CN205304591U - 一种直流放电电路 - Google Patents

一种直流放电电路 Download PDF

Info

Publication number
CN205304591U
CN205304591U CN201521080476.7U CN201521080476U CN205304591U CN 205304591 U CN205304591 U CN 205304591U CN 201521080476 U CN201521080476 U CN 201521080476U CN 205304591 U CN205304591 U CN 205304591U
Authority
CN
China
Prior art keywords
direct
shape
discharge circuit
current discharge
recessed shape
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.)
Active
Application number
CN201521080476.7U
Other languages
English (en)
Inventor
陈建明
李少龙
焦明亮
吴佐来
周成
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.)
Hunan Crrc Times Electric Drive Technology Co ltd
Original Assignee
Zhuzhou CSR Times Electric 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 Zhuzhou CSR Times Electric Co Ltd filed Critical Zhuzhou CSR Times Electric Co Ltd
Priority to CN201521080476.7U priority Critical patent/CN205304591U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN205304591U publication Critical patent/CN205304591U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本实用新型公开了一种直流放电电路,属于电力电子技术领域,解决了传统的直流放电电路可靠性较低、散热性差且成本高的技术问题。该直流放电电路包括:多个负载,所述多个负载通过串联与并联的组合方式连接,所述直流放电电路连接在直流母线正负极之间。

Description

一种直流放电电路
技术领域
本实用新型涉及电力电子技术领域,具体的说,涉及一种直流放电电路。
背景技术
目前,电动汽车以其具有的无排放污染、噪声低等诸多优势正在逐步走进人们的视野。随着电动汽车行业的蓬勃发展,对于电动汽车电驱动系统的要求也越来越高,更高功率密度、更低功率损耗、更高器件可靠性成为了电动汽车电驱动系统的发展趋势。因此,对于电驱动系统中的驱动器内部电路的选型、散热、寿命、尺寸都提出了新的要求。
在驱动器内部电路中,直流放电电路普遍应用于逆变器输入母线电路,与直流母线电容并联,直流放电电路的一端与直流母线的正极连接,另一端与直流母线的负极连接。当逆变器处于工作状态或工作刚结束状态时,直流母线电容一直通过直流放电电路放电直到直流母线电容电压降为零值。如果直流放电电路发生断路,将会直接导致直流母线电容电压难以泄放,从而引发电容寿命减少和其他安全事故。现有的直流放电电路采用单个或多个功率电阻串联组成,通常情况下能够实现汽车电驱动系统的被动式放电功能,但是现有的直流放电电路存在以下缺陷:当特殊情况下放电电路某个电阻断路或者PCB走线断裂,将会导致整个放电电路断路,使得母线电容电压不易泄放,引发电容寿命减少、造成安全事故,因此其可靠性不高;并且现有的直流放电电路电路散热性较差,且需要选择耐压较高的功率电阻,其精度较差、成本高。
因此,亟需一种能够提高可靠性和散热性且成本低的直流放电电路。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种直流放电电路,以解决传统的直流放电电路可靠性较低、散热性差且成本高的技术问题。
本实用新型的实施例提供一种直流放电电路,该电路包括:多个负载,所述多个负载通过串联与并联的组合方式连接,所述直流放电电路连接在直流母线正负极之间。
所述直流放电电路设置在PCB电路板上,所述多个负载通过覆铜连接。
所述多个负载为贴片电阻,所述电阻与所述覆铜通过焊接方式连接。
所述直流母线正负极之间连接有逆变器,所述PCB电路板为所述逆变器的驱动板、门极附板或电压采样板。
所述多个负载的组合方式包括:多个串联连接的并联负载单元,所述并联负载单元由多个并联连接的负载组成。
所述多个负载的组合方式包括:多个并联连接的串联负载单元,所述串联负载单元由多个串联连接的负载组成。
所述多个并联负载单元内并联的负载数量相同。
所述覆铜包括:
第一端部,所述第一端部具有一定宽度,其一边的中部设置有大致的四边形凸出形状;
第二端部,所述第二端部具有一定宽度,其一边的中部设置有大致的四边形凹进形状;
多个中间部,所述多个中间部依次排列在第一端部和第二端部之间,其一边的中部设置有大致的四边形凸出形状,与该边对应的另一边的中部设置有大致的四边形凹进形状,一个中间部的凸出形状延伸在与其相邻的中间部的凹进形状内且与该凹进形状保持一定的间隔;
所述第一端部凸出形状延伸在相邻中间部的凹进形状内且与该中间部保持一定的间隔,与所述第二端部相邻的中间部的凸出形状延伸在所述第二端部的凹进形状内且与第二端部保持一定的间隔;
在所述第一端部的凸出形状顶部和凸出形状的两侧、所述第二端部的凹进形状底部和凹进形状的两侧、中间部的的凸出形状顶部和凸出形状的两侧以及凹进形状的底部和凹进形状的两侧分别设置有焊接位;
位于所述第一端部的凸出形状顶部和凸出形状的两侧的焊接位分别与相邻的所述中间部的凹进形状的底部以及凹进形状的两侧的焊接位位置相对应;
位于所述第二端部的凹进形状底部和凹进形状的两侧的焊接位分别与相邻的所述中间部的凸出形状的顶部以及凸出形状的两侧的焊接位位置相对应;
位于所述中间部的的凸出形状顶部和凸出形状的两侧的焊接位分别与相邻的所述中间部的凹进形状的底部以及凹进形状的两侧的焊接位位置相对应;
所述贴片电阻焊接在位置相对应的两个焊接位之间。
所述多个负载的组合方式包括:4个串联连接的并联负载单元,所述并联负载单元由3个并联连接的负载组成。
本实用新型实施例提供的直流放电电路,在传统的单/多电阻串联电路基础上加以改进,采用多个电阻通过串联与并联相结合的阵列冗余设计保证放电电路的高可靠性,满足汽车电驱动系统对可靠性的要求;同时可选择精度较低、耐压较低电阻作为放电负载能够提高放电电路等效电阻的精度而不影响整个直流放电电路的耐压性能,成本明显降低;而且使用体积小的表贴电阻进行贴片,所占PCB面积小,不影响电路板的空间高度,同时可以选择安装在电路板的顶层或底层,选择方式多样,安装方便;并且贴片电阻通过具有特定形状的覆铜连接,大大提高散热性能,延长电阻寿命。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分的从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍:
图1是本实用新型实施例提供的直流放电电路的示意图;
图2是本实用新型实施例提供的直流放电电路的走线示意图。
附图标记说明:
1、直流放电电路2、直流母线3、变压器4、逆变器5、覆铜6、焊接位7、并联负载单元8、第一端部9、第二端部10、中间部
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式,借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是,只要不构成冲突,本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。
本实用新型实施例提供一种直流放电电路,如图1所示,该直流放电电路1包括:多个负载,多个负载通过串联与并联的组合方式连接,也就是说多个负载之间不是仅靠串联这种单一的方式连接在一起,而是通过串联与并联相结合的方式连接。直流放电电路1连接在直流母线2正负极之间,多个负载的组合方式使得连接在直流母线2正负极之间的直流母线电容C放电时直流放电电路1具有良好的可靠性。其中,直流放电电路1的作用是通过其中的多个负载将直流母线电容C放出的电能转化为其他能量。
直流母线电容和直流放电电路广泛应用于变压器等电器设备和相应的配电装置的连接中,直流母线电容在变频器电路或者逆变器电路当中起到以下几种作用:稳定母线电压;补偿以电源频率两倍或六倍变化的逆变器所需功率与整流桥输出功率之差;提供逆变器或变频器开关频率的输入电流;减小开关频率的电流谐波进入电网;吸收急停状态时所有功率开关器件关断下的电机去磁能量;提供瞬时峰值功率;保护逆变器或变频器免受电网瞬时峰值冲击等。当逆变器或变频器处于工作状态时,直流母线电容会一直通过直流放电电路放电,或当逆变器或变频器工作结束时,直流母线电容通过直流放电电路放电直到直流母线电容电压降为零值。
在本实用新型的一个实施方式中,直流母线电容2和直流放电电路1应用于电动汽车驱动器内部电路中的DC/DC变压器3与逆变器4之间的母线2上,从DC/DC变压器3连出的正负极母线2之间分别连接有直流放电电路1、直流母线电容2和逆变器4,直流放电电路1可以接在变压器3与母线电容C之间亦可接在母线电容C与逆变器4之间,多个负载选用功率电阻。相对于传统的单个或多个电阻串联而成的直流放电电路,本实用新型提供的直流放电电路通过负载之间串联与并联相结合的方式,当某个负载出现故障或者负载之间的连接电路断路时,可以通过相并联的旁路放电,从而有效的避免由于小故障而造成整个放电电路不能工作,满足汽车电驱动系统对于可靠性的要求。
同时,负载可以选用精度较低、耐压较低的电阻,通过采用一定数量电阻串并连接相对于传统的使用大功率电阻串联能够有效提高放电电路的等效电阻的精度,并且减少了硬件设备的投资,节约了成本。
直流放电电路的负载之间的连接线路和与直流母线之间的连接线路可以为PCB走线、漆包线、单股或多股铜芯线等。
进一步的,在本实用新型实施例中,如图1所示,多个负载的组合方式包括:多个串联连接的并联负载单元7,并联负载单元7由多个并联连接的负载组成。负载选用功率电阻。即直流放电电路1包括m个并联负载单元7,每个负载单元7中并联的电阻数量可以根据实际需要设置成相同数量也可以设置成不同数量。在本实用新型实施例中,m个并联负载单元7中的电阻数量都为n个,(m、n均为正整数)。从上至下第一个并联负载单元7中的电阻为R11至R1n,第二个并联负载单元7中的电阻为R21至R2n,以此类推,第m个并联负载单元7中的电阻为Rm1至Rmn
在本实用新型实施例中,各个电阻阻值均为R且型号一致。以汽车电驱动系统驱动器的一些参数为例进行计算,假设直流母线电容C的容值为3000uF,直流母线额定电压Udc为400V,按照直流母线电压从额定电压下降至安全电压Ut时所需时间t小于等于规定时间90s,直流放电电路等效电阻阻值为R1,安全电压Ut规定为36V。
根据电容放电公式:t=R1×C×ln(Udc/Ut)
代入上述具体数值,经过计算选择满足要求的等效电阻R1为100kΩ,根据上述电阻的串并联组合方式,得到直流放电电路单个电阻阻值R=100×n/m(R的单位为kΩ)。也就是说根据并联负载单元的数量m和并联负载单元中的电阻的数量n以及满足要求的总等效电阻,就可以获得单个电阻的阻值,使得直流放电电路满足母线电容的放电需求。
进一步的,在本实用新型实施例中,多个负载的组合方式包括:多个并联连接的串联负载单元,串联负载单元由多个串联连接的负载组成。此种组合方式的具体实施方式与上述方式类似,在此不再敖述。
在本实用新型实施例中,以下述组合方式为例对直流放电电路的设置方式进行详细的说明。如图2所示,该组合方式包括:4个串联连接的并联负载单元,并联负载单元由3个并联连接的负载组成,总共12个负载。直流放电电路设置在PCB电路板上,负载通过覆铜5连接,覆铜5的图形设计使得直流放电电路具有良好的散热性。负载为贴片电阻,贴片电阻与覆铜通过焊接方式连接,贴片电阻焊接在焊接位6上。
由于标准封装的IGBT模块均可以通过模块的针脚或者安装孔引出直流母线的正极和负极,因此,为了与其相配合本实用新型所提出的直流放电电路选择安装在PCB电路板上,通过导线或者PCB布线完成电路连接。可选的,PCB电路板可以为逆变器的驱动板、门极附板或电压采样板,但不限于以上三种。
在形成直流放电电路的过程中,在PCB板上对电路层区域进行覆铜形成覆铜5,然后选择贴片电阻在相应的焊接位6上进行贴片和焊接,形成直流放电电路。其中,电阻选择体积小、耐高温、耐硫化、稳定性高的贴片电阻,使得电路中电阻所占的PCB面积变小,而且由于贴片电阻呈片状、高度低,不占电路板空间体积,可安装在电路板的顶层或底层,具有不受电磁干扰影响,不影响电路板正常安装等优点。
进一步的,在本实用新型实施例中,如图2所示,覆铜5包括,两个端部:第一端部8和第二端部9,以及依次排列在两个端部之间的多个中间部10,两个端部和中间部10具有一定宽度,中间部10一边的中部设置有大致的四边形凸出形状,与该边对应的另一边的中部设置有大致的四边形凹进形状,一个中间部10的凸出形状延伸在相邻中间部10的凹进形状内且与该中间部10保持一定的间隔,第一端部8一边的中部设置有大致的四边形凸出形状,该凸出形状延伸在相邻中间部10的凹进形状内且与该中间部10保持一定的间隔,第二端部9一边的中部设置有大致的四边形凹进形状,与其相邻的中间部10的凸出形状延伸在该凹进形状内且与第二端部9保持一定的间隔。
在第一端部8的凸出形状顶部和凸出形状的两侧分别设置有焊接位6。
在第二端部9的凹进形状底部和凹进形状的两侧分别设置有焊接位6。
在中间部10的的凸出形状顶部、凸出形状的两侧、凹进形状的底部以及凹进形状的两侧分别设置有焊接位6。
位于第一端部8的凸出形状顶部和凸出形状的两侧的焊接位6分别与相邻的中间部10凹进形状的底部以及凹进形状的两侧的焊接位6位置相对应。
位于第二端部9的凹进形状底部和凹进形状的两侧的焊接位6分别与相邻的中间部10凸出形状的顶部以及凸出形状的两侧的焊接位6位置相对应。
位于中间部10的的凸出形状顶部和凸出形状的两侧的焊接位6分别与相邻的中间部10凹进形状的底部以及凹进形状的两侧的焊接位6位置相对应。
贴片电阻焊接在位置相对应的两个焊接位6之间。
本实用新型实施例提供的覆铜5形状应用于每个并联负载单元包含三个并联电阻的情况,若每个并联负载单元包含少于三个或多于三个并联电阻的情况,则根据本实用新型提供的覆铜5的形状进行横向的缩小和扩展。例如,若并联负载单元包含四个并联电阻,则对本实用新型提供的覆铜5的形状在一侧进行扩展,使第四个电阻的焊接位置与相邻的电阻焊接位置上下错开一定位置,重复凹凸的形状。以此类推,均在本实用新型实施例的保护范围内。
本实用新型所选择的PCB走线形状充分利用PCB板有限的布线空间,使得直流放电电路的走线面积大大增加,并且在有限面积内使并联的多个电阻在覆铜上的焊点之间错开一定位置使距离达到最大化,这些都使得整个电路的散热性能得到提升,进一步增强直流放电电路的可靠性,并且可以延长电阻的使用寿命。
本实用新型实施例提供的直流放电电路,在传统的单/多电阻串联电路基础上加以改进,采用多个电阻通过串联与并联相结合的阵列冗余设计保证放电电路的高可靠性,满足汽车电驱动系统对可靠性的要求;同时可选择精度较低、耐压较低电阻作为放电负载能够提高放电电路等效电阻的精度而不影响整个直流放电电路的耐压性能,成本明显降低;而且使用体积小的表贴电阻进行贴片,所占PCB面积小,不影响电路板的空间高度,同时可以选择安装在电路板的顶层或底层,选择方式多样,安装方便;并且贴片电阻通过具有特定形状的覆铜连接,大大提高散热性能,延长电阻寿命。
虽然本实用新型所公开的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式,并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员,在不脱离本实用新型所公开的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本实用新型的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种直流放电电路,其特征在于,包括:多个负载,所述多个负载通过串联与并联的组合方式连接,所述直流放电电路连接在直流母线正负极之间。
2.根据权利要求1所述的直流放电电路,其特征在于,所述直流放电电路设置在PCB电路板上,所述多个负载通过覆铜连接。
3.根据权利要求2所述的直流放电电路,其特征在于,所述多个负载为贴片电阻,所述电阻与所述覆铜通过焊接方式连接。
4.根据权利要求3所述的直流放电电路,其特征在于,所述直流母线正负极之间连接有逆变器,所述PCB电路板为所述逆变器的驱动板、门极附板或电压采样板。
5.根据权利要求1至4任一项所述的直流放电电路,其特征在于,所述多个负载的组合方式包括:多个串联连接的并联负载单元,所述并联负载单元由多个并联连接的负载组成。
6.根据权利要求1至4任一项所述的直流放电电路,其特征在于,所述多个负载的组合方式包括:多个并联连接的串联负载单元,所述串联负载单元由多个串联连接的负载组成。
7.根据权利要求5所述的直流放电电路,其特征在于,所述多个并联负载单元内并联的负载数量相同。
8.根据权利要求7所述的直流放电电路,其特征在于,所述覆铜包括:
第一端部,所述第一端部具有一定宽度,其一边的中部设置有大致的四边形凸出形状;
第二端部,所述第二端部具有一定宽度,其一边的中部设置有大致的四边形凹进形状;
多个中间部,所述多个中间部依次排列在第一端部和第二端部之间,其一边的中部设置有大致的四边形凸出形状,与该边对应的另一边的中部设置有大致的四边形凹进形状,一个中间部的凸出形状延伸在与其相邻的中间部的凹进形状内且与该凹进形状保持一定的间隔;
所述第一端部凸出形状延伸在相邻中间部的凹进形状内且与该中间部保持一定的间隔,与所述第二端部相邻的中间部的凸出形状延伸在所述第二端部的凹进形状内且与第二端部保持一定的间隔;
在所述第一端部的凸出形状顶部和凸出形状的两侧、所述第二端部的凹进形状底部和凹进形状的两侧、中间部的的凸出形状顶部和凸出形状的两侧以及凹进形状的底部和凹进形状的两侧分别设置有焊接位;
位于所述第一端部的凸出形状顶部和凸出形状的两侧的焊接位分别与相邻的所述中间部的凹进形状的底部以及凹进形状的两侧的焊接位位置相对应;
位于所述第二端部的凹进形状底部和凹进形状的两侧的焊接位分别与相邻的所述中间部的凸出形状的顶部以及凸出形状的两侧的焊接位位置相对应;
位于所述中间部的的凸出形状顶部和凸出形状的两侧的焊接位分别与相邻的所述中间部的凹进形状的底部以及凹进形状的两侧的焊接位位置相对应;
所述贴片电阻焊接在位置相对应的两个焊接位之间。
9.根据权利要求7所述的直流放电电路,其特征在于,所述多个负载的组合方式包括:4个串联连接的并联负载单元,所述并联负载单元由3个并联连接的负载组成。
CN201521080476.7U 2015-12-23 2015-12-23 一种直流放电电路 Active CN205304591U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201521080476.7U CN205304591U (zh) 2015-12-23 2015-12-23 一种直流放电电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201521080476.7U CN205304591U (zh) 2015-12-23 2015-12-23 一种直流放电电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205304591U true CN205304591U (zh) 2016-06-08

Family

ID=56472045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201521080476.7U Active CN205304591U (zh) 2015-12-23 2015-12-23 一种直流放电电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN205304591U (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106026693B (zh) 一种高集成变流器模块
CN204030990U (zh) 叠层喷涂排与复合母排混合使用的新型功率变换单元
CN104734467A (zh) 吊装式层叠结构功率模块
CN104167933A (zh) 叠层喷涂排与复合母排混合使用的新型功率变换单元
CN101404445B (zh) 一种变流器功率模块主体装置及其加工方法
CN103607159A (zh) 电动车辆电机控制器及控制器总成模块化单元结构方式
CN104201867A (zh) 一种基于热管散热器的三电平igbt功率柜
CN101447740A (zh) 具有模块化空间结构的高压变频器变流单元
CN204030991U (zh) 适用于半桥模块的三相逆变复合母排
CN104167934A (zh) 适用于半桥模块的三相逆变复合母排
CN107769587A (zh) 一种轻轨辅助功率模块及轻轨辅助变流器
CN208955893U (zh) 一种多供电制式的变流器
CN202931226U (zh) 一种igbt变流器模块
CN201726303U (zh) 一种大功率高压变频器功率单元
CN103401437A (zh) 一种igbt变流器斩波模块
CN112787485A (zh) 高频dc-dc变流器模块及辅助变流器系统
CN102148219B (zh) 一种绝缘栅双极型晶体管的功率模块
CN104780749A (zh) 绝缘屏蔽支撑板以及层叠式功率模块
CN201682403U (zh) 一种光伏逆变器逆变单元模块化结构装置
CN205304591U (zh) 一种直流放电电路
CN208806749U (zh) 一种变流器模块
CN107911033B (zh) 优化主电路总体杂散电感的设计方法及机车变流功率单元
CN200959569Y (zh) 逆变输出滤波器
CN201341084Y (zh) 一种变流器功率模块主体装置
CN209217958U (zh) 储能设备及其功率模块

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: The age of 412001 in Hunan Province, Zhuzhou Shifeng District Road No. 169

Patentee after: ZHUZHOU CRRC TIMES ELECTRIC Co.,Ltd.

Address before: The age of 412001 in Hunan Province, Zhuzhou Shifeng District Road No. 169

Patentee before: ZHUZHOU CSR TIMES ELECTRIC Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240109

Address after: 412005, No. 255 Tongxia Road, Tongtangwan Street, Shifeng District, Zhuzhou City, Hunan Province

Patentee after: Hunan CRRC Times Electric Drive Technology Co.,Ltd.

Address before: The age of 412001 in Hunan Province, Zhuzhou Shifeng District Road No. 169

Patentee before: ZHUZHOU CRRC TIMES ELECTRIC Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right