CN212413041U - 一种高度集成化电机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高度集成化电机控制系统，涉及IGBT领域，包括控制驱动一体化电路板、IGBT模块、电容、三相输出母排，传感器用屏蔽罩、三相铜排注塑件和IGBT用散热器，采用了不同方式的直连互焊工艺，相比市面上的方案可靠性和一致性更好，该设计具有结构紧凑、集成度高、重量轻、平台扩展灵活等技术特点，同时设计上省去了传统的螺栓连接和线束连接，装配更加简便，适合自动化批量制造，也为更高自动化程度装配提供了工艺基础。

Description

一种高度集成化电机控制系统

技术领域

本实用新型涉及IGBT领域，具体涉及一种高度集成化电机控制系统。

背景技术

传统的电机控制系统，结构上体积一般较大，内部松散，通常采用螺栓连接、线束连接等方式，元器件之间还需要填充导热硅脂，不仅造成体积大重量大，而且系统热阻一般比较大，可靠性也不是很理想。

而且，元器件一般体积很小，一个个的组装，不管是线束连接还是用螺栓固定，都需要人工操作，生产效率比较低，不适合自动化批量制造。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高度集成化电机控制系统，采用了不同方式的直连互焊工艺，相比市面上的方案可靠性和一致性更好，该设计具有结构紧凑、集成度高、重量轻、平台扩展灵活等技术特点，同时设计上省去了传统的螺栓连接和线束连接，装配更加简便，适合自动化批量制造，也为更高自动化程度装配提供了工艺基础。

一种高度集成化电机控制系统，包括控制驱动一体化电路板、IGBT模块、电容、三相输出母排，传感器用屏蔽罩、三相铜排注塑件和IGBT用散热器，所述IGBT模块焊接在IGBT用散热器上，IGBT模块每相都由上桥和下桥根IGBT管构成，且根IGBT管水平并排布置，所述IGBT模块的IGBT集电极和IGBT发射极与电容的电容输出铜排连接，其输出端与三相输出母排连接；

所述电容和三相铜排注塑件分别安装在IGBT用散热器的两侧，所述三相输出母排下方设有传感器用屏蔽罩，且三相输出母排与三相铜排注塑件一体成型，所述控制驱动一体化电路板分别通过电路板安装柱和电路板固定支座固定连接在电容的外壳和三相铜排注塑件上，并盖住三相输出母排。

优选的，所述所述IGBT模块的上桥的IGBT集电极和下桥的IGBT发射极分别与电容的电容输出铜排的正负极连接，所述IGBT模块的IGBT 门极直接与控制驱动一体化电路板焊接。

优选的，所述IGBT模块由根IGBT管并排布置组成三相全桥。

优选的，所述电容安装在IGBT用散热器左侧的电容安装槽内，所述三相铜排注塑件安装在IGBT用散热器右侧的注塑件安装板内，所述IGBT用散热器的前后端各设有一根水管。

优选的，所述IGBT模块通过真空焊接工艺直接焊接在IGBT用散热器上的IGBT焊接凸台上，所述IGBT焊接凸台的后侧设有一个温度传感器设置块。

优选的，所述驱动一体化电路板上设有屏蔽罩插槽，且其底部还安装有磁感应芯片和温度传感器支架，所述温度传感器支架位于温度传感器设置块的正上方。

优选的，所述电容的外侧还设有高压直流正输入端子和高压直流负输入端子，且电容的顶部设有控制板限位孔，所述电容输出铜排上还连接有母线电压采样引脚，所述母线电压采样引脚还焊接在控制驱动一体化电路板上。

优选的，所述三相铜排注塑件的外侧还设有三相铜排出线口。

本实用新型的优点在于：结构简单，采用了不同方式的直连互焊工艺，相比市面上的方案可靠性和一致性更好，该设计具有结构紧凑、集成度高、重量轻、平台扩展灵活等技术特点，同时设计上省去了传统的螺栓连接和线束连接，装配更加简便，适合自动化批量制造，也为更高自动化程度装配提供了工艺基础。

附图说明

图1为本实用新型装置前侧视角的结构爆炸图；

图2为本实用新型装置后侧视角的结构爆炸图；

其中，1、控制驱动一体化电路板，101、屏蔽罩插槽，102、磁感应芯片，103、温度传感器支架，2、IGBT模块，201、IGBT集电极，202、IGBT发射极，203、IGBT 门极， 3、电容，301、高压直流正输入端子，302、高压直流负输入端子，303、电容输出铜排，304、母线电压采样引脚，305、控制板限位孔，306、电路板安装柱， 4、三相输出母排，5、传感器用屏蔽罩， 6、三相铜排注塑件，601、电路板固定支座，602、三相铜排出线口， 7、IGBT用散热器，701、电容安装槽，702、注塑件安装板，703、水管， 8、IGBT焊接凸台，801、温度传感器设置块。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1至图2所示，一种高度集成化电机控制系统，包括控制驱动一体化电路板1、IGBT模块2、电容3、三相输出母排4，传感器用屏蔽罩5、三相铜排注塑件6和IGBT用散热器7，所述IGBT模块2焊接在IGBT用散热器7上，IGBT模块2每相都由上桥和下桥2根IGBT管构成，且2根IGBT管水平并排布置，所述IGBT模块2的IGBT集电极201和IGBT发射极202与电容3的电容输出铜排303连接，其输出端与三相输出母排4连接；

所述电容3和三相铜排注塑件6分别安装在IGBT用散热器7的两侧，所述三相输出母排4下方设有传感器用屏蔽罩5，且三相输出母排4与三相铜排注塑件6一体成型，所述控制驱动一体化电路板1分别通过电路板安装柱306和电路板固定支座601固定连接在电容3的外壳和三相铜排注塑件6上，并盖住三相输出母排4。

所述所述IGBT模块2的上桥的IGBT集电极201和下桥的IGBT发射极202分别与电容3的电容输出铜排303的正负极连接，所述IGBT模块2的IGBT 门极203直接与控制驱动一体化电路板1焊接。

所述IGBT模块2由6根IGBT管并排布置组成三相全桥。

所述电容3安装在IGBT用散热器7左侧的电容安装槽701内，所述三相铜排注塑件6安装在IGBT用散热器7右侧的注塑件安装板702内，所述IGBT用散热器7的前后端各设有一根水管703。

所述IGBT模块2通过真空焊接工艺直接焊接在IGBT散热器7上的IGBT焊接凸台8上，所述IGBT焊接凸台8的后侧设有一个温度传感器设置块801。焊接凸台8用与IGBT模块2与IGBT散热器7焊接并且确保与IGBT散热器7保持有效的电气间隙。

所述驱动一体化电路板1上设有屏蔽罩插槽101，且其底部还安装有磁感应芯片102和温度传感器支架103，所述温度传感器支架103位于温度传感器设置块801的正上方。

所述电容3的外侧还设有高压直流正输入端子301和高压直流负输入端子302，且电容3的顶部设有控制板限位孔305，所述电容输出铜排303上还连接有母线电压采样引脚304，所述母线电压采样引脚304还焊接在控制驱动一体化电路板1上。母线电压采样引脚304用于控制控制驱动一体化电路板1采集母线电压，与控制驱动一体化电路板1直接焊接。

所述三相铜排注塑件6的外侧还设有三相铜排出线口602。

具体实施方式及原理：

选用单管封装的大电流IGBT模块2，三相全桥由6个单管组成，同相桥臂的上下桥2个单管180度互补布置并组成一相桥臂，6个管子并排布置组成三相全桥，通过真空焊接工艺与散热器直接焊接，既节省空间，又省去了传统的导热硅脂，降低了系统热阻；

IGBT散热器7与电容安装槽701、注塑件安装板702一体化设计，IGBT散热器7内部采用翅片结构设计，以增大有效散热面积，散热器上下面通过摩擦焊接工艺焊接成型，结构更加紧凑，散热器表面做镀镍处理；

电容3安装在电容安装槽701内，位于IGBT模块侧边，电容3的电容输出铜排303与IGBT模块2输入端子采用激光焊接工艺直连，代替常规的螺栓紧固连接方式，降低主回路电感，同时提高了系统可靠性；

温度传感器设置块801位于IGBT模块附近的IGBT焊接凸台8上，并位于IGBT散热器7出水口位置，温度传感器设置块801上设计一个凹槽，温度温度传感器预先固定在温度传感器支架103上，温度传感器支架103焊接在控制驱动一体化电路板1上，控制驱动一体化电路板1安装后温度传感器正好处于凹槽内，凹槽内预埋导热硅胶，起到固定和传热效果；

控制器的三相输出母排4与三相铜排注塑件6采用一体化注塑工艺，与IGBT模块2的输出端子采用激光焊接工艺直接焊接，三相输出母排4另外一端直接与电机三相绕组连接；

相电流传感器采用磁感应芯片技术，替代传统的HALL传感器技术，磁感应芯片集成在控制驱动一体化电路板上，传感器用屏蔽罩5与三相输出母排4一体化注塑，芯片正下方为三相输出母排4，三相输出母排4下方为传感器用屏蔽罩5，三相输出母排4和传感器用屏蔽罩5之间通过注塑材料绝缘，传感器用屏蔽罩5通过注塑方式固定；

控制驱动一体化电路板1采用一体化设计，一体化电路板固定在电容3外壳和三相铜排注塑件6上，驱动焊盘与IGBT模块2的门极引脚之间锡焊连接，同时与电容3正极引脚直接焊接，用于母线电压采样。

基于上述，本实用新型结构简单，采用了不同方式的直连互焊工艺，相比市面上的方案可靠性和一致性更好，该设计具有结构紧凑、集成度高、重量轻、平台扩展灵活等技术特点，同时设计上省去了传统的螺栓连接和线束连接，装配更加简便，适合自动化批量制造，也为更高自动化程度装配提供了工艺基础。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (8)

1.一种高度集成化电机控制系统，其特征在于，包括控制驱动一体化电路板（1）、IGBT模块（2）、电容（3）、三相输出母排（4），传感器用屏蔽罩（5）、三相铜排注塑件（6）和IGBT用散热器（7），所述IGBT模块（2）焊接在IGBT用散热器（7）上，IGBT模块（2）每相都由上桥和下桥2根IGBT管构成，且2根IGBT管水平并排布置，所述IGBT模块（2）的IGBT集电极（201）和IGBT发射极（202）与电容（3）的电容输出铜排（303）连接，其输出端与三相输出母排（4）连接；

所述电容（3）和三相铜排注塑件（6）分别安装在IGBT用散热器（7）的两侧，所述三相输出母排（4）下方设有传感器用屏蔽罩（5），且三相输出母排（4）与三相铜排注塑件（6）一体成型，所述控制驱动一体化电路板（1）分别通过电路板安装柱（306）和电路板固定支座（601）固定连接在电容（3）的外壳和三相铜排注塑件（6）上，并盖住三相输出母排（4）。

2.根据权利要求1所述的一种高度集成化电机控制系统，其特征在于：所述IGBT模块（2）的上桥的IGBT集电极（201）和下桥的IGBT发射极（202）分别与电容（3）的电容输出铜排（303）的正负极连接，所述IGBT模块（2）的IGBT 门极（203）直接与控制驱动一体化电路板（1）焊接。

3.根据权利要求1所述的一种高度集成化电机控制系统，其特征在于：所述IGBT模块（2）由6根IGBT管并排布置组成三相全桥。

4.根据权利要求1所述的一种高度集成化电机控制系统，其特征在于：所述电容（3）安装在IGBT用散热器（7）左侧的电容安装槽（701）内，所述三相铜排注塑件（6）安装在IGBT用散热器（7）右侧的注塑件安装板（702）内，所述IGBT用散热器（7）的前后端各设有一根水管（703）。

5.根据权利要求1所述的一种高度集成化电机控制系统，其特征在于：所述IGBT模块（2）通过真空焊接工艺直接焊接在IGBT用散热器（7）上的IGBT焊接凸台（8）上，所述IGBT焊接凸台（8）的后侧设有一个温度传感器设置块（801）。

6.根据权利要求5所述的一种高度集成化电机控制系统，其特征在于：所述驱动一体化电路板（1）上设有屏蔽罩插槽（101），且其底部还安装有磁感应芯片（102）和温度传感器支架（103），所述温度传感器支架（103）位于温度传感器设置块（801）的正上方。

7.根据权利要求1所述的一种高度集成化电机控制系统，其特征在于：所述电容（3）的外侧还设有高压直流正输入端子（301）和高压直流负输入端子（302），且电容（3）的顶部设有控制板限位孔（305），所述电容输出铜排（303）上还连接有母线电压采样引脚（304），所述母线电压采样引脚（304）还焊接在控制驱动一体化电路板（1）上。

8.根据权利要求1所述的一种高度集成化电机控制系统，其特征在于：所述三相铜排注塑件（6）的外侧还设有三相铜排出线口（602）。

Images