[发明专利]用于电气/电子设备的单模块系统

说明书

本发明涉及用于电气/电子设备的单模块系统，具体涉及一种将所有器件全模块化的用于电气/电子设备的单模块系统，其可避免电气安装在采用逆变器的电气/电子设备中占据大量空间，从而减小了电气/电子设备的体积。

图1是示意性表示常规电气/电子设备的逆变器的部件布置的方框图。

参见图1，在常规逆变器中，所有电路部件都安装在印刷电路板(PCB)10上。各个电路部件具有双列直插式封装(DIP)的结构。

在这些电路部件中，将诸如桥式二极管(BD)2，开关模式电源(SMPS)5，三端双向可控硅开关元件4，智能电源模块(IPM)6等等的发热器件连接到一个散热片。

构成逆变器的一个重要部分的IPM6是在其中嵌入有以下部件的模块，这些部件包括六个绝缘栅双极晶体管(IGBT)，续流二极管(FWD),IGBT驱动电路，和用于保护IGBT防止其过(电)流的IGBT保护电路等等。附图标号7表示用于控制整个逆变器电路的微机。

如上构造的常规逆变器接收AC电源。AC电源流过滤波器1，而后通过BD2和平滑电容器(Cap)3变换为DC电源。通过SMPS5将DC电源调节到诸如5V,15V或其它值的所需电压。三端双向可控硅开关4用于驱动外部负载。

但是，常规逆变器的缺陷在于，由于所有部件都安装在PCB10上，使PCB10的体积增大，由此使得电气/电子设备的体积也增大。

因此，本发明意欲解决现有技术中出现的问题，本发明的一个目的是提供一种用于电气/电子设备的单模块系统，其模块化所有器件以避免电气安装在采用逆变器的电气/电子设备中占据大量空间，从而减小电气/电子设备的体积。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种用于电气/电子设备的单模块系统，包括：第一模块部分，其具有由陶瓷或金属基的材料构成的第一PCB和位于该第一PCB上的发热器件；和第二模块部分，其具有由环氧树脂或苯酚基的材料构成的第二PCB和位于该第二PCB上的非发热器件。

根据本发明的另一个方面，第一模块部分和第二模块部分的结构被设计为，第一和第二PCB通过支撑条相互连接并由支撑条支撑。

根据本发明的另一个方面，用于该单模块系统的器件包括裸露型部件。

根据本发明的特征，可以将安装在常规逆变器的PCB上的所有电路部件均模块化，使得发热器件和非发热器件独立地分别位于第一和第二层上。在本发明中，第一层由具有良好传热特性的材料例如陶瓷或金属基的PCB形成，以便利于消散发热器件产生的热，第二层由环氧树脂或苯酚基的PCB构成。为了进一步减小模块的尺寸，发热和非发热器件包括裸露型部件。结果，本发明提供的优点在于，有可能实现采用逆变器的家用电器电路的单个模块化部分。

在结合附图阅读以下详细说明后，本发明的上述目的，和其它特征和优点将变得更加明显，附图中：

图1是示意性表示常规电气/电子设备的逆变器部件布置的方框图；

图2和3是分别表示根据本发明一个实施例的电气/电子设备的单模块系统的电源板和控制板的方框图；

图4是表示根据本发明的电气/电子设备的单模块系统的电源板和控制板的双层布置的剖视图；

图5a到5c是表示根据本发明的电气/电子设备的单模块系统中电源板和控制板之间的多种连接图形的剖视图；

图6a到6c是表示根据本发明的电气/电子设备的单模块系统的外表面上形成的外部连接管脚的多种构型。

下面将参照附图中的例子对本发明的优选实施例进行更详细的说明。在可能的情况下，相同的标号在附图和说明书中表示相同或相似的部分。

参见图2和3，根据本发明一个实施例的电气/电子设备的单模块系统被设计为具有双层结构，从而能够将大量部件模块化。

在根据本发明的单模块系统的双层结构中，发热器件位于第一层，组成与控制有关的部件的非发热器件位于第二层。用于形成第一层的第一PCB111可以使用陶瓷PCB，金属PCB或具有良好传热特性的类似PCB。

换句话说，如图2所示，用于限定第一层的第一模块部分110包括：构成逆变器电路部分的IGBT/FWD112；IGBT栅驱动113；IGBT保护电路114，具有用于保护易受图形布线影响的IGBT的过电流(OC)部分和超温度(OT)部分；SMPS开关晶体管115；以及桥式二极管116，用作整流器。如上所述，IGBT/FWD112,IGBT栅驱动113,IGBT保护电路114,SMPS开关晶体管115和桥式二极管116是发热器件，位于第一PCB111上。