CN210092811U - 叠层母排和电气产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叠层母排，其包括金属板和与金属板层叠设置的若干铜排；每个铜排的两侧分别设有一个绝缘膜；其中，金属板、铜排、绝缘膜通过热压方式紧密结合；绝缘膜的尺寸大于与之相邻的铜排，且各绝缘膜超出铜排的部分粘结为一体。如上叠层母排中，铜排的两侧分别设有绝缘膜，绝缘性能好，能够直接固定在箱体上，无需做额外的绝缘处理，安装便捷。本实用新型还公开了一种电气产品，其应用了上述叠层母排，具有方便装配的效果。

Description

叠层母排和电气产品

技术领域

本实用新型涉及配电设备技术领域，更具体地说，涉及一种叠层母排，还涉及一种电气产品。

背景技术

叠层母排是一种多层复合结构连接排，是配电系统的高速公路，广泛应用在电力及混合牵引、电力牵引设备、蜂窝通讯、基站、电话交换系统、大型网络设备、大中型计算机、电力开关系统、焊接系统、军事设备系统、发电系统、电动设备的功率转换模块等。

叠层母排的铜排通过大电流，不能直接固定在箱体上，目前市面上的叠层母排是固定到绝缘件上，再将绝缘件固定到箱体，但是这种固定方式需额外装配绝缘件，装配过程繁琐。

综上，如何提高叠层母排装配的便利性，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种叠层母排，其铜排的两侧分别设有绝缘膜，绝缘性能好，能够直接固定在箱体上，无需做额外的绝缘处理，安装便捷。本实用新型还提供一种电气产品，其应用了上述叠层母排，具有方便装配的效果。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种叠层母排，包括：

金属板；

与所述金属板层叠设置的若干铜排，每个铜排的两侧分别设有一个绝缘膜；

其中，所述金属板、所述铜排、所述绝缘膜通过热压方式紧密结合；所述绝缘膜的尺寸大于与之相邻的所述铜排，且各绝缘膜超出所述铜排的部分粘结为一体。

优选的，上述叠层母排中，所述绝缘膜为双层绝缘膜。

优选的，上述叠层母排中，所述金属板的周向边沿设有折弯边。

优选的，上述叠层母排中，所述金属板上设有固定孔；所述铜排、所述绝缘膜上与所述固定孔对应的位置分别设有避让孔。

优选的，上述叠层母排中，所述铜排的中部设有多个折弯引脚；所述铜排上相对的两侧边沿设有翻边。

优选的，上述叠层母排中，所述金属板上设有固定孔和PCBA固定孔。

一种电气产品，包括箱体和叠层母排，所述叠层母排为上述技术方案中任意一项所述的叠层母排，所述金属板固定在所述箱体的散热面上；所述散热面为所述箱体的内表面，或者为固定在所述箱体内散热器的表面。

优选的，上述电气产品中，所述电气产品的IGBT、膜电容与所述叠层母排通过固定件连接或焊接。

优选的，上述电气产品中，所述金属板与所述散热面之间设有导热材料层。

优选的，上述电气产品中，所述金属板与所述箱体围成屏蔽仓，所述铜排位于所述屏蔽仓内；所述电气产品的弱电器件位于所述屏蔽仓外。

优选的，上述电气产品中，所述箱体上设有屏蔽筋。

优选的，上述电气产品中，所述屏蔽筋与所述金属板在所述电气产品中待屏蔽的强、弱电器件间交错布置。

本实用新型提供一种叠层母排，其包括金属板和与金属板层叠设置的若干铜排；每个铜排的两侧分别设有一个绝缘膜；其中，金属板、铜排、绝缘膜通过热压方式紧密结合；绝缘膜的尺寸大于与之相邻的铜排，且各绝缘膜超出铜排的部分粘结为一体。

如上叠层母排中，铜排的两侧分别设有绝缘膜，绝缘性能好，能够直接固定在箱体上，无需做额外的绝缘处理，安装便捷。

另外，相比于现有技术中通过绝缘件固定的叠层母排，本实施例提供的叠层母排中金属板直接固定，能够减少开孔数目，避免铜排因厚度薄开孔多而导致强度减小，确保可靠固定，尤其保证整机剧烈震动的工况下装配的可靠性，并确保与铜排相连的IGBT管脚不会发生断裂；同时，省去绝缘件，确保铜排的热量快速导出，避免局部环境温度过高，于提高叠层母排的载流能力有利。

再者，上述叠层母排无需为了保证异极铜排间足够的爬电距离，在一层或多层铜排上开若干固定孔，防止出现如下问题：铜排过流面积减小，温升增加，或者非叠层面积增多，杂散电感增加。

本实用新型还提供一种电气产品，其应用了上述叠层母排，具有方便装配的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种叠层母排的爆炸图；

图2为应用图1所示叠层母排的电气产品的结构示意图；

图3为图2所示电气产品的爆炸图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种叠层母排的爆炸图；

图5为应用图4所示叠层母排的电气产品的结构示意图；

图6为图5所示电气产品的爆炸图；

图7为本实用新型实施例提供的第三种叠层母排的结构示意图；

图8为图7所示叠层母排在电气产品整机中的连接状态示意图；

图9为图8所示结构的装配图；

图10为图8中叠层母排处的局部放大图；

其中，图1-图6中：

叠层母排1；金属板11；固定孔111；PCBA固定孔112；绝缘膜131、132、133；铜排121、122、123、124、125、126；箱体2；散热器20；散热面21；电控箱体屏蔽筋22；电控旋变线束仓23，电控交流铜排仓24；IGBT3；膜电容4；陶瓷垫片5；驱动PCBA6；螺钉7；电机8；电机接线仓81；电机交流铜排仓811；电机旋变线束仓812；电机旋变屏蔽筋813。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种叠层母排1，其铜排的两侧分别设有绝缘膜，绝缘性能好，能够直接固定在箱体上，无需做额外的绝缘处理，安装便捷。本实用新型还提供一种电气产品，其应用了上述叠层母排1，具有方便装配的效果。

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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做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。

请参阅图1-图6，本实用新型实施例提供一种叠层母排1，其包括金属板11和与金属板11层叠设置的若干铜排；每个铜排的两侧分别设有一个绝缘膜；其中，金属板11、铜排、绝缘膜通过热压方式紧密结合；绝缘膜的尺寸大于与之相邻的铜排，且各绝缘膜超出铜排的部分粘结为一体。铜排可设置为一个或多个，金属板11位于所有铜排的外侧。

如上叠层母排1中，铜排的两侧分别设有绝缘膜，绝缘性能好，使该叠层母排1能够直接固定在箱体2上，无需做额外的绝缘处理，安装便捷。

另外，相比于现有技术中通过塑料件固定的叠层母排，本实施例提供的叠层母排1中金属板11直接固定，能够减少开孔数目，避免铜排因厚度薄开孔多而导致强度减小，确保可靠固定，尤其保证整机剧烈震动的工况下的装配可靠性，并确保与铜排相连的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)3管脚不会发生断裂；同时，省去绝缘件，确保铜排的热量快速导出，避免局部环境温度过高，于提高该叠层母排1的载流能力有利。

再者，上述叠层母排1无需为了保证异极铜排间足够的爬电距离，在一层或多层铜板上开若干固定孔，防止出现如下问题：铜排过流面积减小，温升增加，或者非叠层面积增多，杂散电感增加。

具体的，上述实施例提供的叠层母排1中，绝缘膜为双层绝缘膜。

如上叠层母排1中，金属板11的周向边沿设有折弯边，用于增加金属板11的强度；金属板11上设有固定孔111，用于装配固定件以将叠层母排1固定在箱体2内，相应的，铜排、绝缘膜上与上述固定孔111对应的位置分别设有避让孔，如图1-3所示。

根据叠层母排1的连接需求，铜排的中部可设有多个折弯引脚；铜排上相对的两侧边沿设有翻边，用于增加强度以及过流面积；金属板11的边沿除设有折弯边外、固定孔111外，还设有若干PCBA(Printed Circuit Board+Assembly,印刷电路板空板经SMT上件或DIP插件)固定孔112。如图4-6所示。

本实施例提供叠层母排1中，金属板11除设置折弯边外，还可设置凸筋等结构，以提高叠层母排1的强度，确保与之相连的电子器件在剧烈震动工况(如车载器件的震动试验中)下不会损坏。

本实施例提供的叠层母排1结构紧凑，成本低廉，可以有效减小零件数量及整机体积，尤其适用于功率密度高，但要求体积很小的电机控制器等电气产品中。

本实用新型实施例还提供一种电气产品，其包括箱体2和叠层母排1，其中，叠层母排1为上述实施例提供的叠层母排1，金属板11固定在箱体2的散热面21上；散热面21为箱体2的内表面，或者为固定在箱体2内的散热器20的表面。

具体的，上述电气产品的IGBT3、膜电容4与叠层母排1通过固定件连接或者焊接。金属板11与散热面21之间设有导热材料层，如导热硅脂层，导热垫层等，以提高铜排的散热效果。

为了满足某些场合叠层母排1的屏蔽需求，上述电气产品中金属板11与箱体2围成屏蔽仓，铜排位于上述屏蔽仓内；电气产品的弱电器件位于上述屏蔽仓外。

本实施例提供的电气产品中，通过与箱体2可靠接触的金属板将叠层母排1及与其相连接的强电器件隔绝在金属空间内，提供了可靠的电磁屏蔽效果；

进一步的，上述电气产品中，箱体2上设有屏蔽筋。更进一步的，上述屏蔽筋与金属板在电气产品中待屏蔽的强、弱电器件间交错布置。

上述电气产品中，箱体2与散热器20连接或焊接为一体，箱体2可认定为是散热器20的延伸部，叠层母排1固定并贴合在箱体2上或固定并贴合在散热器20上可以起到同样效果。上述散热器20具体为水冷散热器。

下面结合附图具体介绍电气产品的结构：

实施例1

请参阅图1-图3，本实施例提供的电气产品包括叠层母排1，箱体2、IGBT3、膜电容4。叠层母排1包括金属板11、两个铜排121、122以及位于铜排侧面的3个绝缘膜131、132、133，各绝缘膜均为双层绝缘膜，确保异极铜排之间以及铜排与金属板11间的绝缘、耐压性能。叠层母排1采用常规热压工艺制成，绝缘膜超出铜排边缘并粘接一体，各零件间连接紧密。金属板11上设有固定孔111，对应的铜排和绝缘膜上均设有避让孔；金属板11的周边设有折弯边，用以增加金属板11的强度。

IGBT3为封装集成模块；叠层母排1与IGBT3，叠层母排1与膜电容4分别采用螺栓连接固定。在装配过程中，螺栓穿过叠层母排1的固定孔111将叠层母排1与箱体2固定，同时会将叠层母排1最底层的金属板11与散热面21压紧，把膜电容4及直流母排上的热量通过散热面21导出，降低相应器件的温度。

根据散热量的差异，叠层母排1上金属板11可以采用铜、铝或其他材质，金属板11与散热面21的连接处可以涂抹导热材料，增强散热能力；若散热量要求较低，金属板11可以采用镀锌板、覆铝锌版等材料，强度高且成本更低。

在本实施例中，叠层母排1的散热面21同时也是IGBT3的散热面21，该散热面21为固定在箱体2内散热器20的表面，在实际应用中，这两个散热面21可以分开，同时，若叠层母排1、膜电容4的散热可以满足的情况下，仅需将叠层母排1固定在箱体2内壁即可，箱体2无需设计专用的散热器20。

实施例2

请参阅图4-6，本实施例提供的电气产品包括叠层母排1、散热器20、IGBT3、膜电容4、陶瓷垫片5和驱动PCBA6。

叠层母排1包括金属板11、一个铜排123以及位于铜排两侧的2个绝缘膜131、132，各绝缘膜均为双层绝缘膜，确保铜排123与金属板11间的绝缘、耐压性能。该叠层母排1采用常规热压工艺制成，绝缘膜131、132超出铜排边缘并粘接一体，各零件间连接紧密。铜排123中部设有多个折弯引脚，且铜排123相对的两侧通过设置翻边增加强度以及过流面积。金属板11上除设有折弯边、固定孔111外，还设有若干PCBA固定孔112。

膜电容4固定在散热器20下部，其焊接端子从散热器20中部的避让槽中伸出，陶瓷垫片5和IGBT3依次置于散热器20的上部。装配过程中，IGBT3先与膜电容4的焊接端子焊接，再安装叠层母排1，将叠层母排1与IGBT3、膜电容4焊接成一体，然后将驱动PCBA6固定到叠层母排1上，利用螺钉7将驱动PCBA6锁紧再进行焊接。

按照目前市面上常规的设计思路，通常会在散热器202上固定一个塑料件，通过塑料件固定铜排123，之后再焊接驱动PCBA6，然而在这种结构下存在如下缺陷：第一、铜排本身因厚度薄开孔多，导致强度较弱，塑料件也无法起到有效固定作用，在整机剧烈振动的工况下IGBT3的管脚易断裂；第二、铜排123发热量较大，热量无法快速导出，会抬高局部的环境温度，易导致驱动PCBA6上元件过温。

而本实施例提供的电气产品具有如下优势：第一、省去了强度较弱的塑料件，直接使用强度可靠的金属板11支撑及固定；第二、金属板11与铜排123做成叠层结构，铜排123的热量可以通过金属板11快速传导至散热器20，降低铜排123及环境的温度；第三、将驱动PCBA6固定到金属板11上，除了固定可靠外，还可以借助金属板11进行散热，较常规通过空气散热方式相比，散热效果有明显提升；第四，该电气产品整体结构布局更加紧密，空间利用率更高。

本实施例所展示为单管并联结构三相模组中一相的结构，其功率回路是直流先进入电容再进入IGBT3，在IGBT3上部的铜排仅为交流铜排。在实际应用时，也可以将原交流铜排替换成集成直流、交流一体的叠层母排1，本方案在新的叠层母排1中同样适用。

实施例3

请参阅图7，叠层母排1包括金属板11，铜排124、125、126，以及位于铜排和金属板间的绝缘膜，确保铜排与金属板间的绝缘及耐压性能。图8-10是叠层母排1在整机中的连接状态，其中，电机8与电控旋变线束仓23、电控交流铜排仓24分别相连，因为交流信号为强电，会对旋变信号造成干扰，在电机接线仓81中专门设计了电机旋变屏蔽筋813，将电机交流铜排仓811和电机旋变线束仓812隔开。

在电控中，因空间及外形设计限制，无法在旋变线束和交流铜排间做出完整的屏蔽筋。在本实施例中，与箱体2连接一体的叠层母排1的金属板11将交流铜排上方，及朝向旋变线束的方向全部隔开，能够起到良好的屏蔽效果，同时在箱体2上仅需伸出高度较低的屏蔽筋22，如图10所示，与金属板11交错布置，强化了接缝处的屏蔽效果。

另外，三相交流铜排的常规设计方式，是在电控交流铜排仓24中增加一个塑料件将其固定。而在本方案中，因为三相铜排与金属板11热压成了叠层母排1，且金属板11本身不需担心绝缘问题，可直接连接到箱体2，节省了塑料件及其模具开发的费用；从而通过零件集成方式，在降低了成本的同时，解决了三相铜排固定和屏蔽的问题。本实用新型实施例提供的电气产品应用了上述实施例提供的叠层母排1，具有方便装配的效果。当然，本实施例提供的电气产品还具有上述实施例提供的有关叠层母排1的其它效果，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种叠层母排，其特征在于，包括：

金属板；

与所述金属板层叠设置的若干铜排，每个铜排的两侧分别设有一个绝缘膜；

其中，所述金属板、所述铜排、所述绝缘膜通过热压方式紧密结合；所述绝缘膜的尺寸大于与之相邻的所述铜排，且各绝缘膜超出所述铜排的部分粘结为一体。

2.根据权利要求1所述的叠层母排，其特征在于，所述绝缘膜为双层绝缘膜。

3.根据权利要求1所述的叠层母排，其特征在于，所述金属板的周向边沿设有折弯边。

4.根据权利要求3所述的叠层母排，其特征在于，所述金属板上设有固定孔；所述铜排、所述绝缘膜上与所述固定孔对应的位置分别设有避让孔。

5.根据权利要求1所述的叠层母排，其特征在于，所述铜排的中部设有多个折弯引脚；所述铜排上相对的两侧边沿设有翻边。

6.根据权利要求5所述的叠层母排，其特征在于，所述金属板上设有固定孔和PCBA固定孔。

7.一种电气产品，包括箱体和叠层母排，其特征在于，所述叠层母排为权利要求1-6任意一项所述的叠层母排，所述金属板固定在所述箱体的散热面上；所述散热面为所述箱体的内表面，或者为固定在所述箱体内散热器的表面。

8.根据权利要求7所述的电气产品，其特征在于，所述电气产品的IGBT、膜电容与所述叠层母排通过固定件连接或焊接。

9.根据权利要求7所述的电气产品，其特征在于，所述金属板与所述散热面之间设有导热材料层。

10.根据权利要求7所述的电气产品，其特征在于，所述金属板与所述箱体围成屏蔽仓，所述铜排位于所述屏蔽仓内；所述电气产品的弱电器件位于所述屏蔽仓外。

11.根据权利要求10所述的电气产品，其特征在于，所述箱体上设有屏蔽筋。

12.根据权利要求11所述的电气产品，其特征在于，所述屏蔽筋与所述金属板在所述电气产品中待屏蔽的强、弱电器件间交错布置。

Images