CN206041832U - 一种逆变器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种逆变器，其中，该逆变器包括控制电路板和至少一个驱动电路板，每一个驱动电路板上仅设置一个功率半导体半桥模块；控制电路板与驱动电路板电连接。本实用新型中，每个驱动电路板上仅设置一个功率半导体半桥模块，该驱动电路板能够进行灵活的组合和扩展，既可以单独作为半桥逆变器，也可以通过将多个驱动电路板拼接可以构成多相全桥逆变器，使得逆变器的组合及生产很方便。

Description

一种逆变器

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种逆变器。

背景技术

逆变器是一种将直流电转换成交流电的装置，是由控制电路、驱动电路板和功率半导体半桥模块(Transfer molded-Power Module,T-PM)组成的，其中，控制电路产生脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号，通过驱动电路板控制T-PM将接直流电转换成交流电。

现有技术中的逆变器大都是全桥逆变器，并且在生产全桥逆变器时，大都是将多个T-PM模块设置到一个驱动电路板上，即多个T-PM模块共用一个驱动电路板，但是如果将多个T-PM模块设置在一个驱动电路板上，在生产二相、三相或者四相全桥逆变器或者其它相的逆变器时，在驱动电路板设置的T-PM模块的数目不同，即针对每种类型的逆变器在驱动电路板上设置不同数目的T-PM模块，这样使得逆变器的生产很麻烦。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种逆变器，每个驱动电路板上仅设置一个功率半导体半桥模块，该驱动电路板能够进行灵活的组合和扩展，既可以单独当作半桥逆变器使用，也可以通过将多个驱动电路板的拼接可以构成多相全桥逆变器，使得逆变器的组合及生产很方便。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种逆变器，其中，该逆变器包括控制电路板和至少一个驱动电路板，每一个所述驱动电路板上仅设置一个功率半导体半桥模块；

所述控制电路板与所述驱动电路板电连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第一种可能的实现方式，其中，所述控制电路板上设置有控制电路和保护电路；

所述保护电路包括复杂可编程逻辑器件。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第二种可能的实现方式，其中，所述控制电路板和所述驱动电路板通过连接器连接。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第三种可能的实现方式，其中，所述连接器为插针式连接器，所述连接器设置在所述驱动电路板的一侧的表面。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第四种可能的实现方式，其中，所述功率半导体半桥模块包括绝缘栅双极型晶体管半桥电路。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第五种可能的实现方式，其中，所述逆变器还包括用于给所述控制电路板和所述驱动电路板散热的散热器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供的上述第一方面的第六种可能的实现方式，其中，所述逆变器为两相全桥逆变器、三相全桥逆变器或四相全桥逆变器，所述两相全桥逆变器包括两个所述驱动电路板，所述三相全桥逆变器包括三个所述驱动电路板，所述四相全桥逆变器包括四个所述驱动电路板。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第七种可能的实现方式，其中，所述驱动电路板包括上桥臂区域、下桥臂区域及控制区域。

结合第一方面的第七种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第八种可能的实现方式，其中，所述逆变器还包括开关电源；

所述开关电源与电源及所述驱动电路板连接。

结合第一方面的第八种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第九种可能的实现方式，其中，所述开关电源包括稳压变压器；

所述稳压变压器包括两个用于给所述上桥臂区域供电的引脚和两个用于给所述下桥臂区域供电的引脚，且所述用于给所述上桥臂供电的引脚设置在所述稳压变压器的同一侧，所述用于给所述下桥臂供电的两个引脚设置在所述稳压变压器的另一侧。

本实用新型实施例提供的逆变器，包括控制电路板和至少一个驱动电路板，每个驱动电路板上仅设置一个功率半导体半桥模块，该驱动电路板能够进行灵活的组合和扩展，既可以单独当做半桥逆变器实用，也可以通过将多个驱动电路板拼接可以构成多相全桥逆变器，使得逆变器的组合及生产很方便。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的逆变器的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的逆变器的第二种结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的逆变器中驱动电路板的布局示意图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的逆变器中的稳压变压器引脚排布示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到现有技术中的逆变器大都是全桥逆变器，并且在生产全桥逆变器时，大都是将多个T-PM模块设置在一个驱动电路板上，即多个T-PM模块共用一个驱动电路板，但是将多个T-PM模块设置在一个驱动电路板上，在生产二相、三相或者四相全桥逆变器或者其它相的逆变器时，在驱动电路板上设置的T-PM的数目不同，即针对每种类型的逆变器在驱动电路板上设置不同数目的T-PM模块，这样使得逆变器的生产很麻烦。基于此，本实用新型实施例提供了一种逆变器，下面通过实施例进行描述。

实施例

本实用新型实施例提供了一种逆变器，每个驱动电路板上仅设置一个T-PM模块，即每个T-PM模块具有单独的驱动电路板，将多个驱动电路板进行拼接之后，可以构成多相全桥逆变器，使得逆变器的组合很方便。

如图1所示，本实用新型实施例提供的逆变器，包括控制电路板110、至少一个驱动电路板120，每一个驱动电路板120上仅设置一个T-PM模块130；

控制电路板110和驱动电路板120电连接。

本实用新型实施例中的逆变器可以包括一个驱动电路板120，也可以包括多个驱动电路板120，上述图1只是画出了包括一个驱动电路板120的情况，并没有限定逆变器中的驱动电路板120的数目，上述驱动电路板120的个数还可以是两个、三个、四个等等，上述驱动电路板120的个数可以根据实际应用场景进行设置。

在本实用新型中，上述控制电路板110用于产生控制信号，上述驱动电路板120接收控制电路板110产生的控制信号，并对该控制信号进行放大处理，得到驱动控制信号，并传输该驱动控制信号给T-PM模块130，T-PM模块130上的功率管根据驱动控制信号执行开关操作，以将T-PM模块130接收到的直流电转换成交流电，并输出该交流电。

上述控制电路板110产生的控制信号为PWM控制信号。

上述T-PM模块130可以将转换得到的交流电传输给电机，以驱动电机的运行。

本实用新型实施例提供的逆变器，包括控制电路板110和至少一个驱动电路板120，每个驱动电路板上仅设置一个功率半导体半桥模块130，该驱动电路板120能够进行灵活的组合和扩展，既可以单独构成半桥逆变器，也可以通过将多个驱动电路板120拼接可以构成多相全桥逆变器，使得逆变器的组合及生产很方便。

其中，上述T-PM模块130包括绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)半桥电路。

其中，如图2所示，上述控制电路板110上设置有控制电路111和保护电路112，上述保护电路112包括复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)。

在本实用新型实施例中，控制电路111和保护电路112连接，控制电路111生成PWM控制信号，并将该PWM控制信号传输给保护电路112，由保护电路112将该PWM控制信号进行保护，然后将该PWM控制信号传输给驱动电路板120，由驱动电路板120对该PWM控制信号进行放大处理，并传输处理后的PWM控制信号给T-PM模块130，T-PM模块130上的功率管根据接收到的PWM控制信号执行开关操作，使得T-PM模块130将接收到的直流电转换成交流电。

逆变器在工作的过程中，当T-PM模块130出现故障时，需要控制电路板110上的控制电路111停止发送控制信号，以避免T-PM模块130中桥臂直通短路而损坏T-PM模块130，因此，上述控制电路板110上设置有保护电路112。

在本实用新型实施例中，保护电路112中的CPLD会对T-PM模块130进行故障检测，当检测到T-PM模块130故障时，CPLD对接收达的PWM控制信号进行封锁，即该PWM控制信号被禁止发出，同时，CPLD还会发送低电平信号给控制电路111，当控制电路111接收到CPLD发送的低电平信号后，停止工作。

在本实用新型实施例中，上述控制电路板110和驱动电路板120通过连接器连接。

上述连接器包括插针式连接器，连接器设置在驱动电路板120的一侧的表面。

当上述连接器为插针式连接器，且设置在驱动电路板120的一侧的表面，这样构成的逆变器中控制电路板110设置在驱动电路板120的上层。

本实用新型实施例提供的逆变器可以为两相全桥逆变器、三相全桥逆变器或四相全桥逆变器，两相全桥逆变器包括两个驱动电路板120，三相全桥逆变器包括三个驱动电路板120，四相全桥逆变器包括四个驱动电路板120。

当上述驱动电路板120的个数为2个时，2个驱动电路板120可以拼接形成两相全桥逆变器，且两个驱动电路板120上的T-PM模块130并联，每个驱动电路板120均与控制电路板110电连接，接收控制电路板110传输的控制信号，将该控制信号进行放大处理，并传输处理后的控制信号给该驱动电路板120上的T-PM模块130，T-PM模块130根据该驱动控制信号将接收到的直流电转换成交流电，并输出该交流电。

当上述驱动电路板120的个数为3个时，三个驱动电路板120可以拼接形成三相全桥逆变器，且三个驱动电路板120上的T-PM模块130并联，每个驱动电路板120均与控制电路板110电连接，接收控制电路板110传输的控制信号，将该控制信号进行放大处理，并传输处理后的控制信号给该驱动电路板120上的T-PM模块130，T-PM模块130根据该驱动控制信号将接收到的直流电转换成交流电，并输出该交流电。

当上述驱动电路板120的数目为4个时，四个驱动电路板120拼接，构成四相全桥逆变器，且四个驱动电路板120上的T-PM模块130并联，每个驱动电路板120均与控制电路板110电连接，接收控制电路板110传输的控制信号，将该控制信号进行放大处理，并传输处理后的控制信号给该驱动电路板120上的T-PM模块130，T-PM模块130根据该驱动控制信号将接收到的直流电转换成交流电，并输出该交流电。

由于逆变器中各个电路在工作时会发热，为了提高逆变器的散热能力，本实用新型实施例提供的逆变器还包括用于给控制电路板110和驱动电路板120散热的散热器。

本实用新型实施例提供的逆变器包括多层结构，最底层设置散热器，散热器的上层设置有驱动电路板120，驱动电路板120的上层设置有控制电路板110，即在本实用新型中的逆变器中，从下到上依次为散热器、驱动电路板120及控制电路板110。

其中，如图3所示，上述驱动电路板120包括上桥臂区域310、下桥臂区域330及控制区域320。

在本实用新型实施例中，将驱动电路板划分为三个区域，分别为上桥臂区域310、下桥臂区域330和控制区域320，其中，控制区域320位于上下桥臂区域330的中间，其中，控制电路板110上产生的PWM控制信号从上述控制区域320接入，然后通过光耦合或者磁耦合的方式，分别输入到上桥臂区域310和下桥臂区域330，上桥臂区域310及下桥臂区域330的驱动电路板对该PWM控制信号进行放大处理，得到驱动控制信号。

其中，作为一个实施例，本实用新型实施例提供的逆变器还包括开关电源；

上述开关电源包括稳压变压器，且开关电源与电源及驱动电路板120连接。

本实用新型实施例中使用的开关电源为隔离式反激开关电源。

其中，上述开关电源包括稳压变压器和开关电源芯片。

开关电源与电源连接，接收电源传输的直流电，开关电源中的稳压变压器和开关电源芯片对该直流电进行处理，产生两路相互隔离的直流稳压信号，分别供给驱动电路板120的上桥驱动电路和下桥驱动电路，其中，稳压变压器保证在电源的初级和两路次级之间没有直接的电气连接，分别将不共地的直流电传输给T-PM模块130的上桥臂和下桥臂。

其中，上述开关电源设置在驱动电路板120的控制区域320，开关电源中的稳压变压器有两个输出，其中一个给上桥臂区域310供电，另外一个输出用于给下桥臂区域330供电。

在本实用新型实施例中，驱动电路板120上的上桥臂区域310和下桥臂区域330是不共地的，而PWM控制信号和开关电源输入的电源是共地的。

在本实用新型实施例中，考虑到驱动电路板120的布局，为了方便稳压变压器与上下桥臂区域330的布线，本实用新型实施例提供的稳压变压器包括两个用于给上桥臂区域310供电的引脚和两个用于给下桥臂区域330供电的引脚，且上述用于给上桥臂区域310供电的引脚设置在稳压变压器的同一侧，用于给下桥臂供电的两个引脚设置在稳压变压器的另一侧。

这样给上桥臂区域310供电的引脚设置在稳压变压器的同一侧，给下桥臂供电的引脚设置在稳压变压器的另一侧，方便给上下桥臂区域330供电。

图4示出了其中一种可能的稳压变压器的引脚排布示意图，在图3中，引脚1和引脚2为电源的输入端，与电源连接，接收电源传输的电能，引脚4和5为上桥臂区域310输出端，与上桥臂区域310连接，给上桥臂区域310供电，引脚6和引脚7为下桥臂区域330输出端，与下桥臂区域330连接，给下桥臂区域330供电，3和8处时没有引脚的，3和8处所对应的区域作为电隔离区域，引脚9和引脚10为开关电源芯片的反馈端。

本实用新型实施例中的稳压变压器设置有电隔离区域，实际上是在控制区域320的对应的电路板上设置一个预设宽度的禁止布区，实用光耦合器件或者磁耦合器件进行连接，这样可以保证在高压状态下，电隔离区域不会被击穿。

当然，上述只是给出了稳压变压器的一种引脚的排布方式，上述稳压变压器的引脚排布还可以采用其他方式，本实用新型实施例并不限定上述稳压变压器具体的引脚排布方式。

其中，上述给上桥臂区域310和下桥臂区域330传输的直流电均为15V，当然，还可以为其它数值，本实用新新型实施例并不限定上述电流的具体伏值。

本实用新型实施例提供的逆变器，每个驱动电路板上仅设置一个功率半导体半桥模块，该驱动电路板能够进行灵活的组合和扩展，既可以单独作为半桥逆变器，也可以通过将多个驱动电路板拼接可以构成多相全桥逆变器，使得逆变器的组合及生产很方便。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种逆变器，其特征在于，包括控制电路板和至少一个驱动电路板，每一个所述驱动电路板上仅设置一个功率半导体半桥模块；

所述控制电路板与所述驱动电路板电连接。

2.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述控制电路板上设置有控制电路和保护电路；

所述保护电路包括复杂可编程逻辑器件。

3.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述控制电路板和所述驱动电路板通过连接器连接。

4.根据权利要求3所述的逆变器，其特征在于，所述连接器包括插针式连接器，所述连接器设置在所述驱动电路板的一侧的表面。

5.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述功率半导体半桥模块包括绝缘栅双极型晶体管半桥电路。

6.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括用于给所述控制电路板和所述驱动电路板散热的散热器。

7.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器为两相全桥逆变器、三相全桥逆变器或四相全桥逆变器；

所述两相全桥逆变器包括两个所述驱动电路板，所述三相全桥逆变器包括三个所述驱动电路板，所述四相全桥逆变器包括四个所述驱动电路板。

8.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述驱动电路板包括上桥臂区域、下桥臂区域及控制区域。

9.根据权利要求8所述的逆变器，其特征在于，所述逆变器还包括开关电源；

所述开关电源包括稳压变压器，所述开关电源与电源及所述驱动电路板连接。

10.根据权利要求9所述的逆变器，其特征在于，所述稳压变压器包括两个用于给所述上桥臂区域供电的引脚和两个用于给所述下桥臂区域供电的引脚，且所述用于给所述上桥臂供电的引脚设置在所述稳压变压器的同一侧，所述用于给所述下桥臂供电的两个引脚设置在所述稳压变压器的另一侧。