功率模塊結構及具有其的功率模塊組件的製作方法
2023-09-17 16:10:45 7
本實用新型涉及電子器件技術領域，具體而言，涉及一種功率模塊結構及具有其的功率模塊組件。
背景技術：
變換器是電能變換中常用的設備之一，在高壓變頻和光伏逆變等領域應用廣泛。現有變頻、換流組件的功率模塊和驅動電路板之間採用螺釘、插針、接線端子等連接固定方式。現有技術中的功率模塊和驅動電路板之間的連接方式有以下問題：
1、如圖1所示，對於功率模塊1』採用螺釘3』固定方式，直接將螺釘3』固定力矩施加在驅動器電路板2』的覆銅焊盤上，易破壞焊盤，進而影響其導電性能且易受使用空間限制。在拆換驅動器電路板2』的過程中，需拆卸其他部件，易造成二次損傷，影響組件的整體性能及使用壽命；
2、對於插針式功率模塊，其驅動器直接焊接在插針上，使整個模塊小型化，但安裝拆卸不夠便捷；
3、採用接線端子連接驅動器和功率模塊，走線長，易受外界幹擾。
技術實現要素：
本實用新型的主要目的在於提供一種功率模塊結構及具有其的功率模塊組件，以解決現有技術中的功率模塊結構和驅動器電路板安裝不便的問題。
為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種功率模塊結構，包括：功率模塊主體；導向結構，設置在功率模塊主體上。
進一步地，導向結構包括插槽。
進一步地，功率模塊主體的上表面設置有容納凹陷部，插槽位於容納凹陷部的一側或者兩側。
進一步地，插槽包括：第一插槽段；第二插槽段，與第一插槽段相對設置，其中，第一插槽段和第二插槽段分別位於容納凹陷部的兩側。
進一步地，插槽還包括：第三插槽段，連接在第一插槽段和第二插槽段之間，其中，第一插槽段、第二插槽段和第三插槽段互相連通。
進一步地，第一插槽段的上表面和下表面之間的距離在朝遠離第三插槽段的方向上逐漸增大，和/或，第二插槽段的上表面和下表面之間的距離在朝遠離第三插槽段的方向上逐漸增大。
進一步地，功率模塊結構還包括與待安裝結構配合的壓緊結構。
進一步地，壓緊結構為壓緊片，壓緊片的第一端固定在功率模塊主體上，壓緊片的第二端與待安裝結構配合。
進一步地，壓緊片的第二端彎折後形成配合曲面，配合曲面與待安裝結構抵接。
進一步地，壓緊片由金屬材質製成以與待安裝結構的觸點導通配合。
根據本實用新型的另一方面，提供了一種功率模塊組件，包括功率模塊結構以及設置在功率模塊結構上的驅動器電路板，功率模塊結構為上述的功率模塊結構。
應用本實用新型的技術方案功率模塊結構包括功率模塊主體和導向結構，驅動器電路板通過導向結構安裝在功率模塊主體上。上述的導向結構使得安裝過程更加便捷，並且操作簡單，因此本實用新型的技術方案解決了現有技術中的功率模塊結構和驅動器電路板安裝不便的問題。
附圖說明
構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：
圖1示出了現有技術中的功率模塊結構和驅動器電路板的裝配示意圖；以及
圖2示出了根據本實用新型的功率模塊結構的實施例的立體結構示意圖。
其中，上述附圖包括以下附圖標記：
1』、功率模塊；2』、驅動器電路板；3』、螺釘；10、功率模塊主體；12、容納凹陷部；20、插槽；21、第一插槽段；22、第二插槽段；23、第三插槽段；30、壓緊結構；31、配合曲面。
具體實施方式
需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。
下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本申請及其應用或使用的任何限制。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。
需要注意的是，這裡所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這裡所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括複數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語「包含」和/或「包括」時，其指明存在特徵、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本申請的範圍。同時，應當明白，為了便於描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸並不是按照實際的比例關係繪製的。對於相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。在這裡示出和討論的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步討論。
在本申請的描述中，需要理解的是，方位詞如「前、後、上、下、左、右」、「橫向、豎向、垂直、水平」和「頂、底」等所指示的方位或位置關係通常是基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本申請和簡化描述，在未作相反說明的情況下，這些方位詞並不指示和暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位或者以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本申請保護範圍的限制；方位詞「內、外」是指相對於各部件本身的輪廓的內外。
為了便於描述，在這裡可以使用空間相對術語，如「在……之上」、「在……上方」、「在……上表面」、「上面的」等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特徵與其他器件或特徵的空間位置關係。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為「在其他器件或構造上方」或「在其他器件或構造之上」的器件之後將被定位為「在其他器件或構造下方」或「在其他器件或構造之下」。因而，示例性術語「在……上方」可以包括「在……上方」和「在……下方」兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處於其他方位)，並且對這裡所使用的空間相對描述作出相應解釋。
此外，需要說明的是，使用「第一」、「第二」等詞語來限定零部件，僅僅是為了便於對相應零部件進行區別，如沒有另行聲明，上述詞語並沒有特殊含義，因此不能理解為對本申請保護範圍的限制。
如圖2所示，本實施例的功率模塊結構，包括功率模塊主體10和導向結構。其中，導向結構設置在功率模塊主體10上。
應用本實施例的技術方案功率模塊結構包括功率模塊主體和導向結構，驅動器電路板通過導向結構安裝在功率模塊主體10上。上述的導向結構使得安裝過程更加便捷，並且操作簡單，因此本實施例的技術方案解決了現有技術中的功率模塊結構和驅動器電路板安裝不便的問題。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，導向結構包括插槽20。具體地，驅動器電路板通過插槽20安裝在功率模塊主體10上，插槽20和驅動器電路板的邊沿進行配合，進而對驅動器電路板進行導向。上述插槽結構能夠使驅動器電路板快速安裝在功率模塊主體10上，並且便於操作。當然，導向結構並不限於插槽，也可以使用其他的導向結構例如導向塊。導向結構的具體形式可以根據實際工作需要來選擇。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，功率模塊主體10的上表面設置有容納凹陷部12，插槽20位於容納凹陷部12的一側或者兩側。具體地，容納凹陷部12用於安裝驅動器電路板。本實施例中容納凹陷部12的兩側均設置有插槽20。兩個插槽20和驅動器電路板的沿寬度方向的兩個側邊進行配合導向，進而實現驅動器的快速安裝。當然，在一些其他的未示出的實施方式中，也可以盡在容納凹陷部12的一側設置插槽20，也能夠起到快速安裝的效果。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，插槽20包括第一插槽段21和第二插槽段22。其中，第二插槽段22，與第一插槽段21相對設置，第一插槽段21和第二插槽段22分別位於容納凹陷部12的兩側。具體地，第一插槽段21和第二插槽段22的開口方向相對，驅動器電路板從第一插槽段21和第二插槽段22的端部進行安裝操作。並且優選地，第一插槽段21和第二插槽段22之間並行設置，從而使得驅動器電路板能夠順暢的插入至第一插槽段21和第二插槽段22內。當然，第一插槽段21和第二插槽段22的具體布置方式也可以根據驅動器電路板的實際結構進行設置。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，插槽20還包括第三插槽段23。第三插槽段23連接在第一插槽段21和第二插槽段22之間，其中，第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23互相連通。具體地，在圖2中可以看到，第三插槽段23用於與驅動器電路板的長邊進行配合，從而對驅動器電路板起到端部定位的效果。實際上，第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23互相連接併為一體結構，並且優選地第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23互相連通從而便於衝切加工。上述結構便於工藝製造。第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23之間圍城了矩形區域，矩形區域的面積和驅動器電路板的面積相適配但要稍大於驅動器電路板的面積。當然，第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23的設置方式不限於此，在一些未示出的實施方式中，第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23也可以為分體結構，第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23分別固定在功率模塊主體10上，並圍城圖2中的結構。第一插槽段21、第二插槽段22和第三插槽段23的具體設置方式本領域技術人員可以根據實際工序需要來決定。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，第一插槽段21的上表面和下表面之間的距離在朝遠離第三插槽段23的方向上逐漸增大。具體地，第一插槽段21的上下表面之間的距離在由遠離第三插槽段23至靠近第三插槽段23的方向上逐漸減小，並對驅動器電路板起到壓緊效果。優選地，第一插槽段21的入口處的上下表面之間的距離應該稍大於驅動器電路板的厚度，從而使得驅動器電路板能夠順利的插入。同時，第一插槽段21的遠離入口處的端部的上下表面之間的距離也不宜過窄，從而防止對驅動器電路板施加過大的壓力從而損壞驅動器電路板。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，第二插槽段22的上表面和下表面之間的距離在朝遠離第三插槽段23的方向上逐漸增大。具體地，第二插槽段22的上下表面之間的距離在由遠離第三插槽段23至靠近第三插槽段23的方向上逐漸減小，並對驅動器電路板起到壓緊效果。優選地，第二插槽段22的入口處的上下表面之間的距離應該稍大於驅動器電路板的厚度，從而使得驅動器電路板能夠順利的插入。同時，第二插槽段22的遠離入口處的端部的上下表面之間的距離也不宜過窄，從而防止對驅動器電路板施加過大的壓力從而損壞驅動器電路板。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，功率模塊結構還包括與待安裝結構配合的壓緊結構30。壓緊結構30將驅動器電路板壓緊固定在功率模塊主體10上。當然，也可以通過上述的第一插槽段21和第二插槽段22的上下表面的設置方式來對驅動器電路板起到壓緊效果，從而不必設置壓緊結構30。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，壓緊結構30為壓緊片，壓緊片的第一端固定在功率模塊主體10上，壓緊片的第二端與待安裝結構配合。優選地，壓緊片可以選用彈性材料製成，例如金屬片。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，壓緊片的第二端彎折後形成配合曲面31，配合曲面31與待安裝結構抵接。具體地，為了防止壓緊片的第二段刮傷驅動器電路板，壓緊片的第二端彎折後形成配合曲面31，進而使得驅動器電路板與配合曲面31進行接觸。在本實施例中，壓緊片向下彎折後形成的配合曲面31。本領域技術人員可以理解，將壓緊片向上彎折後形成的配合曲面31也是可行的實施方式。
如圖2所示，在本實施例的技術方案中，壓緊片由金屬材質製成以與待安裝結構的觸點導通配合。壓緊片的布置方式根據驅動器電路板上的觸點布置方式進行相適配的設計。當然，在未示出的實施方式中，壓緊片也可以僅起到壓緊效果，導通結構採用其他結構來實現。
本申請還提供了一種功率模塊組件，根據本申請的功率模塊組件的實施例包括功率模塊結構以及設置在功率模塊結構上的驅動器電路板，功率模塊結構為上述的功率模塊結構。本實施例的功率模塊組件具有安裝便捷的特點。
根據上述結構，本申請的功率模塊結構有以下特點：
提供了一種可快速連接功率模塊和驅動器的裝置，既可實現驅動器和功率模塊之間快速而穩固連接，又可便捷拔出驅動器，減小安裝拆卸的難度。為實現上述功能，本申請創造採用的技術方案包括外圍框架、彈性自緊導片、緊固式導軌。快速連接裝置的外圍框架通過自緊導片與功率模塊鎖緊固定，驅動器緊固式導軌插入，與彈性自緊導片接觸緊固連接，實現電氣連接。
如圖2所示，一種快速連接功率模塊和驅動器的裝置，包括外框，外框對應於功率模塊連接接口開設有螺釘孔，螺釘孔穿過彈性自緊導片與功率模塊緊密接觸，整體裝置通過螺釘固定於功率模塊上。彈性自緊導片上部為向裡彎曲的自緊彈片，與驅動器上露銅區域充分接觸。所述彈性自緊導片為三個，導片之間設有電氣隔離間距。該裝置內部左右兩側開設有自緊導軌，為驅動器插拔的主要路徑和固定支撐點，防止驅動器鬆動滑出。
本申請快速連接功率模塊和驅動器的裝置，彈性自緊導片採用銅合金導片、鍍金且加硬材料製成，增強其彈性、導電性和耐磨性。彈性自緊導片與外殼一體化固定，通過螺釘孔與功率模塊連接固定。彈性自緊導片邊緣採用圓弧向裡彎折設計，便於驅動器插拔，減小插拔過程中的磨損，並提供自緊壓力；導片末端向上彎曲一定弧度，防止拔插時損傷驅動器焊盤，驅動器插入時，焊盤與彈性導片緊密接觸。自緊導軌底邊水平設計，上邊傾斜弧度設計，整個導軌形成楔形口，可壓緊驅動器兩邊緣，固定驅動器。
本申請功率模塊的驅動器快速連接裝置，能夠實現驅動器快速、穩固地連接功率模塊，驅動器與彈性導片接觸實現電氣連接，採用該裝置可非常便捷、快速地插拔驅動器，減少驅動器安裝拆卸工序，提高裝配效率；利於整體組件緊湊設計，縮小安裝空間，便於產品維護。上述的功率模塊結構有以下優點：
1、由於採用可快速插拔的連接固定裝置，降低驅動板的安裝難度，提高了功率模塊和驅動器緊密安裝的效率。
2、採用該可快速插拔的連接固定裝置，可快速拆換驅動器，解決了高集成度組件功率模塊驅動器拆換難的問題，利於變換器整體設計緊湊，驅動器可快速插拔，減小拆卸過程對其他零部件的二次損傷，縮小安裝空間，便於維護。
以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。