CN208063072U - 一种新型结构的电机驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型结构的电机驱动器，电容模块部分包括呈一字型均匀的分布在电容PCB板上的补偿滤波的电容，电容嵌入铝壳内设置；功率模块PCB板上焊接设置功率模块汇流铜片，功率模块PCB板两侧均匀分列设置功率管，功率模块PCB板上还设置输出铜柱，板对板连接针座上设置板对板连接插针，电容PCB板通过螺丝与功率模块PCB板上的功率模块正负极铜条相连接，还包括设置于功率模块PCB板上部的主控PCB板，主控PCB板与功率模块PCB板通过正负极汇流铜条连通，控制部分电路设置采集功率器件工作时压降和用电流传感器直接采集功率器件的输出电流的分支电路。更加优化合理，使电容能最大限度的发挥电容补偿电流的特点、降低功率模块部分发热量、改善散热状况。

Description

一种新型结构的电机驱动器

技术领域

本实用新型涉及驱动器技术领域，具体为一种新型结构的电机驱动器。

背景技术

电机控制器接收蓄电池输出的直流电，并将直流电逆变转换成三相交流电输出，因此每一个功率模块部分对应于三相电的一相，用于向电机输出U、V、W三相电源中的一相电源。电机驱动器的结构设计对驱动器的性能有很大的影响，现有的驱动器结构设计不合理，尤其是功率驱动部分和电容的分布不合理，如现有的半桥模块一般包括多组功率管器件、多个正极接线端子、多个负极接线端子以及电源母线滤波电容，这样众多的零部件给电路布局和机械安装布局带来了困难，同时由于电流的增加将导致驱动器温升快，发热大，随温度的上升输出功率下降明显，因此不能最大限度的维持驱动器的输出功率，产生这种情况的原因有以下几点：

1.结构设计上电容分布不合理，以致在实际应用中电容不能最大限度的提供补偿电流。

2.功率驱动部分没有采用模块化设计，三相电路没有做到完全平衡。

3.功率器件与输出端子未直接连接，而是采用PCB过渡连接，导致大电流时连接部分PCB严重发热，限制了电流的输出。

4.生产工艺复杂，很难实现自动化生产。

5.功率器件核心温度无法直接检测，通常采用外置温度传感器贴在功率器件旁边或附近，由于温度传感器特性，无法实时测得功率器件核心温度，为保证功率器件不至于过温损坏，通常需降低功率器件的输出功率。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，使电机驱动器的功率驱动部分和电容的分布更加优化合理，从而使电容能最大限度的发挥电容补偿电流的特点、降低功率模块部分模块本身发热量、改善散热状况、使元器件和线路分布有序、便于加工，提供一种新型结构的电机驱动器。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种新型结构的电机驱动器，包括电容模块部分和功率驱动模块部分和铝壳，铝壳作为壳体承载电容模块部分和功率驱动模块部分，电容模块部分包括呈一字型均匀的分布在电容PCB板上的补偿滤波的电容，电容嵌入铝壳内设置；功率驱动模块部分包括功率模块PCB板，功率模块PCB板上焊接设置功率模块汇流铜片，功率模块PCB板两侧均匀分列设置功率管，功率模块PCB板上还设置输出铜柱、板对板连接针座和功率模块正负极铜条，板对板连接针座上设置板对板连接插针，电容PCB板上设置螺丝孔，通过螺丝与功率模块PCB板上的功率模块正负极铜条相连接，将电容模块部分和功率驱动模块部分整合为一体化模块，三套一体化模块平行横向排列，两端通过正负极汇流铜条连接为完整的三相逆变桥模块，还包括设置于功率模块PCB板上部的主控PCB板，主控PCB板与功率模块PCB板通过正负极汇流铜条连通，并用螺丝固定；还包括控制部分电路，控制部分电路设置采集功率器件工作时压降和用电流传感器直接采集功率器件的输出电流的分支电路。

进一步的，板与板之间的信号采用板对板连接插针进行连接，输出铜柱通过螺丝固定于功率模块汇流铜片上。

进一步的，功率管放在刷了导热硅脂的陶瓷导热基板上，用螺丝通过压条和硅胶垫紧紧地固定在铝壳上。

进一步的，电容与铝壳之间的缝隙填充导热硅脂。

进一步的，电容PCB板上的补偿滤波的电容为一列六个设置。

进一步的，功率驱动模块部分集成专用驱动电路，设置驱动过压欠压锁定、过热保护、功率器件欠饱和保护及短路保护电路。

进一步的，功率模块正负极铜条上各均匀设置三个螺栓孔，通过螺丝与电容PCB板连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:

1.电容模块部分通过模块化组合设计,让电容更加合理分布于空间中且靠近功率器件，利用铝壳对电容进行散热；再通过铜条将电容模块与功率器件直接连接，使驱动器具有连接电阻低，功率器件电流分配均匀，电容的ESR值小，最大限度的发挥电容补偿电流的特点。

2.功率驱动部分采用模块化设计，模块中功率部分的大电流线路全部采用铜片和铜条连接，极大幅度提升电流通过能力，同时模块压降小，降低模块本身发热量，电容模块部分和功率驱动模块部分整合为一体模块化，功率逆变电路由三路功率驱动模块组合而成，使电机驱动器三相电路做到完全平衡；模块采用2层PCB单面SMD及插件设计，加工工艺简单，对板材要求低，可靠性高。

3.功率器件与作为输出端子的输出铜柱通过螺丝连接，电流全部通过铜条和铜片或铝条等导电性能良好的金属进行传导，导电截面大，电流通过能力强，解决了用PCB过渡连接大电流时连接部分发热严重的问题。

4.电机驱动器的模块化设计，铝条，铜片，铝壳和各模块之间全部采用螺丝连接固定，维修更换方便，生产工艺简单，便于自动化生产。

5.本实用新型的电机驱动器可以通过分支电路实时采集功率器件工作时的管芯电压压降和相线输出电流，实时得知功率器件的的导通电阻，由于功率器件的导通电阻与温度有一定曲线关系，从而可以直接得知功率器件的核心温度，可以让功率器件工作在极限状态，发挥功率器件的最大性能。

附图说明

为了更清楚地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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型新型结构的电机驱动器的结构示意图一；

图2是图1去除塑料壳体之后的结构示意图二；

图3是图1去除塑料壳体之后的结构示意图三；

其中，1-铝壳，2-电容模块部分，21-电容PCB板，22-电容，3-功率驱动模块部分，31-功率模块PCB板，32-功率管，4-输出铜柱，5-板对板连接针座，6-功率模块正负极铜条，7-板对板连接插针，8-主控PCB板，9-塑料壳体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1、2和3所示，一种新型结构的电机驱动器，包括电容模块部分2和功率驱动模块部分3、铝壳1和用于封装的塑料壳体10，铝壳1作为壳体承载电容模块部分2和功率驱动模块部分3，电容模块部分2包括六个一列呈一字型均匀的分布在电容PCB板21上的补偿滤波的电容22，电容22嵌入铝壳1内设置，电容22与铝壳1之间的缝隙填充导热硅脂来增强导热能力，通过铝壳1对电容22进行散热，从而实现电容22最大限度的补偿输出电流；功率驱动模块部分3包括功率模块PCB板31，功率模块PCB板31上焊接设置功率模块汇流铜片，功率模块PCB板31两侧均匀分列设置功率管32，功率管32放在刷了导热硅脂的陶瓷导热基板上，用螺丝通过压条和硅胶垫紧紧地固定在铝壳1上，使功率器件能够快速的把热量传导到铝壳1上。功率模块PCB板31上还设置作为输出端子的输出铜柱4、板对板连接针座5和功率模块正负极铜条6，输出铜柱4通过螺丝直接固定于功率模块汇流铜片上，连接部分加了大面积的增流铜片，能维持功率器件的大电流输出，最大限度降低大电流路径发热量；板对板连接针座5上设置板对板连接插针7，电容PCB板21上设置螺丝孔，通过螺丝与功率模块PCB板31上的功率模块正负极铜条6相连接，将电容模块部分2和功率驱动模块部分3整合为一体化模块，这样电容22能均匀且足够靠近功率器件。三套一体化模块平行横向排列，两端通过正负极汇流铜条连接为完整的三相逆变桥模块，可以做到三相电路的完全平衡，提升电机运行稳定性及降低电机运行噪音。还包括设置于功率模块PCB板31上部的主控PCB板8，主控PCB板8与功率模块PCB板31通过正负极汇流铜条连通，并用螺丝固定，板与板之间的信号采用板对板连接插针7进行连接；还包括控制部分电路，控制部分电路设置采集功率器件工作时压降和用电流传感器直接采集功率器件的输出电流的分支电路，功率驱动模块部分3集成专用驱动电路，抗干扰能力强，并具有驱动过压欠压锁定，过热保护，功率器件欠饱和保护，逐周过电流及短路保护等功能，使功率驱动模块部分3可靠性大幅度提升。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型结构的电机驱动器，其特征在于，包括电容模块部分和功率驱动模块部分和铝壳，所述铝壳作为壳体承载所述电容模块部分和功率驱动模块部分，所述电容模块部分包括呈一字型均匀的分布在电容PCB板上的补偿滤波的电容，所述电容嵌入铝壳内设置；所述功率驱动模块部分包括功率模块PCB板，所述功率模块PCB板上焊接设置功率模块汇流铜片，所述功率模块PCB板两侧均匀分列设置功率管，所述功率模块PCB板上还设置输出铜柱、板对板连接针座和功率模块正负极铜条，所述板对板连接针座上设置板对板连接插针，所述电容PCB板上设置螺丝孔，通过螺丝与功率模块PCB板上的功率模块正负极铜条相连接，将所述电容模块部分和所述功率驱动模块部分整合为一体化模块，三套所述一体化模块平行横向排列，两端通过正负极汇流铜条连接为完整的三相逆变桥模块，还包括设置于所述功率模块PCB板上部的主控PCB板，所述主控PCB板与所述功率模块PCB板通过正负极汇流铜条连通，并用螺丝固定；还包括控制部分电路，所述控制部分电路设置采集功率器件工作时压降和用电流传感器直接采集功率器件的输出电流的分支电路。

2.根据权利要求1所述的一种新型结构的电机驱动器，其特征在于，板与板之间的信号采用板对板连接插针进行连接，所述输出铜柱通过螺丝固定于所述功率模块汇流铜片上。

3.根据权利要求1所述的一种新型结构的电机驱动器，其特征在于，所述功率管放在刷了导热硅脂的陶瓷导热基板上，用螺丝通过压条和硅胶垫紧紧地固定在铝壳上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种新型结构的电机驱动器，其特征在于，所述电容与所述铝壳之间的缝隙填充导热硅脂。

5.根据权利要求1所述的一种新型结构的电机驱动器，其特征在于，电容PCB板上的补偿滤波的电容为一列六个设置。

6.根据权利要求1至3任一项所述的一种新型结构的电机驱动器，其特征在于，所述功率驱动模块部分集成专用驱动电路，设置驱动过压欠压锁定、过热保护、功率器件欠饱和保护及短路保护电路。

7.根据权利要求1所述的一种新型结构的电机驱动器，其特征在于，所述功率模块正负极铜条上各均匀设置三个螺栓孔，通过螺丝与所述电容PCB板连接。