CN207460055U - 一种小体积大功率电机控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种小体积大功率电机控制器，属于电机控制器的技术领域；解决的技术问题为：提供一种散热效果较好的小体积大功率电机控制器；采用的技术方案为：包括：驱动电路、电源电路和集成控制电路；集成控制电路包括控制电路板、功率电路板和散热器底板，功率电路板的背面与散热器底板接触连接，功率电路板的正面一侧设置有多个MOS管；功率电路板的正面与控制电路板的背面之间设置有多个铜柱；控制电路板正面上设置有排针、电流传感器和第一导电柱，排针和第一导电柱直接固定在控制电路板上，电流传感器的中部穿过第一导电柱后固定在控制电路板上；控制电路板通过排针与功率电路板电连接，功率电路板的正面上方设置有第二导电柱。
Description
技术领域
本实用新型一种小体积大功率电机控制器，属于电机控制器的技术领域。
背景技术
随着微电子技术的发展，电子产品占汽车整车的比例越来越高，且存在着越来越复杂、功率越来越大的趋势；许多由液压驱动或机械驱动的执行机构，逐步被更先进的电机驱动代替；同时，在汽车能源方面，传统的燃油发动机已逐步的向纯电动方向发展，减少了尾气排放的同时，提高了能源的循环利用率；上述技术的发展，使得对电动汽车电子控制器的运算速度、可靠性及节能增效等方面的要求也越来越高。
一般地，纯电动汽车的核心部件，其电机控制器通常包括控制电路、驱动电路和电源供电电路等，为使得控制器正常稳定可靠地运行，必须有一个合理、可靠的控制模块，以及功能强大的大功率电源供电逆变模块。
目前，市面上的电机控制器结构，将控制电路、驱动电路和电源供电电路集成在一起，整体布局在同一PCB电路板上，这种结构的运用中，由于电源供电电路和驱动电路热损耗比较大，且电源供电电路与控制电路和驱动电路集成在一起，导致控制电路和驱动电路受电源供电电路热影响比较大，控制电路和驱动电路的发热情况严重，而且EMC相互干扰严重，降低了整个产品运行的可靠性及稳定性。
此外，现有的供电电路功率模块，除大功率使用IGBT模块外，小功率的电机控制器均使用多个MOS管并联，由于MOS管在高速开关工作时，是主要的热量来源，因此散热是设计的一大关键，也是在做小产品的瓶颈；同时，传统的MOS安装方式为多为插件焊接，散热面与铝合金外壳通过弹性压合钢板压合使之紧密接触，装配困难，结构复杂，体积、重量也较大，且因控制器常年处于振动的环境下使用，MOS管与外铝合金的紧固处上，易出现松动损坏。
综上，随着新能源事业的高速发展，对电机驱动器提出了越来越高的要求，系统迫切需要体积小，功率高，可靠性好的电机控制器。
实用新型内容
本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种散热效果较好的小体积大功率电机控制器。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种小体积大功率电机控制器，包括：驱动电路、电源电路以及集成控制电路；所述电源电路的电源输出端与集成控制电路的电源输入端相连，所述集成控制电路的信号输出端与驱动电路的信号输入端相连；所述集成控制电路的结构为：包括由上至下设置的控制电路板、功率电路板和散热器底板，所述功率电路板的背面与散热器底板接触连接，所述功率电路板的正面一侧设置有多个MOS管；所述功率电路板的正面与控制电路板的背面之间设置有多个铜柱；所述控制电路板正面上设置有排针、电流传感器和第一导电柱，所述排针和第一导电柱直接固定在控制电路板上，所述电流传感器的中部穿过第一导电柱后固定在控制电路板上；所述控制电路板通过排针与功率电路板电连接，所述功率电路板的正面上方设置有第二导电柱。
优选地，所述散热器底板和功率电路板之间通过绝缘矽胶布绝缘。
优选地，所述第一导电柱为UVW三相导电柱，所述第二导电柱为母线导电柱，所述电流传感器为UV两相电流传感器。
优选地，所述排针的数量为8组，每组排针的结构均为2*2PIN、且间距为2.0mm的贴片双排排针，所述排针的高度≤22.5mm。
优选地，所述功率电路板为尺寸155mm*90mm的长方形电路板，所述控制电路板为尺寸110mm*90mm的长方形电路板，所述铜柱的高度≤13mm。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。
1、本实用新型中，功率电路板的背面与散热器底板接触连接，具有散热面接触面积大、散热快的特点，大大提升了电机控制器的散热能力，实现了电机控制器小体积大功率的设计。
2、本实用新型中，控制电路板与功率电路板上下两层的设计，使控制电路板工作温度基本在常温下运行，不受功率板的温度影响。
3、本实用新型中，控制电路板直接通过8组双排排针与功率电路板相连，从功率电路板上得到电池输送过来的电源做为供电电压，并且将功率电路板中MOS管的驱动信号PWM在控制板信号出来后、直接输送到MOS管的GS极；双绞线设计，驱动信号回路大大减小，大大降低了信号的EMC影响，整个系统响应迅速、控制稳定、抗干扰强、结构轻巧，大大节省了汽车的装配空间，且功率密度大，充分发挥其体形的优势。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图1为本实用新型中集成控制电路的结构示意图；
图中：1为散热器底板，2为铜柱，3为排针，4为电流传感器，5为第一导电柱，6为有第二导电柱，7为功率电路板，8为控制电路板。
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的附图，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
图1为本实用新型中集成控制电路的结构示意图，如图1所示，一种小体积大功率电机控制器，包括：驱动电路、电源电路以及集成控制电路；所述电源电路的电源输出端与集成控制电路的电源输入端相连，所述集成控制电路的信号输出端与驱动电路的信号输入端相连；所述集成控制电路的结构为：包括由上至下设置的控制电路板8、功率电路板7和散热器底板1，所述功率电路板7的背面与散热器底板1接触连接，所述功率电路板7的正面一侧设置有多个MOS管；所述功率电路板7的正面与控制电路板8的背面之间设置有多个铜柱2；所述控制电路板8正面上设置有排针3、电流传感器4和第一导电柱5，所述排针3和第一导电柱5直接固定在控制电路板8上，所述电流传感器4的中部穿过第一导电柱5后固定在控制电路板8上；所述控制电路板8通过排针3与功率电路板7电连接，用于传输控制信号，所述功率电路板7的正面上方设置有第二导电柱6。
本实用新型中，功率电路板7的背面与散热器底板1接触连接，具有散热面接触面积大、散热快的特点，大大提升了电机控制器的散热能力，实现了电机控制器小体积大功率的设计；控制电路板8与功率电路板7上下两层的设计，使控制电路板7工作温度基本在常温下运行，不受功率板的温度影响；同时，控制电路板8直接通过8组双排排针与功率电路板7相连，从功率电路板7上得到电池输送过来的电源做为供电电压，并且将功率电路板7中MOS管的驱动信号PWM在控制板信号出来后、直接输送到MOS管的GS极；采用双绞线设计，驱动信号回路大大减小，大大降低了信号的EMC影响，整个系统响应迅速、控制稳定、抗干扰强、结构轻巧，大大节省了汽车的装配空间，且功率密度大，充分发挥其体形的优势。
本实施例中，所述散热器底板1和功率电路板7之间通过绝缘矽胶布绝缘。
具体地，所述第一导电柱5为UVW三相导电柱，所述第二导电柱6为母线导电柱，所述电流传感器4为UV两相电流传感器。
进一步地，所述排针3的数量为8组，每组排针3的结构均为2*2PIN、且间距为2.0mm的贴片双排排针。
更进一步地，所述排针3的高度≤22.5mm，所述功率电路板7为尺寸155mm*90mm的长方形电路板，所述控制电路板8为尺寸110mm*90mm的长方形电路板，所述铜柱2的高度≤13mm。
本实施例中的功率电路板7采用超铜厚PCB制作工艺，四层PCB内外层均采用6OZ工艺设计，且功率电路板7将从电源电路输送过来的直流电流、直接输送到MOS管D极管脚处，直通设计，整块PCB平铺，最大化电流路径，使得在正常情况下，控制器的平均输出电流可达200A(环境温度25度)以上，持续的长时间工作输出；瞬时电流峰值不低于500A，维持时间不低于2S，电流能力大幅提高；同时，155mm*90mm的长方形功率电路板7上，密集的将12片高功率贴片MOS管布置于PCB板顶层一侧，整块电路PCB板背面全部开窗，155mm*90mm的背面面积全部用于散热接触面，通过绝缘矽胶布直接与散热器大面积水平结合，起到散热面接触面积大散热快的特点；在小体积中PCB板基本全部用于接触散热，大大提升了底座的散热能力。两者的结合，实现电机控制器小体积大功率设计。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种小体积大功率电机控制器，其特征在于：包括：驱动电路、电源电路以及集成控制电路；所述电源电路的电源输出端与集成控制电路的电源输入端相连，所述集成控制电路的信号输出端与驱动电路的信号输入端相连；
所述集成控制电路的结构为：包括由上至下设置的控制电路板(8)、功率电路板(7)和散热器底板(1)，所述功率电路板(7)的背面与散热器底板(1)接触连接，所述功率电路板(7)的正面一侧设置有多个MOS管；所述功率电路板(7)的正面与控制电路板(8)的背面之间设置有多个铜柱(2)；
所述控制电路板(8)正面上设置有排针(3)、电流传感器(4)和第一导电柱(5)，所述排针(3)和第一导电柱(5)直接固定在控制电路板(8)上，所述电流传感器(4)的中部穿过第一导电柱(5)后固定在控制电路板(8)上；
所述控制电路板(8)通过排针(3)与功率电路板(7)电连接，所述功率电路板(7)的正面上方设置有第二导电柱(6)。
2.根据权利要求1所述的一种小体积大功率电机控制器，其特征在于：所述散热器底板(1)和功率电路板(7)之间通过绝缘矽胶布绝缘。
3.根据权利要求1所述的一种小体积大功率电机控制器，其特征在于：所述第一导电柱(5)为UVW三相导电柱，所述第二导电柱(6)为母线导电柱。
4.根据权利要求1所述的一种小体积大功率电机控制器，其特征在于：所述电流传感器(4)为UV两相电流传感器。
5.根据权利要求1所述的一种小体积大功率电机控制器，其特征在于：所述排针(3)的数量为8组，每组排针(3)的结构均为2*2PIN、且间距为2.0mm的贴片双排排针。
6.根据权利要求1所述的一种小体积大功率电机控制器，其特征在于：所述排针(3)的高度≤22.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种小体积大功率电机控制器，其特征在于：所述功率电路板(7)为尺寸155mm*90mm的长方形电路板。
8.根据权利要求1所述的一种小体积大功率电机控制器，其特征在于：所述控制电路板(8)为尺寸110mm*90mm的长方形电路板。
9.根据权利要求1所述的一种小体积大功率电机控制器，其特征在于：所述铜柱(2)的高度≤13mm。
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| CN201721371503.5U CN207460055U (zh) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | 一种小体积大功率电机控制器 |
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| CN (1) | CN207460055U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109152302A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-04 | 北京友信宏科电子科技股份有限公司 | 含有散热装置的电动工业车辆控制器 |
| CN112074079A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-11 | 苏州臻迪智能科技有限公司 | 电机控制器线路板及电机控制器 |
| CN112367763A (zh) * | 2020-04-03 | 2021-02-12 | 北京六十六号互动科技有限公司 | 控制器以及电动代步车 |
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- 2017-10-24 CN CN201721371503.5U patent/CN207460055U/zh not_active Expired - Fee Related
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