脚105，并将整流模块11、PFC模块12和IPM13均设置在基板10上，使交流电源输入引脚101和直流输出引脚B分别与整流模块11相连，PFC输入引脚102和PFC模块驱动引脚104分别与PFC模块12相连，交流电源输出引脚103、IPM驱动引脚105和PFC模块12分别与IPM13相连，实现了将整流模块11、PFC模块12和IPM13集成设置。采用本申请的技术方案，能够减小驱动控制器的体积。

在实际应用中，各模块在工作过程中，会产生热量，使得驱动控制器的集成结构温度提高，若驱动控制器的集成结构温度过高，会影响驱动控制器的使用，甚至造成驱动控制器烧坏等现象。因此，如图1和图2所示，本实施例的驱动控制器的集成结构还可以包括温度检测模块14；该基板10还包括温度检测引脚106；温度检测模块14与温度检测引脚106相连，并将检测到的温度发送给外围监控设备，以便外围监控设备采取相应措施。其中，该温度检测模块14优选为负的温度系数(Negative Temperature CoeffiCient，NTC)热敏电阻，温度检测引脚106可以包括第一子检测引脚T1和第一子检测引脚T2。

本实施例中，为了防止驱动控制器的集成结构温度过高，还可以在驱动控制器的集成结构中设置散热底板(图中不再示出)，并将基板10设置在散热底板上，这样基板10上的热量可以传导至散热底板，进而可以进行散热。

图4为相同发热量下Al2O3与AlN温升对比图。如图4所示，本实施例中，在相同发热量Al2O3的温度为59.7℃，而AlN温升为51.3℃，由此可以看出，AlN的散热效果要优于Al2O3的散热效果，因此，本实施例中的散热底板可以选择AlN材料制成，从而能够对驱动控制器的集成结构进行散热。

在一个具体实现过程中，整流模块11、PFC模块12和IPM13均为采用晶体管设计的电路形成，例如，如图2所示，整流模块11可以由二极管形成，PFC模块12和IPM13均可以由开关管和二极管形成，其中开关管优选为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)。由于晶体管的损耗高低对模块的性能有较大影响，因此，为了提高每个模块的性能，本实施例中的晶体管优选为损耗较低的材料制成。

图5为SiC与Si反向关断损耗对比图，如图5所示，横坐标为时间，纵坐标为当前损耗，由图5可以在TJ＝25℃、50℃、100℃和150℃下，SiC的反向关断损耗基本不变，而Si的反向关断损耗依次增大，且SiC的反向关断损耗明显小于Si的反向关断损耗，二者之间存在一个能源浪费区间(Wasted Energy)。因此，本实施例中，优选为SiC作为每个模块中晶体管的制作材料。

本申请还提供一种驱动控制器，该驱动控制器包括驱动信号生成器件、滤波器件、储能电容和如上实施例的驱动器的集成结构。其中，PFC模块驱动引脚104和IPM驱动引脚105分别与驱动信号生成器件相连；直流输出引脚B与滤波器件相连，以对需要的供电的模块进行供电；PFC模块通过储能电容与IPM相连。例如，本实施例中的滤波器件可以采用电感和/或DC-link电容实现。

本实施例还提供一种空调，该空调包括压缩机和上述实施例的驱动控制器，该驱动控制器与压缩机相连。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。