CN213755549U - 控制器 - Google Patents

Abstract

控制器，其包括：壳体，其限定出一安装空间，所述壳体上具有连通所述安装空间的孔；印刷电路板，其安装于所述安装空间内；若干个接线柱，其一端固定于所述印刷电路板上，所述接线柱的另一端由所述孔伸出所述壳体；接线柱排架，其用于连接所述若干个接线柱；若干个磁场屏蔽件，其分别安装于所述接线柱排架上，所述磁场屏蔽件设置为沿所述接线柱的轴向方向延伸并且环绕所述接线柱；霍尔传感器，其安装于所述印刷电路板上并且位于所述屏蔽空间内。该控制器结构简单，易于装配，实现了霍尔传感器与磁场屏蔽件之间良好的配合。

Description

控制器

技术领域

本实用新型涉及控制器技术领域，尤其是涉及电动车控制器。

背景技术

控制器是电动车系统中的核心部件，控制器通常用于将蓄电池输出的直流电逆变为交流电从而驱动电机工作。控制器的输入端和输出端通过接线柱分别与电池和电机连接，接线柱需要承载大电流，通常使用霍尔传感器检测接线柱上的电流。现有的方案中，霍尔传感器设备作为单独的部件独立于控制器外，即霍尔传感器、印刷电路板和磁场屏蔽件设置于单独的壳体内并通过导线引出与控制器连接。或者，霍尔传感器被焊接在印刷电路板上，磁场屏蔽件也固定在印刷电路板上。

上述霍尔传感器外置的方案成本较高。霍尔传感器内置的方案中，霍尔传感器和磁场屏蔽件占用了较多的印刷电路板面积，这对体积较小的控制器的设计和装配造成困难；而如果将霍尔传感器架空在印刷电路板上方则又会导致支架强度弱，架空机构繁琐，装配复杂及易损坏等问题。

因此，有必要克服现有技术中存在的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，本实用新型的技术方案解决了现有技术中霍尔传感器和磁场屏蔽件在控制器中较难设计和安装的问题。

在本实用新型一些具体实施方式中提供一种控制器，包括：

壳体，其限定出一安装空间，所述壳体上具有连通所述安装空间的孔；

印刷电路板，其安装于所述安装空间内；

接线柱组件，其包括绝缘的接线柱排架、若干个磁场屏蔽件及导电的若干个接线柱，所述接线柱相互间隔地固定于所述接线柱排架上，且每个所述接线柱一端固定于所述印刷电路板上，另一端由所述孔伸出所述壳体，所述磁场屏蔽件相互间隔地固定于所述接线柱排架上，每个所述磁场屏蔽件包围一个沿所述接线柱的轴向方向贯通的屏蔽空间，每个所述接线柱穿过所述屏蔽空间；

霍尔传感器，其安装于所述印刷电路板上并且位于所述屏蔽空间内。

进一步地，所述磁场屏蔽件在沿所述接线柱的径向方向上具有开口，所述霍尔传感器设置于所述开口处。

进一步地，所述磁场屏蔽件为金属材料制成的U型器件。

进一步地，所述接线柱排架由塑料材料制成，所述磁场屏蔽件与所述接线柱排架通过模内注塑一体成型。

进一步地，所述接线柱排架包括围绕所述磁场屏蔽件的基座部和连接于相邻基座部之间的连接部，所述开口形成在所述基座部外。

进一步地，所述接线柱排架由塑料材料制成，所述接线柱与所述接线柱排架通过模内注塑一体成型，所述若干个接线柱固定在所述印刷电路板上时所述接线柱排架悬置于所述印刷电路板上方。

进一步地，所述印刷电路板包括通过连接器连接的并且大致相互平行的第一印刷电路板和第二印刷电路板，所述第一印刷电路板位于所述孔和所述第二印刷电路板之间，所述第一印刷电路板和第二印刷电路板分别包括金属绝缘基板和覆铜板，所述接线柱的一端焊接在所述第二印刷电路板上并电连接于所述覆铜板中的导电轨迹，所述霍尔传感器的管脚焊接在所述第一印刷电路板并电连接于所述覆铜板中的导电轨迹。

进一步地，所述磁场屏蔽件沿所述接线柱的轴向方向伸出所述第一印刷电路板。

在本申请一些具体实施方式中提供一种如上所述的控制器，所述控制器应用于电动骑行设备，所述控制器通过紧固件将连接电池和电机的接线端子电接触地固定于所述接线柱伸出所述壳体的另一端的端部。

进一步地，所述接线柱伸出所述壳体的端部具有螺孔，通过螺钉与所述螺孔配合将所述连接电池和电机的接线端子电接触地固定于所述接线柱伸出所述壳体的端部。

从以上可以看出，本实用新型的技术方案将磁场屏蔽件设置在接线柱排架而非印刷电路板上，如此有利于容易地布置磁场屏蔽件的位置，方向和高度，节约了印刷电路板上的空间。在装配控制器时，接线柱、接线柱排架以及磁场屏蔽件可以提前一体成型，简化了安装步骤，同时准确地将磁场屏蔽件环绕接线柱安装。与现有技术相比，本实用新型的技术方案的控制器结构简单，易于装配，实现了霍尔传感器与磁场屏蔽件之间良好的配合。

附图说明

本实用新型的特征、特点、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得显而易见。

图1显示一个具体实施方式的控制器的局部剖开后的结构示意图。

图2显示图1的控制器的分解示意图。

图3显示图1的控制器移除上壳体以及第一印刷电路板的结构示意图。

图4显示图1的控制器移除上壳体的结构示意图。

图5显示一个具体实施方式的具有磁场屏蔽件的接线柱排架的示意图。

具体实施方式

下面，结合附图详细描述本实用新型的一些具体实施方式。

参考图1和图2，显示了一个具体实施方式的控制器100的局部结构的示意图。控制器100应用于电动骑行设备例如电动自行车、两轮电动车等。电动骑行设备由电池(例如电瓶)提供电能使电动机(直流、交流，串励、他励等方式)驱动电动骑行设备行驶。控制器100包括控制器壳体、第一印刷电路板21、第二印刷电路板22、若干个导电的接线柱3、霍尔传感器4和若干个磁场屏蔽件5。控制器100的壳体包括由塑料材料制成的下壳体11和上壳体12。第一印刷电路板21和第二印刷电路板22安装在由下壳体11和上壳体12之间包围形成的安装空间内。下壳体11连接至金属散热底座13。如图所示，第一印刷电路板21靠近上壳体12设置，设置在下壳体11内表面上的定位销6支撑并且将第一印刷电路板21固定于下壳体11上。第二印刷电路板22连接并固定于下壳体11。第一印刷电路板21和第二印刷电路板被设置为大致互相平行，第一印刷电路板21和第二印刷电路板22通过分别设置在其各自上的板对板连接器实现相互连接。第一印刷电路板21和第二印刷电路板22分别具有覆铜板和作为金属绝缘基板的铝基板，电子元件分别设置在第一印刷电路板21和第二印刷电路板22上，本实施方式中，第一印刷电路板21用于承载逻辑器件例如霍尔传感器4、控制器件、信号接插件。第二印刷电路板上用于承载大功率器件例如接线柱3、电容和金属-氧化物半导体场效晶体管7(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。本领域技术人员应当知晓，在其他一些实施方式中，控制器100可以只包括一块印刷电路板，用于承载实现功能的全部电子元器件。接线柱3的一端通过例如焊接的方式固定在第二印刷电路板22上且与第二印刷电路板22的覆铜板中的导电轨迹电连接，接线柱3的另一端通过贯穿设置在上壳体12的孔121伸出控制器100的壳体外。伸出控制器100的壳体的接线柱3的另一端通过紧固件例如螺钉、夹子或者弹片与连接骑行设备的其他设备的接线端子电连接固定(图中未示出)，实现控制器100通过接线柱3电连接至骑行设备的其他部件。在本实施方式中，电动车控制器100包括5个接线柱3，其中2个接线柱3电连接至电池的正负极，其余3个接线柱3分别电连接至电机的三相接线端UVW。如图所示，3个磁场屏蔽件5设置为环绕电连接至电机的3个接线柱3，接线柱3用于传输大电流的交流电，通电后接线柱3的周围产生磁场，因此磁场屏蔽件5用于约束所产生的磁场并作用于霍尔传感器4。如图所示，每个磁场屏蔽件5包围一个延接线柱3的轴向方向贯通的屏蔽空间，每个接线柱3穿过所述屏蔽空间。此外，霍尔传感器4的管脚例如通过焊接的方式安装于第一印刷电路板21上并电连接覆铜板的导电轨迹，霍尔传感器4探测磁场信号并传递给例如放置在第一印刷电路板21上的控制器件(图中未示出)，控制器件根据磁场信号检测流经接线柱3的变化的电流，进而根据预设的控制策略控制电机的输出功率。此外，磁场屏蔽件5还用于排除由第一印刷电路板21或者第二印刷电路板22上其他的各种电子元器件工作时产生的磁场对于接线柱3通电后产生的磁场的影响。

参考图3，是显示了移除上壳体以及第一印刷电路板的控制器的结构示意图。固定在第二印刷电路板22上的5个接线柱3通过绝缘的接线柱排架14连接在一起，接线柱3呈大致为圆柱体的形状，由金属例如铜或者铝经由机械加工成型，接线柱3的高度为25至35mm，进一步地，在一些实施方式中，接线柱3的高度为28mm，在其他一些实施方式中，接线柱3的高度为30mm。接线部3伸出控制器100的壳体外的一端内包括沿接线柱3本体轴向方向延伸的螺孔31，螺孔31用于与螺钉配合实现接线柱3与连接其他设备的接线端子的连接，从而实现控制器100与电动骑行设备的其他部件连接。接线柱排架14由塑料材料制成，当接线柱3固定在第二印刷电路板22上时接线柱排架14悬置在第二印刷电路板22的上方，即接线柱排架14不连接到第二印刷电路板22，这样无需在第二印刷电路板22上预留接线柱排架14的位置，从而节省了第二印刷电路板22上布置电子元器件的面积。通过接线柱排架14将5个接线柱3连接在一起有利于提高安装接线柱3时的相对位置精度，还当伸出上壳体12的接线柱3的一端通过例如螺钉与接线端子固定时抵抗螺钉旋转入螺孔31内时的扭矩(防止接线柱3与第二印刷电路板之间的焊点抗扭强度不够)。在其他一些实施方式中，接线柱3与接线柱排架14还可以如图5所示通过模内注塑一体成型。

磁场屏蔽件5安装在接线柱排架14上，磁场屏蔽件5由金属材料例如铜、铝或者钢等制成。如图所示，磁场屏蔽件5为具有开口的环形器件，磁场屏蔽件5沿着接线柱3的轴向方向延伸，本实施方式中，磁场屏蔽件5在沿着接线柱3的径向方向上包括开口51，设置开口51有利于约束接线柱3通电后产生的磁场的分布。具体地，磁场屏蔽件5为U型，环绕接线柱3的U型屏蔽件5可以将向开口方向散射的磁感线整理为大致均匀地分布，从而有利于霍尔传感器4准确地探测变化的磁场信号。磁场屏蔽件5设置在接线柱排架14上有利于精确地布置磁场屏蔽件5的位置，方向和高度，即在装配控制器100的过程中，可以先将接线柱3、磁场屏蔽件5和接线柱排架14组装在一起，随后再将组装在一起的组件通过焊接接线柱3的方式固定安装至第二印刷电路板22上。在其他一些实施方式中，磁场屏蔽件5与接线柱排架14还可以如图5所示通过模内注塑一体成型。

接下来参考图4，第一印刷电路板21部分地延伸至磁场屏蔽件5的开口处，安装于第一印刷电路板21上的霍尔传感器4由此设置在磁场屏蔽件5的开口51处并且位于屏蔽空间内，霍尔传感器4在该开口51处探测接线柱3通电后在其周围产生的磁场信号。再结合图3可以看出，接线柱3焊接固定至第二印刷电路板22后，磁场屏蔽件5悬置于第二印刷电路板22上方；而第一印刷电路板21安装在定位销6上之后，磁场屏蔽件5伸出第一印刷电路板21,也就是说磁场屏蔽件5沿接线柱3的轴向方向部分地位于第一印刷电路板21和第二印刷电路板22之间，剩余的部分伸出第一印刷电路板21，如此有利于在安装第一印刷电路板21到定位销6时定位以及防止安装错误即实现防呆。此外，磁场屏蔽件5上包括若干个安装孔8，安装孔8用于与其他机构连接实现固定和定位磁场屏蔽件5，从而避免在控制器100处于振动的状态时磁场屏蔽件5可能产生的位移或者松动。

本领域技术人员应该知晓，虽然在本实施方式中，接线柱排架14、磁场屏蔽件5及接线柱3是单独的器件，然而，在其他一些实施方式中，接线柱排架14和接线柱3或者接线柱排架14和磁场屏蔽件5或者接线柱排架14、接线柱3以及磁场屏蔽件5可以是一体成型的部件，参考图5，图5显示了接线柱3、接线柱排架14和磁场屏蔽件5通过模内注塑例如一体成型所形成的接线柱组件9。如图所示，接线柱组件9包括绝缘的接线柱排架14、若干个磁场屏蔽件5及导电的若干个接线柱3，若干个接线柱3相互间隔地固定于接线柱排架14上，且每个接线柱3的一端固定于印刷电路板上，另一端由孔121伸出壳体外。磁场屏蔽件5相互间隔地固定于接线柱排架14上。接线柱排架14呈长条形，其包括围绕磁场屏蔽件5的基座部141和连接于是每个基座部141之间的连接部142。基座部141可以避免磁场屏蔽件5与第一印刷电路板21或第二印刷电路板22上的电子元器件接触产生短路。磁场屏蔽件5的开口51形成在基座部141外。

本领域技术人员应该知晓，虽然在本实施方式中，磁场屏蔽件5是具有环形开口的器件，然而，在其他一些实施方式中，磁场屏蔽件5也可以是环绕接线柱3设置的封闭的器件，此时霍尔传感器4设置于磁场屏蔽件5和接线柱3之间，探测通电后接线柱3所产生的磁场。

本领域技术人员应该知晓，虽然在本实施方式中，接线柱排架14呈现长条形，然而，在其他一些实施方式中，为了适应具体的印刷电路板设计环境，接线柱排架14也可以有其他任何的形式。

由以上描述可见，与现有技术相比，本实用新型的方案将磁场屏蔽件设置在接线柱排架上，如此不仅有利于较为容易地布置磁场屏蔽件的位置，方向和高度，因为磁场屏蔽件不需要设置在印刷电路板上，因为可以节省印刷电路板上布置电子元器件的面积。此外，在装配控制器时，接线柱、接线柱排架以及磁场屏蔽件可以提前一体成型，这样简化了安装步骤，同时也准确地将磁场屏蔽件环绕接线柱安装。本实施方式的方案的控制器结构简单，易于装配，实现了霍尔传感器与磁场屏蔽件之间良好的配合。

Claims (10)

1.控制器，其特征在于，包括：

壳体，其限定出一安装空间，所述壳体上具有连通所述安装空间的孔；

印刷电路板，其安装于所述安装空间内；

接线柱组件，其包括绝缘的接线柱排架、若干个磁场屏蔽件及导电的若干个接线柱，所述接线柱相互间隔地固定于所述接线柱排架上，且每个所述接线柱一端固定于所述印刷电路板上，另一端由所述孔伸出所述壳体，所述磁场屏蔽件相互间隔地固定于所述接线柱排架上，每个所述磁场屏蔽件包围一个沿所述接线柱的轴向方向贯通的屏蔽空间，每个所述接线柱穿过所述屏蔽空间；

霍尔传感器，其安装于所述印刷电路板上并且位于所述屏蔽空间内。

2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述磁场屏蔽件在沿所述接线柱的径向方向上具有开口，所述霍尔传感器设置于所述开口处。

3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述磁场屏蔽件为金属材料制成的U型器件。

4.如权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述接线柱排架由塑料材料制成，所述磁场屏蔽件与所述接线柱排架通过模内注塑一体成型。

5.如权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述接线柱排架包括围绕所述磁场屏蔽件的基座部和连接于相邻基座部之间的连接部，所述开口形成在所述基座部外。

6.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述接线柱排架由塑料材料制成，所述接线柱与所述接线柱排架通过模内注塑一体成型，所述若干个接线柱固定在所述印刷电路板上时所述接线柱排架悬置于所述印刷电路板上方。

7.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述印刷电路板包括通过连接器连接的并且大致相互平行的第一印刷电路板和第二印刷电路板，所述第一印刷电路板位于所述孔和所述第二印刷电路板之间，所述第一印刷电路板和第二印刷电路板分别包括金属绝缘基板和覆铜板，所述接线柱的一端焊接在所述第二印刷电路板上并电连接于所述覆铜板中的导电轨迹，所述霍尔传感器的管脚焊接在所述第一印刷电路板并电连接于所述覆铜板中的导电轨迹。

8.如权利要求7所述的控制器，其特征在于，所述磁场屏蔽件沿所述接线柱的轴向方向伸出所述第一印刷电路板。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的控制器，其特征在于，所述控制器应用于电动骑行设备，所述控制器通过紧固件将连接电池和电机的接线端子电接触地固定于所述接线柱伸出所述壳体的另一端的端部。

10.如权利要求9所述的控制器，其特征在于，所述接线柱伸出所述壳体的端部具有螺孔，通过螺钉与所述螺孔配合将所述连接电池和电机的接线端子电接触地固定于所述接线柱伸出所述壳体的端部。

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