CN107994811A - 一种大功率永磁同步电机控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大功率永磁同步电机控制器，包括控制器本体，在控制器本体的壳体内自上至下依次设有散热板、控制板、功率板，所述的控制板、功率板之间分别采用排针和排针母座的插接进行电路连接，在功率板的下表面上平行设有三列MOS管组；控制板电路包括电源电路、主控电路和主驱电路。本发明生产组装方便，后期的检测维修更加方便，而且逻辑控制板和功率板错位对齐，这样大电容焊接在功率板上，也不影响产品的体积大小。

Description

一种大功率永磁同步电机控制器
技术领域
本发明涉及一种控制器，具体涉及一种大功率永磁同步电机控制器。
背景技术
永磁同步电机控制器是用于动力蓄电池组与电机间能量转换的控制装置，是纯电动汽车的驱动核心，其主要由电源电路、主控电路、主驱电路以及接口电路等组成。为提高纯电动汽车行驶时的安全可靠性，控制器应对直流母线过压信号、直流母线过流信号、三相电流过流信号、电机过温信号、IGBT过温及IGBT故障信号进行实时监测，并需要根据故障信号及时做出处理。现有技术中，控制器的监测和处理方法是利用微控制器的AD端口对母线电压、母线电流、三相电流、电机温度以及IGBT温度等信号进行实时采样，通过软件计算各信号的数值，判断各信号数值是否在合理区域范围，从而做出正确反应。然而，由于主MCU需要处理的数据比较庞大，处理速度有限，利用软件判断各故障信号时会有一定的时间延迟，极可能造成保护失效等不良现象。目前存在的控制器均不具有独立的安全监测芯片，因此不能实现对主MCU的有效监视工作。同时，当汽车停车时，由于接在母线两端的储能电容依然存在着高电压，现有技术中的电机控制器不能放掉储能电容的能量，从而存在着一定的安全隐患；目前广泛使用的永磁同步电机控制器的电路板分层设置，由上到下依次是接口板、控制板、功率板，两板之间分别采用排针进行电路连接，排针的两端与上下两个板之间均采用焊锡焊接固连，造成生产、组装不便，也不利于后期的检测维修，而且电池的输入总正和总负是接到控制板上面，滤波的大电容放在控制板上面，控制板跟功率板再使用铝柱进行连接，这样控制器工作时，电流回路是从控制板输入，传到功率板，功率板再传回到控制板，高频工作的大电流很容易造成控制板的采样电路波动，从而影响电机控制精度。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种大功率永磁同步电机控制器，生产组装方便，后期的检测维修更加方便，而且逻辑控制板和功率板错位对齐，这样大电容焊接在功率板上，也不影响产品的体积大小。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种大功率永磁同步电机控制器，包括控制器本体，在控制器本体的壳体内自上至下依次设有散热板、控制板、功率板，所述的控制板、功率板之间分别采用排针和排针母座的插接进行电路连接，在功率板的下表面上平行设有三列MOS管组；
制板电路包括电源电路、主控电路和主驱电路，其中，主控电路中包括主控芯片、监控芯片、EEPROM存储电路、力矩检查电路、高压泄放电路、旋转变压器解码电路、电压检测电路、电流检测电路、温度检测电路和硬件保护电路，主驱电路中包括驱动电路、三相逆变电路、设置在电机轴上的旋转变压器、设置在电机M中的温度传感器，主控芯片包括有电源输入接口VCC、脉宽调制信号输出接口PWM、输入输出接口I/O、模数转换接口AD和串行外设接口SPI，电源电路与主控芯片的电源输入接口VCC连接，主控芯片的脉宽调制信号输出接口PWM与主驱电路中的驱动电路连接，主控芯片通过串行外设接口SPI分别与监控芯片、EEPROM存储电路和力矩检查电路连接，主控芯片通过输入输出接口I/O分别与高压泄放电路、旋转变压器解码电路和硬件保护电路连接，主控芯片通过模数转换接口AD分别与电压检测电路、电流检测电路和温度检测电路连接，电压检测电路又与主驱电路中的三相逆变电路连接，电压检测电路还与硬件保护电路连接，电流检测电路又与主驱电路中三相逆变电路的输出端连接，电流检测电路还与硬件保护电路连接，温度检测电路又与电机中的温度传感器连接，温度检测电路还与硬件保护电路连接，硬件保护电路又与主驱电路中的驱动电路连接，硬件保护电路还与主控芯片的脉宽调制信号输出接口PWM连接，旋转变压器解码电路与旋转变压器连接。
优选的，MOS管组与控制器本体的铝板底座之间设有硅胶垫，MOS管组通过硅胶垫与控制器本体的铝板底座紧贴设置。
优选的，功率板和散热板用绝缘尼龙螺丝固定。
优选的，功率板和散热板通过绝缘导热胶垫和导热硅脂进行连接。
优选的，控制器本体底座、散热板采用散热铝板。
本发明永磁同步电机控制器的两个电路板之间通过排针和排针母座的插接配合进行电路连接，相对于之前使用排针进行电路连接，生产组装更加方便快速。功率板上铝柱，铝柱，铝柱穿过控制板中的孔洞，功率板上的大电容贴在上表面，从控制板的一侧突出来，这样大电流回路跟控制板就隔离开了。功率板上的电流不会干扰控制板中的电路，使控制器更加可靠工作。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种大功率永磁同步电机控制器，包括控制器本体1，在控制器本体1的壳体内自上至下依次设有散热板2、控制板3、功率板4，所述的控制板3、功率板4之间分别采用排针5和排针母座6的插接进行电路连接，在功率板4的下表面上平行设有三列MOS管组7；
制板电路包括电源电路8、主控电路9和主驱电路10，其中，主控电路9中包括主控芯片11、监控芯片12、EEPROM存储电路13、力矩检查电路14、高压泄放电路15、旋转变压器解码电路16、电压检测电路17、电流检测电路18、温度检测电路19和硬件保护电路 20，主驱电路10中包括驱动电路21、三相逆变电路22、设置在电机轴上的旋转变压器24、设置在电机M中的温度传感器，主控芯片11包括有电源输入接口VCC、脉宽调制信号输出接口PWM、输入输出接口I/O、模数转换接口AD和串行外设接口SPI，电源电路8与主控芯片11的电源输入接口VCC连接，主控芯片11的脉宽调制信号输出接口PWM与主驱电路10 中的驱动电路21连接，主控芯片11通过串行外设接口SPI分别与监控芯片12、EEPROM存储电路13和力矩检查电路14连接，主控芯片11通过输入输出接口I/O分别与高压泄放电路15、旋转变压器24解码电路16和硬件保护电路20连接，主控芯片11通过模数转换接口AD分别与电压检测电路17、电流检测电路18和温度检测电路19连接，电压检测电路 17又与主驱电路10中的三相逆变电路22连接，电压检测电路17还与硬件保护电路20连接，电流检测电路18又与主驱电路10中三相逆变电路22的输出端连接，电流检测电路18 还与硬件保护电路20连接，温度检测电路19又与电机中的温度传感器连接，温度检测电路19还与硬件保护电路20连接，硬件保护电路20又与主驱电路10中的驱动电路21连接，硬件保护电路20还与主控芯片11的脉宽调制信号输出接口PWM连接，旋转变压器24解码电路16与旋转变压器24连接。
优选的，MOS管组7与控制器本体1的铝板底座之间设有硅胶垫，MOS管组通过硅胶垫与控制器本体的铝板底座紧贴设置。
优选的，功率板4和散热板2用绝缘尼龙螺丝固定。
优选的，功率板4和散热板2通过绝缘导热胶垫和导热硅脂进行连接。
优选的，控制器本体底座、散热板采用散热铝板。
本发明永磁同步电机控制器的两个电路板之间通过排针5和排针母座6的插接配合进行电路连接，相对于之前使用排针5进行电路连接，生产组装更加方便快速。功率板上铝柱11，铝柱12，铝柱13穿过控制板3中的孔洞，功率板4上的大电容14贴在上表面，从控制板的一侧突出来，这样大电流回路跟控制板3就隔离开了。功率板4上的电流不会干扰控制板3中的电路，使控制器更加可靠工作。

Claims (5)

1.一种大功率永磁同步电机控制器，其特征在于，包括控制器本体，在控制器本体的壳体内自上至下依次设有散热板、控制板、功率板，所述的控制板、功率板之间分别采用排针和排针母座的插接进行电路连接，在功率板的下表面上平行设有三列MOS管组；
控制板电路包括电源电路、主控电路和主驱电路，其中，主控电路中包括主控芯片、监控芯片、EEPROM存储电路、力矩检查电路、高压泄放电路、旋转变压器解码电路、电压检测电路、电流检测电路、温度检测电路和硬件保护电路，主驱电路中包括驱动电路、三相逆变电路、设置在电机轴上的旋转变压器、设置在电机M中的温度传感器，主控芯片包括有电源输入接口VCC、脉宽调制信号输出接口PWM、输入输出接口I/O、模数转换接口AD和串行外设接口SPI，电源电路与主控芯片的电源输入接口VCC连接，主控芯片的脉宽调制信号输出接口PWM与主驱电路中的驱动电路连接，主控芯片通过串行外设接口SPI分别与监控芯片、EEPROM存储电路和力矩检查电路连接，主控芯片通过输入输出接口I/O分别与高压泄放电路、旋转变压器解码电路和硬件保护电路连接，主控芯片通过模数转换接口AD分别与电压检测电路、电流检测电路和温度检测电路连接，电压检测电路又与主驱电路中的三相逆变电路连接，电压检测电路还与硬件保护电路连接，电流检测电路又与主驱电路中三相逆变电路的输出端连接，电流检测电路还与硬件保护电路连接，温度检测电路又与电机中的温度传感器连接，温度检测电路还与硬件保护电路连接，硬件保护电路又与主驱电路中的驱动电路连接，硬件保护电路还与主控芯片的脉宽调制信号输出接口PWM连接，旋转变压器解码电路与旋转变压器连接。
2.根据权利要求1所述的大功率永磁同步电机控制器，其特征在于，MOS管组与控制器本体的铝板底座之间设有硅胶垫，MOS管组通过硅胶垫与控制器本体的铝板底座紧贴设置。
3.根据权利要求2所述的大功率永磁同步电机控制器，其特征在于，功率板和散热板用绝缘尼龙螺丝固定。
4.根据权利要求3所述的大功率永磁同步电机控制器，其特征在于，功率板和散热板通过绝缘导热胶垫和导热硅脂进行连接。
5.根据权利要求4所述的大功率永磁同步电机控制器，其特征在于，控制器本体底座、散热板采用散热铝板。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108738260A (zh) * 2018-06-04 2018-11-02 芜湖徽福电子科技有限公司 一种可防误触的可编程逻辑控制器
CN111452630A (zh) * 2020-04-14 2020-07-28 江西精骏电控技术有限公司 一种新能源汽车电机控制器及其控制方法
CN113765287A (zh) * 2021-09-03 2021-12-07 北京英创汇智科技有限公司 一种双绕组永磁同步电机与控制器的连接方法及装置

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