电子调速器及无人机的制作方法

本实用新型涉及一种电子调速器及无人机。

背景技术：

无人机上用到的电子调速器具有功率密度高的特性，它要求在有限体积内(大约一个名片的大小面积)实现上千瓦的输出功率。因此电子调速器对散热要求较高，其散热层叠要具备低热阻、重量轻、散热快等特征。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种电子调速器，所述电子调速器的散热性能良好。

本实用新型还提出一种具有上述电子调速器的无人机。

根据本实用新型的电子调速器，包括：壳体，所述壳体内限定出容纳腔，所述壳体为金属壳体；电路板，所述电路板设在所述容纳腔内，所述电路板上设有功率管；具有绝缘性能的导热层组，所述导热层组设在所述功率管上，所述导热层组与所述容纳腔的内壁接触。

根据本实用新型实施例的电子调速器，通过将壳体设置成金属壳体，且电路板上的功率管通过具有绝缘性能的导热层组与壳体相接触，从而能最大限度地把电路板上的元器件热量导出壳体外，降低电路板工作温度，保证电子调速器能够达到最大输出功率，且延长了元器件的寿命。同时，以金属壳体作为散热的重要环节，电子调速器不必再额外设置散热片，从而减少了不必要的额外部件重量，进而减少电子调速器的重量。另外，电路板设在金属壳体内，可通过壳体屏蔽外部电磁干扰，从而增强了电子调速器的抗干扰性。整个电子调速器结构简单，加工工艺也不复杂，可节约用料及成本。

在一些实施例中，所述导热层组包括：设在所述功率管和所述壳体之间的第一金属层，所述第一金属层包括层区，所述层区包括水平片和自所述水平片的一侧弯折延伸出的竖直片，所述水平片贴合于所述功率管的顶部，所述竖直片固定于所述电路板上。

具体地，所述竖直片贴合于所述功率管的一侧。

在一些具体实施例中，所述功率管为多个，且多个所述功率管呈多排多列的形式设置在所述电路板上，所述第一金属层包括多个层区，每排所述功率管上设有一块所述层区。

更进一步地，所述导热层组还包括：设在所述第一金属层和所述壳体之间的第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属层接触。

进一步地，所述导热层组还包括：设在所述第二金属层和所述壳体之间的导热绝缘层，所述导热绝缘层与所述容纳腔的内壁接触。

在一个具体示例中，所述壳体为铝合金件，所述第一金属层为铜片层，所述第二金属层为铝片层。由此，电子调速器具有叠层简单、加工工艺简单、散热效果优越等效果。

在一些实施例中，所述壳体包括顶壳，所述顶壳包括厚壳区及自所述厚壳区的一端延伸出的薄壳区，所述薄壳区的顶面与所述电路板齐平，所述薄壳区的顶部设有开口，所述电路板的电源线穿过所述开口以伸出所述容纳腔。

具体地，所述壳体的顶部设有用于散热的肋片。

根据本实用新型的无人机，包括根据本实用新型的电子调速器。

根据本实用新型的无人机，通过设置上述电子调速器，提高了无人机运行的稳定性及可靠性。另外，减少了无人机的重量，节约了成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的电子调速器的分解结构图；

图2是根据本实用新型实施例的电子调速器的立体结构图；

图3是根据本实用新型实施例的电子调速器的剖视结构图。

附图标记：

电子调速器100、

壳体1、容纳腔10、顶壳11、厚壳区111、薄壳区112、底壳12、肋片13、开口14、

电路板2、功率管21、电源线22、

导热层组3、导热绝缘层31、第一金属层32、层区321、水平片3211、竖直片3212、第二金属层33。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的电子调速器100。

根据本实用新型实施例的电子调速器100，如图1和图2所示，包括：壳体1、电路板2和具有绝缘性能的导热层组3。壳体1内限定出容纳腔10，壳体1为金属壳体。电路板2设在容纳腔10内，电路板2上设有功率管21。导热层组3设在功率管21上，导热层组3与容纳腔10的内壁接触。

也就是说，电子调速器100中电路板2上的功率管21通过导热层组3与壳体1相接触。导热层组3具备较强的导热性能，而壳体1为金属壳体，壳体1具备较强的散热性能，因此电路板2上功率管21的热量可通过导热层组3及壳体1快速发散出去，从而快速降低电路板2的工作温度。这样电子调速器100的散热性能提高了，电路板2上各元器件不易烧损，保证了电子调速器100的输出功率的稳定性。

另外，由于导热层组3具有绝缘性能，功率管21无法通过导热层组3与金属壳体导电，这样的导热层组3，能避免电路板2上其他元器件与导热层组3接触后漏电的情况。

根据本实用新型实施例的电子调速器100，通过将壳体1设置成金属壳体，且电路板2上的功率管21通过具有绝缘性能的导热层组3与壳体1相接触，从而能最大限度地把电路板2上的元器件热量导出壳体1外，降低电路板2工作温度，保证电子调速器100能够达到最大输出功率，且延长了元器件的寿命。同时，以金属壳体作为散热的重要环节，电子调速器100不必再额外设置散热片，从而减少了不必要的额外部件重量，进而减少电子调速器100的重量。另外，电路板2设在金属壳体内，可通过壳体1屏蔽外部电磁干扰，从而增强了电子调速器100的抗干扰性。整个电子调速器100结构简单，加工工艺也不复杂，可节约用料及成本。

为方便理解，下面结合图1-图3描述本实用新型的电子调速器100中的一个具体实施例。

如图1-图3所示，壳体1包括：底壳12和顶壳11，底壳12和顶壳11之间限定出容纳腔10，电路板2及导热层组3均设在容纳腔10内。其中，电路板2的设置有功率管21的一侧朝向顶壳11设置。

导热层组3还包括：第一金属层32，第一金属层32设在功率管21和壳体1之间，第一金属层32包括层区321，层区321包括：水平片3211和竖直片3212，竖直片3212自水平片3211的一侧弯折延伸，水平片3211贴合于功率管21的顶部，竖直片3212固定于电路板上，而且竖直片3212贴合于功率管21的一侧。也就是说，第一金属层32的一部分朝向电路板2的方向弯折。其中，第一金属层32在远离电路板2的表面上涂覆有导热硅胶。

导热层组3还包括：第二金属层33，第二金属层33设在第一金属层32和壳体1之间，第二金属层33与第一金属层32接触。

导热层组3包括：具有导热和绝缘性能的导热绝缘层31，导热绝缘层31设在功率管21上且与容纳腔10的内壁接触。

在电路板2上，功率管21为多个，且多个功率管21呈多排多列的形式设置在电路板2上。其中，功率管21形成为M排N列，其中，M可以为6，N的数量可以为3、4、5等。

第一金属层32包括多个层区321，每排功率管21上设有一块层区321。也就是说，每一排功率管21构成一个发热单元，每个发热单元上面设一个层区321，多个层区321构成第一金属层32。其中，相邻两个层区321之间间隔开。

具体地，如图1所示，每个层区321均包括：水平片3211和竖直片3212，水平片3211设在功率管21与导热绝缘层31之间，竖直片3212从水平片3211的一侧边缘垂直朝向电路板2的方向延伸。也就是说，每个层区321大体形成为一个L形的板片件。

如图3所示，导热绝缘层31的顶壁和侧壁与顶壳11相接触，第二金属层33的侧壁与顶壳11也相接触。

另外，顶壳11的顶部设有多个肋片13，肋片13在顶壳11上规律整齐分布，多个肋片13形成多排多列。多个肋片13为阵列状呈P排Q列，P和Q由具体导热情况确定。

壳体1上还设有开口14，电路板2的电源线22穿过开口14以伸出容纳腔10。在图1-图3的实施例中，电源线22有三根，三根电源线22间隔开地连接在电路板2上。开口14设在顶壳11上，三根电源线22从开口14处伸出壳体1，以连接外部电源。

在该实施例中，底壳12的厚度相等，底壳12的顶部敞开。顶壳11的底部敞开，顶壳11扣合在底壳12上以形成容纳腔10。其中，顶壳11包括厚壳区111和自厚壳区111的一端的下部延伸出的薄壳区112，厚壳区111的厚度尺寸较大，薄壳区112的厚度尺寸较小。这里提及的厚度尺寸，均指的是在电路板2的厚度方向上的尺寸。

开口14设在薄壳区112的顶部，肋片13设在厚壳区111的顶部，开口14的一侧与厚壳区111的边缘平齐，也就是说，在薄壳区112的顶部沿厚壳区111的边缘处切出开口14。

如图3所示，电路板2的顶面与薄壳区112的顶面大体齐平，电路板2的电源线22在伸出开口14时无需弯曲。

在该实施例中，电子调速器100的导热叠层由下往上包括：底壳12、电路板2、第一金属层32、第二金属层33、导热绝缘层31和顶壳11。顶壳11与导热层组3相接触，导热层组3、顶壳11构成电路板2散热的关键部件。

该实施例的装配过程为：可将第一金属层32的每个层区321的竖直片3212的底端焊接在电路板2上，使每个层区321的竖直片3212紧贴相应功率管21的侧面，每个层区321的水平片3211紧贴在相应功率管21的顶面。然后将第二金属层33通过导热硅胶粘在第一金属层32上，之后将导热绝缘层31覆在第二金属层33上。

在电路板2上设置好导热层组3后，可将电路板2放置到底壳12内，然后扣上顶壳11，使导热层组3压在顶壳11与电路板2之间。

在电路板2装入壳体1之前可将电源线22焊接在电路板2上，也可在电路板2装入壳体1之后再将电源线22焊接在电路板2上。

在上述实施例中，将壳体1分成底壳12和顶壳11，可方便装配。

导热绝缘层31可为导热硅胶片，导热硅胶片不仅具有一定导热性能，还具有绝缘性能，保证导热层组3能导热且绝缘的特性。另外，导热硅胶片还具有一定弹性，因此导热硅胶片可紧密地压实在功率管21和壳体1之间，保证导热层组3与壳体1、功率管21之间不会夹有过多空气，从而保证从功率管21到壳体1的导热系数高，并缓冲壳体1通过导热层组3传递给功率管21的压力，保护功率管21。

在上述实施例中，选用第一金属层32贴在功率管21上，可提高导热层组3的导热系数，保证功率管21上的热量能快速传导至导热层组3。

在上述实施例中，在第一金属层32上还设置第二金属层33，第一金属层32和第二金属层33可由不同的材料制成或者设置成不同的形状，第一金属层32配合第二金属层33可以达到更好的导热性能。

例如，在上述实施例中，第一金属层32为铜片层，第二金属层33为铝片层。由于铜材导热系数高，且铜片的焊接性能参数较好，因此第一金属层32选用铜片层可提高第一金属层32与电路板2之间的焊接质量。由于铝材导热系数也较高，且铝材质量轻、质地软、易加工，铝片压实地能更加紧贴，因此第二金属层33选用铝片层。

上述实施例中，将第一金属层32分成多个层区321，相邻两个层区321之间间隔开，不仅避免相邻两个功率管21之间窜电，还有利于每个层区321根据该排功率管21的排布设置成相适配的形状。如图1中，由于每排功率管21均排列整齐，相应的层区321在功率管排的一侧弯曲，以与该排功率管21的侧壁接触，从而增加第一金属层32与功率管21的接触面积，提高第一金属层32的导热能力。

在上述实施例中，将每个层区321焊接在电路板2上，可使每个层区321与电路板2的连接更加牢固，且每个层区321与相应功率管21之间热阻损耗低。

在上述实施例中，在第一金属层32的远离功率管21的表面上涂有导热硅胶，从而使第一金属层32具有一定的绝缘性，提高了导热层组3的整体绝缘性能。另外，在第一金属层32上涂覆有导热硅胶，第二金属层33设在第一金属层32上时可粘在第一金属层32上，加强第二金属层33与第一金属层32之间的连接的牢固程度。

在上述实施例中，壳体1为铝合金件，可使壳体1具有高导热系数、高强度等特性，壳体1可设计出各种形状，壳体1的厚度也可以设计得较薄。整机导热表面积较大，壳体1可等效为低热阻部件，使电子调速器100接近于理想的导热条件。

肋片13的设置可提高壳体1的散热性能。其中，肋片13的排数和列数可由具体应用情况设置，这里不作限定。

当然，本实用新型实施例的电子调速器100不限于上述实施例所述的结构，例如，本实用新型中具有导热和绝缘性能的导热绝缘层31不限于导热硅胶片，导热绝缘层31还可由其他材料制成，例如导热绝缘层31还可为陶瓷层等。

另外，可以根据预先设计的导热层组3的性能来重新选取第一金属层32及第二金属层33的材料。例如，可将与功率管21直接接触的第一金属层32设置成高导热材料层，以将功率管21上的热量快速导出。然后与第一金属层32接触的第二金属层33由高比热容的材料制成，或者第二金属层33设置成单向导热的材料，这样，第一金属层32吸收的热量传导至第二金属层33后，第二金属层33的热量可不再通过第一金属层32传回到功率管21上。

还有，在合理设置第一金属层32的结构及厚度后，也可以取消第二金属层33和导热绝缘层31中的至少一个。

如果导热层组3取消了第二金属层33的设置，则导热绝缘层31在设在第一金属层32上时可粘在第一金属层32上，加强了第二金属层33与第一金属层32之间的连接的牢固程度。

综上，电子调速器100具有如下诸多优点：

1)本设计具有叠层简单、加工工艺简单、导热效果优越等效果；

2)选用铜片为第一金属层32，结构简单，容易加工，导热系数高，特有的焊接方式使得固定更加牢固，热阻损耗低；

3)选用硅脂为导热绝缘层31，容易加工，具有良好的导热和绝缘性能；

4)选用铝合金外壳为壳体1，具有高导热系数、高强度等特性，可设计出各种形状，厚度可以设计得较薄，整机导热表面积较大，可等效为低热阻部件，接近于理想的导热条件。

根据本实用新型实施例的无人机，包括根据本实用新型上述实施例的电子调速器100。

根据本实用新型实施例的无人机，通过设置上述电子调速器100，电子调速器100能够达到最大输出功率，且使用寿命长，提高了无人机运行的稳定性及可靠性。另外，减少了无人机的重量，节约了成本。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“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实用新型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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。