印制电路板和电器设备的制作方法

1.本实用新型涉及家用电器技术领域，尤其涉及一种印制电路板和电器设备。


背景技术：

2.空调、泳池机等电器已经逐步成为人们日常生活中必不可少的家用电器，通过控制空调或泳池机工作可以为人们提供舒适的生活环境，空调或泳池机主要通过集成在印制电路板上的控制模块控制对应的电机或压缩机运转来实现其功能。
3.目前，印制电路板上的控制模块中具有多个发热部件，为保证印制电路板的良好散热，通常将不同的发热部件设置在不同的印制电路板上，再将多个印制电路板连接在一起，形成完整的控制电路板。
4.但是，家用电器已经逐步在朝小型化发展，多个印制电路板占据了较大空间，对家用电器小型化造成了一定限制，并且多个印制电路板的组合在生产和运输过程中也容易出现问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种印制电路板和电器设备，通过将多个印制电路板上的控制模块集成在一起，以降低印制电路板占据的空间和提高在生产和运输过程中的稳定性。
6.第一方面，本实用新型提供一种印制电路板，包括：
7.所述印制电路板上设置有控制模块，所述控制模块包括emc滤波电路、pfc电路、整流电路以及直流滤波电路，其中
8.所述直流滤波电路设置在所述印制电路板的一侧，所述emc滤波电路设置在所述印制电路板的另一侧，所述pfc电路和所述整流电路设置在所述emc滤波电路和所述直流滤波电路之间。
9.可选的，所述pfc电路、所述emc滤波电路与所述直流滤波电路间隔设置，所述整流电路靠近所述pfc电路设置。
10.可选的，所述pfc电路包括pfc电路电感和pfc功率器件，其中
11.所述pfc电路电感靠近所述emc滤波电路设置；
12.所述pfc功率器件靠近所述直流滤波电路设置，且所述pfc功率器件设置在所述印制电路板的背面。
13.可选的，所述pfc功率器件在所述印制电路板的正面的投影位于所述pfc电路电感和所述直流滤波电路之间。
14.可选的，所述pfc电路电感为多个，以及所述pfc功率器件为多个；
15.多个所述pfc电路电感按列排列设置，所述多个pfc功率器件按列排列设置；
16.每个pfc电路电感与所述pfc电路电感连接的pfc功率器件，按行排列设置。
17.可选的，所述印制电路板的背面还设置有散热器，所述散热器靠近所述pfc功率器件设置。
18.可选的，所述直流滤波电路包括多个电解电容，所述多个电解电容按列排列设置。
19.可选的，所述直流滤波电路与所述pfc电路电感之间的间距大于所述emc滤波电路与所述pfc电路电感之间的间距。
20.可选的，所述控制模块还包括预充电电路，所述预充电电路设置在所述emc滤波电路和所述pfc电路之间。
21.可选的，所述预充电电路靠近所述整流电路设置。
22.可选的，所述控制模块设置在所述印制电路板的一端，且所述整流电路靠近所述印制电路板的端部设置。
23.可选的，所述印制电路板的另一端设置有负载模块，所述负载模块与所述控制模块相邻设置。
24.可选的，所述负载模块包括驱动电路、开关电源电路和主控控制电路。
25.可选的，所述emc滤波电路、所述整流电路、所述pfc电路以及所述直流滤波电路依次电连接，且所述直流滤波电路与所述负载模块连接。
26.第二方面，本实用新型提供一种电器设备，包括：
27.所述电器设备包括壳体和设置在所述壳体内的风机和如第一方面以及第一方面的各种可能的设计所述的印制电路板，所述风机的至少部分吹风面朝向所述印制电路板。
28.本实用新型提供的印制电路板和电器设备，该印制电路板上设置有控制模块，控制模块包括emc滤波电路、pfc电路、整流电路以及直流滤波电路，其中，直流滤波电路设置在印制电路板的一侧，emc滤波电路设置在印制电路板的另一侧，pfc电路和整流电路设置在emc滤波电路和所述直流滤波电路之间。通过将多个印制电路板集成为一个，降低了因多个印制电路板降低多个印制电路板占据了较大空间对家用电器小型化造成的影响，提高了印制电路板在生产和运输过程中的稳定性，并将印制电路板中的发热部件和温度敏感部件尽可能的远离设置，降低因多个印制电路板集成后，发热部件对整个电路板工作稳定性的影响。
附图说明
29.图1为本实用新型提供的电器设备的结构示意图；
30.图2为本实用新型提供的印制电路板的结构示意图一；
31.图3为本实用新型提供的印制电路板的结构示意图二；
32.图4为本实用新型提供的印制电路板的结构示意图三；
33.图5为本实用新型提供的印制电路板的结构示意图四；
34.图6为本实用新型提供的负载模块的结构示意图；
35.图7为本实用新型提供的印制电路板的结构示意图五。
具体实施方式
36.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。
37.在本实用新型的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
38.需要说明的是，本实用新型实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示例子、例证或说明。本实用新型中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
39.空调、泳池机等电器已经逐步成为人们日常生活中必不可少的家用电器，其主要通过集成在印制电路板上的控制模块控制对应的电机或压缩机运转来实现相应的功能。
40.目前，印制电路板上的控制模块中具有多个发热部件，例如，电磁兼容滤波电路和功率因素校正电路，为保证印制电路板的良好散热，通常是将不同的发热部件设置在不同的印制电路板上，例如，电磁兼容滤波电路处于单独的一个印制电路板，功率因素校正电路处于另一个印制电路板，再将多个印制电路板进行连接，共同形成一个家用电器的控制电路板。
41.但是，家用电器已经逐步在朝小型化发展，多个印制电路板占据了较大空间，对家用电器小型化造成了一定限制，并且多个印制电路板的组合在生产和运输过程中也容易出现不稳定的问题。
42.有鉴于此，本实用新型实施例提供一种印制电路板和电器设备，将用于控制家用电器的多个印制电路板集成为一个，可以降低多个印制电路板占据了较大空间对家用电器小型化造成的影响，提高了印制电路板在生产和运输过程中的稳定性，并且通过设置印制电路板的安装位置以及对印制电路板上的各控制模块进行合理的布局，有效降低了多个印制电路板集成后，带来的散热问题。
43.下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案以及本实用新型的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以独立实现，也可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
44.图1为本实用新型实施例提供的电器设备的结构示意图，包括壳体101、风机102以及印制电路板103。
45.其中，壳体101为电器设备的外壳壳体，风机102和印制电路板103设置在该壳体101内部。
46.印制电路板103设置在风机102的对侧，包括侧方或者正方。
47.电器设备在工作时，可以通过印制电路板103来控制风机102转动，请继续参考图1，风机102在转动时，可以带动电器设备中的空气进行流动，由于印制电路板103设置在风机102的对侧，风机102在转动时产生的气流可以流经印制电路板103的表面，因此可以将印制电路板103在工作时产生的热量带走，并经过壳体101上的排气孔排出。即，风机102的部分吹风面朝向印制电路板103。
48.本实用新型实施例中的电器设备可以为空调器、泳池机等常用的家电设备，本实用新型对此不进行限制。
49.本实用新型实施例提供的电器设备，包括壳体和设置在壳体内的印制电路板和风机，风机的至少部分吹风面朝向印制电路板。通过风机转动时产生的气流，流经印制电路板的表面，可以将印制电路板在工作时产生的热量带走，降低了因将多个印制电路板集成为一个时，电路板所产生的热量对电路板上设置的各部件的影响，提升了印制电路板工作的稳定性。
50.上面对印制电路板在电器设备中的设置进行了说明，本实用新型实施例还通过对印制电路板中各部件进行合理的布局，进一步降低了因发热部件对整个电路板工作稳定性的影响。
51.下面将结合附图，对本实用新型提供的印制电路板的具体结构进行详细说明。
52.图2为本实用新型提供的印制电路板的结构示意图一，如图2所示，印制电路板20上设置有控制模块，该控制模块包括：电磁兼容(electromagnetic compatibility，emc)滤波电路201、整流电路202、功率因素校正(power factor correction，pfc)电路203以及直流滤波电路204。
53.其中，直流滤波电路204设置在印制电路板20的一侧，emc滤波电路201设置在印制电路板20的另一侧，pfc电路203和整流电路202设置在emc滤波电路201和直流滤波电路204之间。
54.pfc电路、emc滤波电路与直流滤波电路间隔设置，整流电路靠近pfc电路设置。
55.示例性的，如图2所示，emc滤波电路201设置在印制电路板20的最左侧，直流滤波电路204设置在印制电路板20的最右侧，pfc电路203和整流电路202分别设置在emc滤波电路201和直流滤波电路204之间，整流电路202设置在pfc电路203的下方并靠近pfc电路203，即pfc电路、emc滤波电路与直流滤波电路之间均设置有一定的间隔。
56.本实用新型实施例中emc滤波电路201的输入端与供电电源连接，emc滤波电路201的输出端与整流电路202连接，整流电路202与pfc电路203连接，pfc电路203与直流滤波电路204连接。
57.在在供电电源开始上电时，电流从供电电源依次流至emc滤波电路201，整流电路202、pfc电路203以及直流滤波电路204，再从直流滤波电路204流向电器设备中的压缩机或风机等，带动压缩机或风机运转。
58.本实用新型实施例中，emc滤波电路201，包括emc滤波电路电感和对应的驱动电路，用于对输入的供电电源提供的交流电进行滤除从电源线引入的外部电磁电磁干扰、同时避免自身向外部发出噪声干扰影响同一电磁环境下的其他电子元件的工作。
59.整流电路202包括整流电路电感和对应的驱动电路，用于将经过滤波处理后的交流电进行直流转换，并进行升压处理。例如，将220v的交流电转变为310v的直流电。可选的，该直流电可以为脉动直流。
60.pfc电路203，包括pfc电路电感、pfc功率器件以及对应的驱动电路，用于提高电路的功率因素，其中，功率因素指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。即，pfc电路203可以提高电器设备的电力利用率。
61.可选的，pfc电路203还用于升压和稳压，例如，将整流电路202输入的310v的直流电提升为380v的直流电，并使之保持稳定。
62.直流滤波电路204，包括直流滤波电解电容和对应的驱动电路，用于对流过的脉动直流电源进行进一步的过滤，将脉动的直流电压变成平滑的直流电压，以满足后端电器的需求。
63.本实用新型实施例中，emc滤波电路201中的电路电感和pfc电路203中的电路电感均为发热部件，直流滤波电路204中的电解电容为温度敏感元件，即，直流滤波电路204中的电解电容的可靠性和寿命容易受到温度的影响，在周围环境温度较高时，可靠性和寿命钧容易出现下降的问题。
64.本实用新型实施例中，将包含温度敏感元件的直流滤波电路204设置在印制电路板20的一侧，将包含发热部件的emc滤波电路201设置在印制电路板20的另一侧，包含发热部件的pfc电路203设置在emc滤波电路201和直流滤波电路204之间，且pfc电路、emc滤波电路与直流滤波电路间隔设置。将直流滤波电路204设置在尽可能远离发热部件的位置，两个发热部件所在电路之间留有一定间距，可以提升通过空气进行散热的，降低发热对温度敏感元件的影响。
65.图3为本实用新型实施例提供的印制电路板的结构示意图二，如图3所示，控制模块还包括：预充电电路205。
66.其中，预充电电路205的一端与emc滤波电路201相连接，预充电电路205的另一端与整流电路202相连接，预充电电路205设置在emc滤波电路201和pfc电路203之间，并且预充电电路205靠近整流电路202设置。
67.本实用新型实施例中，预充电电路205用于对电器中的控制模块进行保护，例如，直流滤波电路204中的电解电容。如果电器在上电之前电容处于零状态，即电容内没有能量，那么在电路闭合瞬间，相当于直接短路，电流非常之大，这么大的电流如不加以限制将对电气设备造成巨大冲击而损伤。本实用新型实施例中的预充电电路205可以为常用的预充电电路，例如，由继电器和正温度系数(positive temperature coefficient，ptc)热敏电阻构成。
68.本实用新型实施例中，pfc电路203包括pfc电路电感2031和pfc功率器件2032，pfc电路电感2031靠近emc滤波电路201设置，pfc功率器件2032靠近直流滤波电路204设置，且pfc功率器件2032设置在印制电路板20的背面。
69.本实用新型实施例中pfc功率器件2032包括绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)和二极管，对应的pfc电路包括igbt驱动电路。其中，igbt是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。
70.请继续参阅图3，由于电流在pfc电路203中的流向是先经过pfc电路电感2031，再流入pfc功率器件2032，因此，pfc功率器件2032在印制电路板20上可以根据的pfc电路电感2031的位置确定。
71.具体的，pfc功率器件2032在印制电路板20正面的投影位于pfc电路电感2031和直流滤波电路204之间。
72.可选的，pfc功率器件2032也为一个发热部件，因此，印制电路板20的背面还设置有散热器，该散热器靠近pfc功率器件2032。例如，散热器可以于pfc功率器件2032紧贴设置，该散热器与pfc功率器件2032的相对位置可以根据实际的印制电路板20的路线走向决定，本实用新型实施例对此不进行限制。
73.本实用新型实施例中，由于直流滤波电路204中的电解电容为温度敏感元件，pfc电路203中的pfc电路电感2031为发热部件，因此，需要在保证发热器件pfc电路电感2031与emc滤波电路201中的电容有一定间隔的基础上，尽可能的增加pfc电路电感2031与直流滤波电路204中的电解电容的距离，即，直流滤波电路204与pfc电路电感2031之间的间距大于emc滤波电路201与pfc电路电感2031之间的间距。
74.可以理解的是，具体的距离设置可以根据实际的线路走向来决定，本实用新型实施例对此不作限制，只要保证直流滤波电路与pfc电路电感之间的间距大于emc滤波电路与pfc电路电感之间的间距即可。
75.本实用新型实施例中，pfc电路203中的pfc电路电感2031和pfc功率器件2032的数量可以根据电器设备的功率来决定，功率越大，pfc电路203中的pfc电路电感2031和pfc功率器件2032的数量越多。
76.具体的，pfc电路203中的pfc电路电感2031可以为多个，pfc电路203中的pfc功率器件2032也可以为多个，如图4所示，每一个圆圈代表一个pfc电路电感或者pfc功率器件。
77.多个pfc电路电感2031按列排列设置，多个pfc功率器件2032按列排列设置，每个pfc电路电感2031都与一个pfc功率器件2032相对应。即，pfc电路20可以包括多组元器件，每组元器件包括一个pfc电路电感2031都与一个pfc功率器件2032。
78.可选的，每一个功率器件都对应一个散热器，多个散热器也按照按列排列设置。
79.可选的，散热器也可以为1个，设置在靠近在多个pfc功率器件2032的中部，即，与按列排列设置的多个pfc功率器件2032中的中心一个pfc功率器件紧贴设置。例如，pfc功率器件2032有3个，从上到下排列设置，则散热器紧贴设置第二个pfc功率器件处。
80.本实用新型实施例中，emc滤波电路201中的电容和直流滤波电路204中的电解电容也可以根据电器设备的功率来设置。
81.具体的，emc滤波电路201中可以设置一个或多个电容，直流滤波电路204可以设置一个或多个电解电容。
82.请继续参考图4，emc滤波电路201中的电容按列排列设置，直流滤波电路204中的多个电解电容也按列排列设置。
83.可以理解的是，图4中的圆圈数量并不对具体的emc滤波电路电容进和直流滤波电路电解电容造成限制，可以根据实际需求进行设置。
84.本实用新型实施例中，将pfc电路中的pfc功率器件设置在印制电路板的背部，每个pfc功率器件都设置有一个散热器，pfc电路电感设置在直流滤波电路和emc滤波电路之间，且直流滤波电路与pfc电路电感之间的间距大于emc滤波电路与pfc电路电感之间的间距。通过增加温度敏感元件与发热器件之间的距离，可以降低因器件发热对温度敏感元件可靠性的影响。
85.图5为本实用新型实施例提供的印制电路板的结构示意图四，如图5所示，本实用新型实施例提供的印制电路板20还包括：负载模块206。
86.其中，负载模块206设置在印制电路板20的一端，与控制模块相邻设置。负载模块206的一端与控制模块相连接，负载模块206的另一端与电器设备的压缩机或者电机相连接。
87.本实用新型实施例中，负载模块206用于根据控制模块提供的能量以及用户的控
制指令控制电器设备进行运行。
88.图6为本实用新型实施例提供的负载模块206的结构示意图，如图6所示，本实用新型实施例提供的负载模块206包括驱动电路2061、开关电源电路2062和主控控制电路2063。
89.其中，驱动电路2061分别与开关电源电路2062、主控控制电路2063和电器设备的压缩机或者电机相连接，开关电源电路2062分别与驱动电路2061和主控控制电路2063连接，主控控制电路2063分别与驱动电路2061和开关电源电路2062相连接。
90.驱动电路2061用于驱动电器设备的压缩机或者电机运转，开关电源电路2062用于为驱动电路2061和主控控制电路2063提供低压电源支持，例如，5v，和/或12v电压，以保证驱动电路2061和主控控制电路2063正常运转，主控控制电路2063用于为驱动电路2061提供控制信号支持，即主控控制电路2063是将用户的控制命令转化为控制信号提供给驱动电路2061，以使驱动电路2061根据控制信号控制压缩机或者电机运转。
91.可选的，驱动电路2061包括第一驱动电路和第二驱动电路，第一驱动电路和第二驱动电路之间相互独立，第一驱动电路用于为压缩机或者电机提供电能以驱动其运转，第二驱动电路用于为压缩机或者电机提供运转方式。即，第一驱动电路是控制压缩机或者电机运转，第二驱动电路用于控制压缩机或者电机以怎样的方式运转，例如，转向、转速等。
92.驱动电路2061包括第一驱动电路和第二驱动电路，则开关电源电路2062分别与第一驱动电路和第二驱动电路连接，主控控制电路2063也分别与第一驱动电路和第二驱动电路连接。
93.可选的，主控控制电路2063还与控制模块中的pfc电路203连接，用于根据控制信号控制pfc电路203中的igbt和二极管，以使pfc电路203实现对整个电路的功率因素校正。
94.图7为本实用新型实施例提供的印制电路板的结构示意图五，如图7所示，包括控制模块和负载模块。
95.控制模块和负载模块的具体构成、连接关系以及作用已通过图2至图6所示的实施例进行了说明，此处不在赘述。
96.综上所述，本实用新型实施例将原本多个印制电路板集合成一个，降低了因多个印制电路板降低多个印制电路板占据了较大空间对家用电器小型化造成的影响，提高了印制电路板在生产和运输过程中的稳定性，并将印制电路板中的发热部件和温度敏感部件尽可能的远离设置以及使风机的部分吹风面朝向印制电路板，降低了因多个印制电路板集成后，发热部件对整个电路板工作稳定性的影响。
97.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。