电控板

技术领域

本发明涉及一种电控板，属于模块化智能功率系统应用技术领域。

背景技术

模块化智能功率系统，即MIPS(Modular Intelligent Power System，模块化智能功率系统)，是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品。MIPS的引脚包括强电引脚和弱电引脚，强电引脚包括输出负载的引脚、强电供电的引脚等，弱电的引脚包括输入控制信号的引脚等，MIPS在应用时通常是安装到单块电控板，其电控板上包含了强电电路和弱电电路，强电电路一般安装分立元件如用于滤波的大电解电容、PFC电路的电感、整流电路的桥堆等，弱电电路包括MCU和MCU周边的电子元件，在工作过程中强电电路易对弱电电路产生干扰，其干扰到MCU输出的控制信号输出到MIPS，使其控制产生紊乱以影响到MIPS工作的可靠性，而且强电和弱电都设置在一块电控板，要考虑到强弱电的隔离，使得电控板的占用面积较大，不便于整个电控板的小型化。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是解决现有的MIPS应用电路采样单块电控板导致的强电干扰弱电影响MIPS工作可靠性以及电控板占用面积较大的问题。

具体地，本发明公开一种电控板，包括：第一电控板、第二电控板和MIPS；第一电控板和第二电控板上下层叠设置，MIPS安装于第一电控板和第二电控板之间，MIPS的引脚分为上下弯折的两组，分别连接第一电控板和第二电控板，其中第一电控板的工作电压为弱电压，第二电控板的工作电压为强电压。

可选地，第一电控板的相对MIPS的一面安装有支架，支架的周边设置有支撑壁，支撑壁与散热器抵接，MIPS容纳于支撑壁围成的安装空间内。

可选地，第一电控板设置有第一电子元件，第一电子元件包括MCU和被动电子元件。

可选地，第一电子元件为贴片封装，第一电子元件安装于第一电控板的远离MIPS的一面。

可选地，第二电控板和MIPS之间还安装有散热器，散热器与MIPS的发热面贴合安装。

可选地，散热器包括底座和散热鳍片，散热鳍片安装于第二电控板远离MIPS的一面。

可选地，底座的相对的两侧壁分别设置有安装槽，第二电控板的相对的两侧分别设置有与安装槽配合的安装臂，底座通过安装槽和安装臂的配合固定于第二电控板。

可选地，第二电控板设置有第二电子元件，第二电子元件安装于第二电控板远离MIPS的一面。

可选地，电控板还包括固定件，底座和安装臂分别设置有第一安装孔和第二安装孔，固定件穿过第一安装孔和第二安装孔以固定底座和安装臂。

可选地，MIPS的连接第一电控板的引脚组包括输入控制信号的引脚、MIPS内部驱动芯片的电源引脚和驱动芯片的故障反馈引脚；MIPS的连接第二电控板的引脚组包括MIPS的输出控制负载的引脚、强电供电引脚、MIPS的下桥臂发射极输出引脚。

本发明的电控板，包括第一电控板、第二电控板和MIPS，其中MIPS安装于上下层叠设置的第一电控板和第二电控板之间，MIPS的引脚分布连接第一电控板和第二电控板，且第一电控板的工作电压为弱电压，第二电控板的工作电压为强电压。以此实现强电和弱电电路的隔离，从而尽量的减少了强电对弱电电路的干扰，特别是对输入控制信号的干扰，因为输入控制信号电连接MCU，因而能有效的减少对MCU输出的控制信号的干扰，以此有效的提升整个电控板的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的用于电控板的MIPS的结构示意图；

图2为本发明实施例的第一电控板的PCB和支架固定的结构示意图；

图3为本发明实施例的第二电控板的结构示意图；

图4为本发明实施例的电控板的结构示意图，其中第一电控板安装电子元件的面朝上；

图5为本发明实施例的电控板的结构示意图，其中第二电控板安装电子元件的面朝上；

图6图5中的电控板的另一个方向的结构示意图；

图7图5中的电控板的右视图；

图8图5中的电控板的主视图。

附图标记：

第二电控板1，第二电子元件11，安装臂12，散热器2，底座21，第一安装孔211，散热鳍片22，支架3，固定孔31，支撑壁32，第一电控板4，第一电子元件41，MCU411，MIPS5，第二引脚组51，第一引脚组52，封装体53。

具体实施方式

需要说明的是，在结构或功能不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面根据实例来详细说明本发明。

本发明提出一种电控板，如图1至图8所示，包括第一电控板4、第二电控板1和MIPS5，第一电控板4和第二电控板1上下层叠设置，MIPS5安装于第一电控板4和第二电控板1之间，MIPS5的引脚分为上下弯折的两组，分别连接第一电控板4和第二电控板1，其中第一电控板4的工作电压为弱电压，第二电控板1的工作电压为强电压。具体如图1和图4所示，MIPS5将引脚分为两组即第一引脚组52和第二引脚组51，其中第一引脚组52和第二引脚组51的功能不同，其引脚的传输的信号的电压不同，具体而言第一引脚组52为弱电压，第二引脚组51为强电压。这里的强电压一般是指交流或直流电压在180V以上，弱电压是指交流或直流在36V以下。根据现有技术，MIPS5的引脚根据功能划分有输入控制信号的引脚、MIPS内部驱动芯片的电源引脚和驱动芯片的故障反馈引脚、MIPS的输出控制负载的引脚、强电供电引脚、MIPS的下桥臂发射极输出引脚等。其中输入控制信号的引脚、MIPS内部驱动芯片的电源引脚和驱动芯片的故障反馈引脚传输的为弱电信号，MIPS的输出控制负载的引脚、强电供电引脚、MIPS的下桥臂发射极输出引脚传输的为强电信号。通过将第一引脚组52和第二引脚组51上下弯折分别电连接上下层叠设置的第一电控板4和第二电控板1，使得与MIPS5连接的电路根据强电和弱电分别设置在不同的电控板，以此实现强电和弱电电路的隔离，从而尽量的减少了强电对弱电电路的干扰，特别是对输入控制信号的干扰，因为输入控制信号电连接MCU411，因而能有效的减少对MCU411输出的控制信号的干扰，以此有效的提升整个电控板的可靠性。而且通过将电控板分成两块的上下层叠设置，能有效的减少现有技术中设置在一整块电控板的占用面积，从而可以有效的减少整个电控板的占用体积，有利于电控板的小型化。

在本发明的一些实施例中，如图2至图8所示，第一电控板4的相对MIPS5的一面安装有支架3，支架3的周边设置有支撑壁32，支撑壁32与散热器2抵接，MIPS5容纳于支撑壁32围成的安装空间内。其中支撑壁32设置在支架3的侧边，且在安装MIPS5的引脚侧留空，以方便引脚的安装。支撑壁32的高度可稍高于MIPS5的封装体53的厚度，以将整个封装体53容纳在支撑壁32围成的空间内。支架3可采用绝缘的塑料材质。在支架3的底面还可设置固定孔31，以方便通过固定件如螺丝将支架3固定于第一电控板4上。通过设置支架3，使得将MIPS5安装与第一电控板4和第二电控板1之间时，使得MIPS5被保护在支架3的支撑壁32内避免外物碰撞损伤，而且在安装过程中由于有支架3的支撑壁32的保护，也避免安装第一电控板4和第二电控板1时的挤压对MIPS5造成损伤，从而有效的保护了MIPS5。

在本发明的一些实施例中，如图3至图8所示，第一电控板4设置有第一电子元件41，第一电子元件41包括MCU411和被动电子元件。由于第一电控板4上设置的为弱电电路，因此第一电控板4上的安装的第一电子元件41都为弱电工作的电子元件，如MCU411、IC和其他被动元件如电阻电容等。这些电子元件优选设置在第一电控板4远离MIPS5的一面，即如图4所示的第一电控板4的上表面，以此进一步远离强电工作的第二电控板1，减少其干扰的影响。由于第一电子元件41工作在弱电压，其功耗很低，因此可以采用贴片封装，这样进一步减少其占用的体积，从而可以减少第一电控板4的体积，包括占用面积和上下的厚度。有利于整个电控板的小型化。

在本发明的一些实施例中，如图3至图8所示，第二电控板1和MIPS5之间还安装有散热器2，散热器2与MIPS5的发热面贴合安装。MIPS5的封装体53的一面为裸露的金属基板形成的发热面，以传递其内部封装的大功率的功率器件发热，功率器件如构成逆变器的上下桥臂的6个开关管如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)或者MOS管(metal oxide semiconductor，金属氧化物半导体)，还有续流二极管、整流桥堆等。这些功率器件的过电流大如可达10A以上，因此功率大发热量大，为了实现对其散热，在MIPS5的发热面一般还安装铝制或者铜制的散热器2。其散热器2包括底座21和与之连接的散热鳍片22，底座21的表面与发热面紧密贴合，还可以进一步在二者之间涂覆导热材料如硅脂，以加强二者的传热。散热鳍片22安装于第二电控板1远离MIPS5的一面，如图4所示为第二电控板1的朝下的一面。通过散热鳍片22最终将功率器件的发热传递到空气中实现散热。MIPS5与散热器2的安装一般可通过在底座21开设螺纹孔，MIPS5封装体53两侧一般设置有固定槽，通过固定件如螺丝嵌入固定槽并旋合在螺纹孔中实现MIPS5与散热器2的固定。

进一步地，如图3至图8所示，底座21的相对的两侧壁分别设置有安装槽(图中未示出)，第二电控板1的相对的两侧分别设置有与安装槽配合的安装臂12，底座21通过安装槽和安装臂12的配合固定于第二电控板1。如图3所示，第二电控板1的左右两侧边沿该侧边的方向延伸出两个安装臂12，安装臂12的长度与图4中散热器2前后方向的长度一致，安装臂12优选为与第二电控板1的PCB板(印制电路板)一体成型，以方便加工。散热器2的底座21的左右两侧壁面开设安装槽，安装槽的深度与安装臂12的宽度一致，安装槽的上下方向的高度与安装臂12的厚度一致，这样方便安装臂12深入到安装槽中实现二者的配合，以此快速的实现散热器2安装于第二电控板1。而且，如图5所示，还可设置固定件(图中未示出)，底座21和安装臂12还可分别设置有第一安装孔211和第二安装孔(图中未示出)，固定件穿过第一安装孔211和第二安装孔以固定底座21和安装臂12，以此通过固定件如自攻螺钉或者螺栓将散热器2可靠的固定于第二电控板1。

在本发明的一些实施例中，如图3至图8所示，第二电控板1设置有第二电子元件11，第二电子元件11安装于第二电控板1远离MIPS5的一面。第二电控板1为强电工作，且由于连接MIPS5的第二引脚组51的传输电流大，其安装的第二电子元器件的功率也相对大，因此其体积也相对第一电子元件41要大，一般为插件封装，其对应的电路一般是为MIPS5提供高压工作电源(如300V直流电压)的电源电路、PFC电路的电子元件，如整流桥堆、用于滤波的电解电容、PFC的开关管如IGBT、电感、还有续流二极管等。这些电子元件的体积要比贴片封装的第一电子元件41大很多，其安装的厚度一般不超过散热鳍片22的厚度。通过将第二电子元件11安装于第二电控板1远离MIPS5的一面即图4中第二电控板1的下表面，这样使得第二电子元件11尽量的原理第一电子元件41，进一步降低二者的干扰。

根据上述实施例提供的电控板，其安装步骤如下：

第一步，制造MIPS5，可参考现有技术中的MIPS5制造方法，在此不再赘述将MIPS5制造完成后，还可进一步将MIPS5的引脚整形，按照上述实施例中提到的第一引脚组52和第二引脚组51上下分布弯曲整形，以方便以后步骤中的引脚安装。

第二步，将插件封装的第二电子元件11安装到第二电控板1的PCB板上，以形成第二电控板1的安装板。

第三步，将第二电控板1的PCB板的安装臂12伸入到散热器2的安装槽中，并通过固定件将二者固定以形成第二电控板组件。

第四步，将MIPS5的第二引脚组51安装于第二电控板1的PCB中，通过固定件如螺丝，将MIPS5和散热器2固定，实现发明面和安装座的表面的紧密贴合，并可在二者之间涂覆导热硅脂，以加强二者的传热。并可通过特制载具将散热器2，MIPS5，第二电控板1组件固定，然后过焊接如波峰焊将MIPS5的第二引脚组51、第二电子元件11焊接到第二电控板1的PCB板上，从而实现了MIPS5、散热器2和电子元件与第二电控板1的PCB固定。其中，特制载具具备耐高温100-300摄氏度同时具备良好的隔热，所采用的材质不能与锡产生反应。

第五步，将第一电子元件41通过焊接如回流焊固定于第一电控板4的PCB板上，并将支架3安装于图4所示的第一电控板4的PCB板的下表面。

第六步，将第四步中形成的第二电控板1的组件中MIPS5安装于支架3中，且将MIPS5的第一引脚组52安装在第一电控板4的PCB板上，并通过固定件如螺钉固定第一电控板4和第二电控板1，以此将MIPS5固定在支架3中。由于支架3的支撑壁32高度高于MIPS5的封装体53的厚度，因此在固定第一电控板4和第二电控板1时，如图4所示，支撑壁32上下抵顶第一电控板4的下表面和散热器2底座21的表面，MIPS5不会受到挤压，以此保护了MIPS5并实现了第一电控板4和第二电控板1的可靠固定。

第七步，通过特制载具将第六步中的安装于第一电控板4的第一引脚组52通过焊接如波峰焊固定于第一电控板4的PCB板，以此完成整个电控板的安装。其中特制载具具备耐高温100-300摄氏度同时具备良好的隔热，所采用的材质不能与锡产生反应。

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发明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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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