CN112511066A - 电机控制器 - Google Patents

电机控制器 Download PDF

Info

Publication number
CN112511066A
CN112511066A CN202011428029.1A CN202011428029A CN112511066A CN 112511066 A CN112511066 A CN 112511066A CN 202011428029 A CN202011428029 A CN 202011428029A CN 112511066 A CN112511066 A CN 112511066A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
power
motor controller
polarity
circuit board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011428029.1A
Other languages
English (en)
Inventor
谷孝娟
郑浩
李丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Future Zhiku Automobile Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Future Zhiku Automobile Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Future Zhiku Automobile Technology Co ltd filed Critical Beijing Future Zhiku Automobile Technology Co ltd
Priority to CN202011428029.1A priority Critical patent/CN112511066A/zh
Publication of CN112511066A publication Critical patent/CN112511066A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1438—Back panels or connecting means therefor; Terminals; Coding means to avoid wrong insertion
    • H05K7/1447—External wirings; Wiring ducts; Laying cables
    • H05K7/1451—External wirings; Wiring ducts; Laying cables with connections between circuit boards or units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电机控制器。该控制器包括PCB、在PCB边缘的功率电路、在PCB中部的控制电路、及第一和第二极性接线柱。功率电路至少包括第一、第二和第三相功率模块，各相功率模块分别包括2个功率器件组，各功率器件组包括一个功率器件或多个并联的功率器件，同相的2个功率器件组分别为上、下桥，同相的2个功率器件组间设有同相的交流柱。PCB包括两面，功率电路包括分别设于第一和第二面的导线。上桥的第一电极通过第一面上的导线连接第一极性接线柱且第二电极通过第二面上的导线连接同相的交流柱，下桥的第二电极通过第二面上的导线连接第二极性接线柱且第一电极通过第一面上的导线连接同相的交流柱。结构简单可靠，制造成本低。

Description

电机控制器
技术领域
本发明涉及控制器，更为具体来说，本发明涉及一种电机控制器。
背景技术
电机控制器是电动汽车核心技术之一，电机控制控制器的可靠性、电磁兼容性和成本成为电机控制器的重点研究对象。目前，多功率器件并联实现大功率的电机控制比使用单一的大功率器件成本上具有优势，在散热方面具有优势，热可靠性高。控制器的设计涉及机械、强电和弱电控制、热、电磁等学科，追求的目标是：结构简单，安装方便以降低人工成本，强电回路布局合理，电磁兼容性好以达到自身的精确控制和减少对车上其他电器的干扰，实现系统的可靠性高。
本发明提供一种电机控制器以及并联功率器件的布局和连接结构，器件并联连接简单，功率回路小，电磁辐射小，控制回路和功率回路物理上独立，抗干扰能力强。具有这种布局和连接结构的电机控制器可靠性高，工艺性优良，制造成本低。
发明内容
本发明创新地提供了一种电机控制器，功率回路小，电磁辐射小，控制回路和功率回路物理上独立，抗干扰能力强。
为实现上述的技术目的，本发明公开了一种电机控制器。所述电机控制器包括印刷电路板、位于所述印刷电路板边缘区域的功率电路、位于所述印刷电路板中部区域的控制电路、以及第一极性接线柱和第二极性接线柱，其中，所述功率电路至少包括第一相功率模块、第二相功率模块和第三相功率模块，各相功率模块均匀分布在所述印刷电路板边缘区域，各相功率模块分别包括2个功率器件组，各个功率器件组分别包括一个功率器件或多个并联的功率器件，同相的2个功率器件组分别为桥臂的上桥臂和下桥臂，同相的2个功率器件组之间设有同相的交流柱；
所述印刷电路板至少包括两个导电面，所述功率电路包括设于所述印刷电路板的第一面的第一组导线和设于所述印刷电路板的第二面的第二组导线；各相功率模块的上桥臂的第一电极通过所述第一组导线中第一极性的导线连接所述第一极性接线柱而且第二电极通过所述第二组导线中的同相连接导线连接同相的交流柱，下桥臂的第二电极通过所述第二组导线中第二极性的导线连接所述第二极性接线柱而且第一电极通过所述第一组导线中的同相连接导线连接同相的交流柱。
进一步地，所述电机控制器还包括设于所述印刷电路板上的电容模块，所述电容模块的第一电极连接所述第一组导线中第一极性的导线，所述电容模块的第二电极连接所述第二组导线中第二极性的导线。
进一步地，对于所述电机控制器，对于所述功率电路包括三相功率模块的情况，与第一相功率模块同相的交流柱为第一相交流柱，与第二相功率模块同相的交流柱为第二相交流柱，与第三相功率模块同相的交流柱为第三相交流柱，第一相交流柱、第二相交流柱和第三相交流柱沿着所述印刷电路板边缘等间隔分布。
进一步地，所述电机控制器还包括设于所述印刷电路板上的电流传感器，所述交流柱至少部分穿设于所述电流传感器的孔中。
进一步地，所述电机控制器还包括壳体和与所述壳体适配的上盖。
进一步地，对于所述电机控制器，所述壳体上设有与所述交流柱的位置对准的通孔；所述电机控制器还包括交流输出排，所述交流输出排一端通过所述通孔连接所述交流柱，另一端连接电机的相线。
进一步地，对于所述电机控制器，所述壳体上设有与所述功率器件的位置对准的固定孔。
进一步地，对于所述电机控制器，所述功率器件通过螺栓固定于所述固定孔。
进一步地，对于所述电机控制器，所述上盖分别设有与第一极性接线柱的位置对准的第一通孔和与第二极性接线柱的位置对准的第二通孔。
进一步地，对于所述电机控制器，所述印刷电路板包括偶数层线路板。
本发明的有益效果为：
本发明实施例提供的电机控制器，功率器件并联连接简单，功率回路小，电磁辐射小，功率电路和控制电路空间隔离，强电对弱电电路的影响小。以此布局和连接结构的电机控制器可靠性高，工艺性优良，制造成本低。控制器的结构简单可靠，提高了生产效率，降低了成本。
附图说明
图中，
图1为本发明一个实施例提供的电机控制器的结构示意图；
图2为本发明一个示例提供的电机控制器还包括壳体、上盖和交流输出排的立体视图；
图3为本发明一个示例提供的上盖设有通孔和固定孔的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明提供的电机控制器进行详细的解释和说明。
图1为本发明一个实施例提供的电机控制器的结构示意图。如图1所示，该实施例提供的电机控制器包括印刷电路板(PCB，Printed Circuit Board)、位于PCB边缘区域的功率电路100、位于PCB中部区域的控制电路200、以及第一极性接线柱141和第二极性接线柱142。其中，功率电路至少包括第一相功率模块110、第二相功率模块120和第三相功率模块130，各相功率模块均匀分布在PCB边缘区域，各相功率模块分别包括2个功率器件组，各个功率器件组分别包括一个功率器件或多个并联的功率器件。同相的2个功率器件组分别为桥臂的上桥臂和下桥臂，同相的2个功率器件组之间设有同相的交流柱。PCB至少包括两个导电面，功率电路包括设置于PCB的第一面的第一组导线和设置于PCB的第二面的第二组导线。各相功率模块的上桥臂的第一电极通过第一组导线中第一极性的导线连接第一极性接线柱141而且第二电极通过第二组导线中的同相连接导线连接同相的交流柱，下桥臂的第二电极通过第二组导线中第二极性的导线连接第二极性接线柱142而且第一电极通过第一组导线中的同相连接导线连接同相的交流柱。其中，对于3相电机的控制器，功率电路100包括3相功率模块和交流柱；对于多相电机的控制器，功率电路100包括相数大于3的功率模块和交流柱。导线可以为敷铜导线。
作为一个更具体的例子，印刷电路板(PCB)外形可以为圆形或多边形。PCB可以分为两个区域：靠近中心的内部区域为控制电路区域，控制电路200布置在该区域；接近边沿为功率电路区域，功率电路100布置在该区域。
具体来说，对于功率电路包括三相功率模块的情况，与第一相功率模块110同相的交流柱为第一相交流柱151，与第二相功率模块120同相的交流柱为第二相交流柱152，与第三相功率模块130同相的交流柱为第三相交流柱153。第一相功率模块110、第二相功率模块120和第三相功率模块130可以分别为U相功率模块、V相功率模块和W相功率模块，并且分别为3个桥臂，可以沿PCB的边缘均布。而且，第一相交流柱151、第二相交流柱152和第三相交流柱153可以沿着PCB边缘等间隔分布。如果PCB的形状为圆形，则第一相交流柱151、第二相交流柱152和第三相交流柱153可以两两相对于PCB的圆心夹角为120°。
作为一个更具体的例子，多个功率器件可以均匀布置在PCB边沿，而且功率器件可以所有引脚焊接在PCB上。每个功率器件具有3个引脚，3个引脚分别为阳极、阴极和驱动信号接入极。第一极性接线柱141和第二极性接线柱142可以分别为正极接线柱和负极接线柱。第一相功率模块110可以包括第一组功率器件111和第六组功率器件116。第二相功率模块120可以包括第二组功率器件122和第三组功率器件123。第三相功率模块130可以包括第四组功率器件134和第五组功率器件135。作为一种可选实施方式，PCB的第一面上设有正导线，连接第二组功率器件122、第四组功率器件134和第六组功率器件116中功率器件的阳极，在第四组功率器件134附近设有连接正极接线柱的导线和通孔，导线通过通孔和正极接线柱相连。PCB的第二面上设有负导线，连接第一组功率器件111、第三组功率器件123和第五组功率器件135中功率器件的阴极，在第三组器件123附近设有连接负极接线柱的导线和通孔，导线通过通孔和负极接线柱相连。
PCB的第一面上靠近各个功率器件内侧设有第一相连接导线，第一相连接导线连接第一组功率器件111中每个功率器件的阳极，并且与第一相交流柱151连接。PCB的第二面上靠近各个功率器件内侧设有第一相连接导线，第一相连接导线连接第六组功率器件116中每个功率器件的阴极，并且通过通孔与第一相交流柱151连接。PCB的第一面上靠近各个功率器件内侧设有第二相连接导线，第二相连接导线连接第三组功率器件123中每个功率器件的阳极，并且与第二相交流柱152连接。PCB的第二面上靠近各个功率器件内侧设有第二相连接导线，第二相连接导线连接第二组功率器件122中每个功率器件的阴极，并且通过通孔与第二相交流柱152连接。PCB的第一面上靠近各个功率器件内侧设有第三相连接导线，第三相连接导线连接第五组功率器件135中每个功率器件的阳极，并且与第三相交流柱153连接。PCB的第二面上靠近各个功率器件内侧设有第三相连接导线，第三相连接导线连接第四组功率器件134中每个功率器件的阴极，并且通过通孔与第三相交流柱153连接。
该实施例的电机控制器还可以包括设于PCB上的电容模块，电容模块布置在功率器件内侧附近。电容模块的第一电极连接PCB第一面上第一极性的导线，电容模块的第二电极连接PCB第二面上第二极性的导线。电容模块可以包括一个或多个电容。当电容模块包括多个电容时，在耐压足够的情况下可以所有的电容并联，或者可以根据耐压情况将多个电容分组串联后再将各组串联电容并联在一起。作为一个更具体的例子，电容模块中的电容161的一个电极在PCB第一面上以最短的线连接到正导线上，电容的另一个电极在PCB第二面上以最短的线连接到负导线上。
上述布局和连接结构使得功率电路和控制电路空间隔离，强电对弱电电路的影响小。功率电路的布局使功率电流经过的线路围成的面积最小，电感量低，对外辐射降低。
该实施例的电机控制器还可以包括设于PCB上的电流传感器170。作为一种可选实施方式，电流传感器170可以设置于与交流柱对应的位置，交流柱可以至少部分穿设于电流传感器180的孔中。而且，电流传感器170的数量也可以与交流柱的数量相同。这种布局方案集成度更高，方便安装。
如图2和图3所示，该实施例的电机控制器还可以包括壳体310和与壳体适配的上盖320。壳体310可以设有与交流柱的位置对准的通孔311。该实施例的电机控制器还可以包括交流输出排180，交流输出排180一端通过壳体310上的通孔311连接交流柱，另一端连接电机的相线。壳体310可以设有与功率器件的位置对准的固定孔312。功率器件可以通过螺栓固定于壳体的固定孔312。上盖320可以分别设有与第一极性接线柱141的位置对准的第一通孔和与第二极性接线柱142的位置对准的第二通孔。
作为一种可选实施方式，PCB包括偶数层线路板，例如PCB可以包括2层或4层或6层或8层等多层线路板。
上述结构的控制器比较适用于集成到电机的尾部，电机的相线以120°出线，出线方式简单，电机控制器和相线的连接简单，综合成本低。
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。
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。
在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“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必须针对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至少一个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机控制器，其特征在于，包括印刷电路板、位于所述印刷电路板边缘区域的功率电路、位于所述印刷电路板中部区域的控制电路、以及第一极性接线柱和第二极性接线柱，其中，
所述功率电路至少包括第一相功率模块、第二相功率模块和第三相功率模块，各相功率模块均匀分布在所述印刷电路板边缘区域，各相功率模块分别包括2个功率器件组，各个功率器件组分别包括一个功率器件或多个并联的功率器件，同相的2个功率器件组分别为桥臂的上桥臂和下桥臂，同相的2个功率器件组之间设有同相的交流柱；
所述印刷电路板至少包括两个导电面，所述功率电路包括设于所述印刷电路板的第一面的第一组导线和设于所述印刷电路板的第二面的第二组导线；各相功率模块的上桥臂的第一电极通过所述第一组导线中第一极性的导线连接所述第一极性接线柱而且第二电极通过所述第二组导线中的同相连接导线连接同相的交流柱，下桥臂的第二电极通过所述第二组导线中第二极性的导线连接所述第二极性接线柱而且第一电极通过所述第一组导线中的同相连接导线连接同相的交流柱。
2.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，还包括设于所述印刷电路板上的电容模块，所述电容模块的第一电极连接所述第一组导线中第一极性的导线，所述电容模块的第二电极连接所述第二组导线中第二极性的导线。
3.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，对于所述功率电路包括三相功率模块的情况，与第一相功率模块同相的交流柱为第一相交流柱，与第二相功率模块同相的交流柱为第二相交流柱，与第三相功率模块同相的交流柱为第三相交流柱，第一相交流柱、第二相交流柱和第三相交流柱沿着所述印刷电路板边缘等间隔分布。
4.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，还包括设于所述印刷电路板上的电流传感器，所述交流柱至少部分穿设于所述电流传感器的孔中。
5.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，还包括壳体和与所述壳体适配的上盖。
6.根据权利要求5所述的电机控制器，其特征在于，所述壳体上设有与所述交流柱的位置对准的通孔；
所述电机控制器还包括交流输出排，所述交流输出排一端通过所述通孔连接所述交流柱，另一端连接电机的相线。
7.根据权利要求5或6所述的电机控制器，其特征在于，所述壳体上设有与所述功率器件的位置对准的固定孔。
8.根据权利要求7所述的电机控制器，其特征在于，所述功率器件通过螺栓固定于所述固定孔。
9.根据权利要求5或6所述的电机控制器，其特征在于，所述上盖分别设有与第一极性接线柱的位置对准的第一通孔和与第二极性接线柱的位置对准的第二通孔。
10.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述印刷电路板包括偶数层线路板。
CN202011428029.1A 2020-12-09 2020-12-09 电机控制器 Pending CN112511066A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011428029.1A CN112511066A (zh) 2020-12-09 2020-12-09 电机控制器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011428029.1A CN112511066A (zh) 2020-12-09 2020-12-09 电机控制器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112511066A true CN112511066A (zh) 2021-03-16

Family

ID=74971685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011428029.1A Pending CN112511066A (zh) 2020-12-09 2020-12-09 电机控制器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112511066A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6987670B2 (en) Dual power module power system architecture
US7869193B2 (en) Power conversion apparatus
US7542318B2 (en) Capacitor mounting type inverter unit having a recessed cover
US9425707B2 (en) Inverter device capable of appropriately fixing a power module having a switching element and a smoothing capacitor in a limited region
CN103050283B (zh) 低电感电容器模块和带有低电感电容器模块的电力系统
JP2004064992A (ja) インバータ
CN102035356B (zh) 变流器系统
US8760847B2 (en) Low inductance capacitor assembly
CN110622407B (zh) 半导体开关装置
US10600705B2 (en) Electronic switching element and modularly constructed power converter
JP2016059201A (ja) 電力変換装置
JP5438752B2 (ja) 半導体スタック、および、それを用いた電力変換装置
US4975824A (en) Power converter circuit board
CN214380721U (zh) 电机控制器
CN103987192A (zh) 线路布置
US4979090A (en) Power converter circuit board
JP2005176555A (ja) 電力変換装置
CN112511066A (zh) 电机控制器
US6584001B2 (en) Power converter module
CN216414206U (zh) 电机用控制器及具有其的车辆动力系统
CN214101927U (zh) 叠层母排结构及大功率电力变换装置
CN112910287B (zh) 功率用半导体装置
CN113301757A (zh) 一种电动车控制器及电动车
JP5130870B2 (ja) モータ制御装置
JP2017112682A (ja) ３レベル電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination