CN211144765U - 控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种控制器，所述控制器包括控制板、驱动板、转接板、开关模块、电容板以及液冷装置。所述驱动板和所述开关模块之间加设所述转接板，所述转接板分别连接所述驱动板和所述开关模块，通过所述转接板，所述驱动板可以根据需求匹配不同功率的所述开关模块，扩大了所述驱动板驱动功率的范围。为避免大功率输出散热效率低，所述控制器利用所述液冷装置进行散热。液体流动换热系数较大，依靠液体流动转移高热量，可快速消散几百瓦到上千瓦的热量。因此，所述控制器扩大了功率输出范围，可匹配不同功率需求的设备，使得所述控制器应用范围更广。

Description

控制器

技术领域

本实用新型涉及空压机控制设备技术领域，特别涉及一种控制器。

背景技术

空压机是空气压缩机的简称，是一种对气体进行压缩处理的设备，其在工业生产中具有着广泛的应用前景，尤其在整车的燃料电池系统中，空压机是必不可少的。燃料电池的基本原理为阴极侧空气中的氧气和阳极侧氢气发生电化学反应，产生电、热、水，且电化学反应的高效工作温度区间为60～80℃。因此，燃料电池系统需要氢气供应系统、空气供应系统、冷却系统和燃料电池四个系统协同工作。其中，在空气供应系统中，由空压机将空气吸入并压缩，然后供应给燃料电池系统。

目前市场上的空压机控制器一般使用的电压都比较低，其输出功率范围也比较窄，不能更好的匹配多种应用场合。同时，受高频噪声的影响，一般空压机控制器的电磁兼容(EMC)抗干扰性能比较弱。

因此，扩大输出功率范围，提高电磁兼容的抗干扰能力，成为目前空压机控制器亟需改进的两个方面。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种控制器，以解决输出功率范围窄和电磁兼容抗干扰能力弱的问题中的至少一个。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种控制器，其特征在于，所述控制器包括控制板、驱动板、转接板、开关模块、电容板以及液冷装置；其中，

所述控制板、所述驱动板和所述转接板依次堆叠，并依次电连接；

所述转接板与所述开关模块电连接；

所述电容板设置于所述驱动板一侧，并与所述驱动板电连接；

所述液冷装置与所述控制板电连接。

可选的，在所述控制器中，所述控制器还包括壳体和底座，所述壳体包括相对的第一底壁和第二底壁以及连接所述第一底壁和所述第二底壁的侧壁，所述底座与所述壳体的第一底壁连接，所述控制板、所述驱动板、所述转接板、所述开关模块和所述电容板均设置于所述壳体内。

可选的，在所述控制器中，所述液冷装置包括接入口、排出口及与所述接入口和所述排出口相连通的多个散热柱；

所述接入口和所述排出口分别位于所述壳体的侧壁上；

所述散热柱呈阵列式排布设置于所述第一底壁上。

可选的，在所述控制器中，所述控制器还包括两个导线极板和至少两个磁环，两个所述导线极板分别设置于所述电容板的两端，并分别与所述控制板的两端电连接，每一所述导线极板上套设一个以上磁环。

可选的，在所述控制器中，所述电容板包括集成的多个电容器和多个过滤器，所述多个电容器经所述导线极板与所述控制板连接，所述多个过滤器经一线束与所述控制板连接。

可选的，在所述控制器中，所述导线极板为母线铜排。

可选的，在所述控制器中，所述控制器还包括输入端口、输出端口，所述输入端口与所述控制板连接，所述输出端口与所述开关模块连接。

可选的，在所述控制器中，所述控制器还包括输出滤波装置，所述输出滤波装置与所述输出端口连接。

可选的，在所述控制器中，所述输出滤波装置为电感。

可选的，在所述控制器中，所述开关模块为绝缘栅双极型晶体模块。

综上所述，在本实用新型的控制器中，所述控制器包括控制板、驱动板、转接板、开关模块、电容板以及液冷装置。所述驱动板和所述开关模块之间加设所述转接板，所述转接板分别连接所述驱动板和所述开关模块，通过所述转接板，所述驱动板可以根据需求匹配不同功率的所述开关模块，扩大了所述驱动板驱动功率的范围。为避免大功率输出散热效率低，所述控制器利用所述液冷装置进行散热。液体流动换热系数较大，依靠液体流动转移高热量，可快速消散几百瓦到上千瓦的热量。因此，所述控制器扩大了功率输出范围，可匹配不同功率需求的设备，使得所述控制器应用范围更广。

附图说明

图1为本实用新型实施例控制器的部分结构示意图；

图2为本实用新型实施例控制器的部分结构示意图；

图3为本实用新型实施例控制器的部分结构示意图；

图4为本实用新型实施例液冷装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例电容板的结构示意图；

其中，各附图标记说明如下：

11-控制板；12-驱动板；13-转接板；

14-电容板；141-过滤器；142-电容器；143-线束；

15-开关模块；16-导线极板；

17-液冷装置；171-接入口；172-排出口；173-散热柱；

18-输出过滤装置；19-磁环；20-输入端口；21-输出端口；

22-壳体；221-第一底壁；222-第二底壁；223-侧壁；

23-底座。

具体实施方式

如前所述，目前市场上的空压机控制器一般使用的电压都比较低，其输出功率范围也比较窄，不能更好的匹配多种应用场合。同时，受高频噪声的影响，一般空压机控制器的电磁兼容抗干扰性能比较弱。

因此，本实用新型提供了一种控制器，具有输出功率范围广的特性，并进一步还能兼具电磁兼容抗干扰性能强的有益效果。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种控制器作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

请参阅图1～4，本实施例提供一种控制器，所述控制器包括控制板11、驱动板12、转接板13、电容板14、开关模块15以及液冷装置17。所述控制板11、所述驱动板12和所述转接板13依次堆叠，并依次电连接。所述转接板13与所述开关模块15电连接。所述电容板14设置于所述驱动板12的一侧，与所述驱动板12电连接。所述液冷装置17与所述控制板11电连接。

所述开关模块15为绝缘栅双极型晶体模块(IGBT模块)，可根据驱动板12提供的不同的电压和电流确定开关模块15上对应功率的单元的开启或者关闭。所述转接板13加设于所述驱动板12和所述开关模块15之间，所述转接板13起到中继作用，即所述驱动板12可通过所述转接板13选择所述开关模块15上的不同功率单元的开启或者关闭，从而使得所述驱动板12能够选择并驱动不同功率的开关模块15，扩大了所述控制器的输出功率的范围，增强所述控制器的适应性，使所述控制器具有良好的可拓展性。

所述控制器还包括壳体22和底座23，所述壳体22包括第一底壁221、第二底壁222和连接所述第一底壁221和所述第二底壁222的侧壁223，所述底座23与所述壳体22的第一底壁221连接，所述控制板11、所述驱动板12、所述转接板13、所述电容板14以及所述开关模块15均设置于所述壳体22内。所述了液冷装置17设置于所述第一底壁221上。

请参阅图3，所述控制器还包括两个导线极板16和至少两个磁环19。其中，所述导线极板16为母线铜排。两个所述导线极板16分别设置于所述电容板14的两端，并分别与所述控制板11的两端电连接。所述导线极板16充分利用电容板14的底层空间，采用多极板并联，正负极板并行布置。既能提高空间利用率，又能有效的减少母线电感。并且母线电流的分流设计，能够使用电流能够更均匀的分布，提高模块工作中的稳定性。同时，为实现高频去噪，每一所述导线极板16上套设一个以上磁环19。这种设计方式不仅实现了对高频噪声的过滤，大大提高了所述控制器的电磁兼容抗干扰能力，还节约了所述控制器内部空间。

请参阅图4，所述控制器的液冷装置17用于对所述控制器进行散热。所述控制器经上述设计后，扩大了输出功率的范围，大功率的运行过程中，传统的散热方式无法满足所述控制的散热需求，传统的散热装置为翅片式散热片，其散热性能不能满足大功率输出的需求。所述液冷装置17即利用液体流动换热系数较大的特性，依靠液体流动转移高热量，可消散几百瓦到上千瓦的热量。所述液冷装置17包括接入口171、排出口172及与所述接入口171和所述排出口172相连通的多个散热柱173。所述接入口171和所述排出口172分别位于所述壳体22的侧壁223上，所述散热柱173呈阵列式排布设置于所述第一底壁221上。多个所述散热柱呈阵列式排布设置，便于所述冷却液均匀分流，扩大散热面积，提高散热效率。所述冷却液由所述接入口171流入经所述散热柱173，从所述排出口172排出。所述冷却液为水和乙二醇的混合液，可选的，为50％的水和50％的乙二醇。当所述控制器应用于整车系统中，整车的防冻液以水和乙二醇为主，可由整车系统为所述液冷装置17提供冷却液。

请参阅图5，所述电容板14包括集成的多个过滤器141和多个电容器142，所述多个电容器142经所述导线极板16与所述控制板11连接，所述多个过滤器141经一线束143与所述控制板11连接。所述多个电容器142经所述导线极板16与所述控制板11连接。所述电容板14运用了低成本批量电容集成设计方法，能够为不同功率等级的控制器提供储能，不仅降低了经济成本，还提高了所述控制器的可拓展性。

此外，所述控制器还包括输入端口20、输出端口21，所述输入端口20与所述控制板11连接，所述输出端口21与所述输出滤波装置18连接。所述输出过滤装置18为电感，所述控制器的输出端口21为三相全桥输出，所述输出过滤装置18即电感连接于三相全桥电路中间输出点，实现对输出信号的干扰过滤，进一步提高所述控制器的电磁兼容抗干扰能力。

综上所述，所述控制器通过加入转接板13实现了可以灵活匹配不同功率的开关模块15，增加了控制器的扩展性。同时，通过集成设计的电容板14能够为不同功率等级的控制器提供储能，很好的切合了扩大输出功率范围的设计目的。为了实现扩大输出功率范围后的稳定运行，所述控制器还加入液冷装置17，满足了大功率输出的快速散热需求。此外，所述控制器通过套设于所述导线极板16上的所述磁环19和集成于所述电容板上的多个所述过滤器141，实现了对所述控制器的输入信号的过滤，提高了所述控制器的电磁兼容的抗干扰能力。同时在所述控制器的输出端口21接入了输出滤波装置18，从而进一步提高了所述控制器电磁兼容的抗干扰能力，免于外界干扰。因此，所述控制器能够解决目前控制器中输出功率范围窄，电磁兼容抗干扰能力弱的问题，不仅扩大了功率输出范围，增强拓展性，还提高了电磁兼容的抗干扰能力。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种控制器，其特征在于，所述控制器包括控制板、驱动板、转接板、开关模块、电容板以及液冷装置；其中，

所述控制板、所述驱动板和所述转接板依次堆叠，并依次电连接；

所述转接板与所述开关模块电连接；

所述电容板设置于所述驱动板一侧，并与所述驱动板电连接；

所述液冷装置与所述控制板电连接。

2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括壳体和底座，所述壳体包括相对的第一底壁和第二底壁以及连接所述第一底壁和所述第二底壁的侧壁，所述底座与所述壳体的第一底壁连接，所述控制板、所述驱动板、所述转接板、所述开关模块和所述电容板均设置于所述壳体内。

3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述液冷装置包括接入口、排出口及与所述接入口和所述排出口相连通的多个散热柱；

所述接入口和所述排出口分别位于所述壳体的侧壁上；

所述散热柱呈阵列式排布设置于所述第一底壁上。

4.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括两个导线极板和至少两个磁环，两个所述导线极板分别设置于所述电容板的两端，并分别与所述控制板的两端电连接，每一所述导线极板上套设一个以上磁环。

5.如权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述电容板包括集成的多个电容器和多个过滤器，所述多个电容器经所述导线极板与所述控制板连接，所述多个过滤器经一线束与所述控制板连接。

6.如权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述导线极板为母线铜排。

7.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括输入端口、输出端口，所述输入端口与所述控制板连接，所述输出端口与所述开关模块连接。

8.如权利要求7所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括输出滤波装置，所述输出滤波装置与所述输出端口连接。

9.如权利要求8所述的控制器，其特征在于，所述输出滤波装置为电感。

10.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述开关模块为绝缘栅双极型晶体模块。

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