用于无人机动力系统的电调结构及方法

本发明涉及无人机动力系统散热，具体涉及用于无人机动力系统的电调结构及方法。

背景技术：

1、植保无人机，又名无人飞行器，是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机。由于该类型的无人机是一个很大功率的电子设备，在工作过程中会产生大量的热量，又由于其受低速作业和高温高湿环境的影响，所产生的热量更大且难排除。随着植保无人机的发展，目前大功率无人机对性能和重量要求都很苛刻，这就需要电调有更大的功率密度，对功率器件散热要求较高，由此对植保无人机的散热处理尤为重要，若不能及时有效地散热，会导致器件温度过高，降低其工作效率，甚至损坏器件造成安全隐患，特别是火灾问题。

2、在现有技术中，虽然也提出了多种功率器件的散热解决方案。如增加导热垫片减少功率器件与散热器之间的热阻，提高散热效率。但对于大功率无人机的性能和重量需求，现有的散热方式难以满足散热要求，而影响整个系统的效率，严重情况下还会造成毁灭性的器件失效，带来巨大的损失。

3、因此，针对大功率无人机需要提供一种新的散热电调结构，简化散热器结构，保证重量需求的同时，提高散热效果，以满足高功率器件的散热需求。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种用于无人机动力系统的电调结构及方法，通过双面散热设计，增加散热面积，有效降低功率器件温度，以增强大功率器件的散热效果，提高散热效率，提高系统的稳定性。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案，用于无人机动力系统的电调结构，包括散热器外壳，设于散热器外壳内的pcb板；在所述pcb板的顶面设有窗口，在窗口上设有第一导热垫片，所述第一导热垫片与散热器外壳的前盖贴合；在所述pcb板的底面设有第二导热垫片，所述第二导热垫片与所述散热器外壳的后盖贴合；所述散热器后盖上还设有灌封孔。

3、同时，本发明还提供一种用于无人机动力系统的电调结构设计方法，应用于上述电调结构中，包括以下步骤：

4、步骤一，在pcb板的顶面按照散热需求开设窗口，在窗口上方设置第一导热垫片，并使第一导热垫片与散热器前盖贴合；

5、步骤二，在pcb板的底面设置第二导热垫片，使第二导热垫片与散热器后盖贴合；

6、步骤三，在散热器后盖上设置灌封孔，通过灌封孔注入灌封胶；

7、步骤四，在散热器上表面设置凸出的翅片组件。

8、本方案的原理及优点是：

9、一般设置导热垫片都是在散热器与pcb板之间设置一块，这是因为由于散热器在安装时受安装结构的影响，散热器的散热面需要朝向外部，避免遮挡利于将热量快速排出，由此会将导热垫片设置在靠近散热器散热面的一侧，从而将功率器件上的热量及时传递至散热面快速进行散热。但我们却忽略了功率器件本身是发热体，热量可以通过多面传递，我们却局限于散热器的热量传递过程，由此限制了导热垫片的安装方式。且对于植保无人机而言，作业时电调结构两侧都是外露的，其并不是只能通过向上排出热量，由此才能够采用双面散热的方式。

10、而本方案为了保证双面散热的有效性，在pcb板的顶面设置窗口，以增加pcb板的导热性能，提高热量传递效率。同时在散热器后盖上设置灌封孔，灌封胶导热率为6w/m*k，使底部热量也能够通过灌封胶经第二导热垫片(导热率为5w/m*k)传递至散热器及后盖进行散热，实现双面散热的效果，提供更大的散热面积，从而更有效地降低功率器件的温度，提高散热效率。

技术特征：

1.用于无人机动力系统的电调结构，其特征在于：包括散热器外壳，设于散热器外壳内的pcb板；在所述pcb板的顶面设有窗口，在窗口上设有第一导热垫片，所述第一导热垫片与散热器外壳的前盖贴合；在所述pcb板的底面设有第二导热垫片，所述第二导热垫片与所述散热器外壳的后盖贴合；所述散热器后盖上还设有灌封孔。

2.根据权利要求1所述的用于无人机动力系统的电调结构，其特征在于：所述窗口设于pcb板顶面的敷铜位置，所述窗口为长度20-30mm，宽度5-10mm的方形窗口。

3.根据权利要求1所述的用于无人机动力系统的电调结构，其特征在于：所述第一导热垫片设于所述窗口的正上方位置；所述第一导热垫片为长度45mm，宽度45mm，厚度为2-3mm的方形垫片。

4.根据权利要求1所述的用于无人机动力系统的电调结构，其特征在于：所述第二导热垫片设于pcb板底面的正下方位置，所述第二导热垫片为长度45mm，宽度45mm，厚度为2-3mm的方形垫片。

5.根据权利要求1所述的用于无人机动力系统的电调结构，其特征在于：所述后盖内部设有与第二导热垫片贴合的后贴合部；所述灌封孔设于散热器后盖的左侧位置，所述灌封孔直径为10mm。

6.根据权利要求1所述的用于无人机动力系统的电调结构，其特征在于：所述前盖内部设有与第一导热垫片贴合的前贴合部；所述前盖的上表面还设有翅片组件，所述翅片组件包括多个间隔垂直设于前盖上的翅片，所述翅片高度在4-8mm。

7.用于无人机动力系统的电调结构设计方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-6任一所述的电调结构，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的用于无人机动力系统的电调结构设计方法，其特征在于：在步骤一中，根据mos管功率器件的散热位置设置开窗位置，窗口大小根据mos管所连接铺铜大小设定；所述第一导热垫片设于窗口正上方，第一导热垫片的面积不小于窗口面积。

9.根据权利要求7所述的用于无人机动力系统的电调结构设计方法，其特征在于：所述第二导热垫片根据pcb板大小设置，其大小需完全覆盖pcb板且厚度在2-3mm。

10.根据权利要求7所述的用于无人机动力系统的电调结构设计方法，其特征在于：所述灌封孔根据灌封通畅要求设置，设于散热器后盖的左侧，使其与pcb板电解电容中间空余位置对应。

技术总结
本发明涉及无人机动力系统散热技术领域，公开了用于无人机动力系统的电调结构及方法，包括散热器外壳，设于散热器外壳内的PCB板；在所述PCB板的顶面设有窗口，在窗口上设有第一导热垫片，所述第一导热垫片与散热器外壳的前盖贴合；在所述PCB板的底面设有第二导热垫片，所述第二导热垫片与所述散热器外壳的后盖贴合；所述散热器后盖上还设有灌封孔。本发明通过双面散热结构，实现快速散热，同时减少控制器的体积和重量，有效降低功率器件的工作温度，提升整体散热性能，延长其使用寿命。

技术研发人员：程远,王树乐,张希,陈健,陈彦冰
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10