CN219107319U - 一种交直流通用动力电源驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交直流通用动力电源驱动器，包括接线端子、电容模块以及全桥二单元IGBT模块，所述接线端子布置在板材上，电容模块通过叠层铜排与所述接线端子对应布置，全桥二单元IGBT模块布置在所述接线端子与电容模块之间，还包括具有保护作用的专用IGBT模块以及用于兼容交直流动力电源的整流模块，专用IGBT模块对应全桥二单元IGBT模块位于所述接线端子与电容模块之间，整流模块位于专用IGBT模块与所述接线端子之间，本实用新型的有益效果是结构简单，设有专用IGBT模块，可以代替原有开关磁阻电机驱动器中接触器、充电电阻以及制动IGBT模块所构成的保护电路，设有整流模块，可以兼容交直流动力电源，无需对上电部分进行改造即可使用，对现场电源适应性广。

Description

一种交直流通用动力电源驱动器

技术领域

本实用新型涉及电源驱动器技术领域，尤其是涉及一种交直流通用动力电源驱动器。

背景技术

在现有技术中，驱动器是一种用来精确控制电机运动的设备，被广泛应用于各种运动控制领域，尤其是工业设备领域。在工业生产设备中，往往存在多个运动机构，每个运动机构均使用一个或者多个电机，每个电机通常都配有一个驱动器，因此，驱动器应用广泛，现有技术中开关磁阻电机驱动器主要元件由六只变通通用全桥二单元IGBT管、一只接触器、整流模块、上电电阻、半桥一单元IGBT（即制动IGBT）、动力接线端子、四只电解电容、多根连接铜条等组成，其结构复杂、制作工艺繁杂。并且由于目前绝大多数应用场合的动力电源输入电压等级有两种，一种为三相交流动力电源，另一种为二相直流动力电源，且目前市场上同功率的主流驱动器都只能适用于一种动力电源输入电压等级，在使用时的兼容性不好，因此绝大多数需要在输入端增加变压器装置进行处理，不能满足目前产品功能多样化、适用性强的需求。

申请号为：201721179720 .4的中国实用新型专利公开了一种交直流通用低压变频压缩机驱动器，包括外壳、主板、连接接口和控制面板，所述主板固定在外壳的内部，所述连接接口位于主板的边缘处且与主板通过焊接固定连接，所述控制面板位于外壳的顶端；所述外壳包括壳体和底板，所述壳体与底板可拆卸连接，所述壳体的表面设有散热片，所述壳体的底端设有通孔；所述主板固定在底板的表面，所述主板的表面设有整流模块、逆变器模块、电源管理模块、控制模块、温控模块、IPM逆变模块、变压器和电流采样模块，所述变压器与电流采样模块连接。然而该种交直流通用低压变频压缩机驱动器结构较为复杂，所占空间较大，在使用不同动力电源时，需对上电部分进行改造后方可使用，安装连接方式较为繁琐，无法直接使用，电源适应性较差，其各部分元件均采用整体固定式安装结构，不便于后期维护保养，使用灵活性较差，实用性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种交直流通用动力电源驱动器。

为实现上述目的，本实用新型提出的技术方案是：

一种交直流通用动力电源驱动器，包括接线端子、电容模块以及全桥二单元IGBT模块，所述接线端子布置在板材上，电容模块通过叠层铜排与所述接线端子对应布置，全桥二单元IGBT模块布置在所述接线端子与电容模块之间，还包括具有保护作用的专用IGBT模块以及用于兼容交直流动力电源的整流模块，专用IGBT模块对应全桥二单元IGBT模块位于所述接线端子与电容模块之间，整流模块位于专用IGBT模块与所述接线端子之间。

电容模块的输入端与专用IGBT模块的输出端连接，全桥二单元IGBT模块的输入端与电容模块的输出端连接，全桥二单元IGBT模块的输出端与接线端子连接，专用IGBT模块的输入端与整流模块的输出端连接，整流模块的输入端与接线端子连接。

所述接线端子包括第一接线端子、第二接线端子以及第三接线端子，第二接线端子设有三组，三组第二接线端子并排间隔设置。

专用IGBT模块包括IGBT4，所述IGBT4的上桥元件通过连接铜条与电容模块的输入端电性连接，所述IGBT4的输入端通过连接铜条与第三接线端子电性连接。

整流模块配置在所述IGBT4与第一接线端子之间，所述整流模块的输入端以及输出端分别通过连接铜条与第一接线端子以及所述IGBT4的输入端电性连接，所述整流模块的输入端通过第一接线端子与三相交流动力电源或者二相直流动力电源电性连接。

还包括整流基座、整流插销以及整流插槽，所述整流基座设置在所述整流模块的一侧且与所述整流模块固定连接，所述整流插销设有两组，每组所述整流插销由两个并排间隔设置的插销组成，两组所述整流插销对称设置在所述整流基座的两侧且与所述整流基座固定连接，所述整流插槽对应两组所述整流插销设有两组，每组所述整流插槽由两个并排间隔设置的插槽组成，两组所述整流插槽对称设置在板材上，两组所述整流插槽相对设置的一侧设有安装槽，所述整流插槽的安装槽内设有顶紧弹簧，两组所述整流插销与两组所述整流插槽上的安装槽插接，所述整流基座通过所述整流插销以及所述整流插槽安装在板材上，所述整流模块通过所述整流基座装配在所述IGBT4与第一接线端子之间。

电容模块包括第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容以及所述第四电容通过叠层铜排集成设置为电容组结构。

全桥二单元IGBT模块包括变通通用全桥二单元IGBT管，所述变通通用全桥二单元IGBT管设有三组，三组所述变通通用全桥二单元IGBT管并排间隔设置在电容模块与第二接线端子之间，三组所述变通通用全桥二单元IGBT管的输入端通过连接铜条与电容模块的输出端电性连接，所述变通通用全桥二单元IGBT管的输出端通过连接铜条与对应的第二接线端子电性连接。

当所述IGBT4的上桥元件处于全暂空比给定状态时，IGBT4的上桥全开通，IGBT4的下桥构成半桥一单元IGBT。

当三相交流动力电源作为动力源输入时，三相交流动力电源与整流模块的输入三相连接以转化为直流电源供后续电路使用；当二相直流动力电源作为动力源输入时，二相直流动力电源不分正负直接与整流模块输入三相中任何二相连接即可作为直流电源供后续电路使用。

本实用新型的有益效果是：

结构简单，设有专用IGBT模块，可以代替原有开关磁阻电机驱动器中接触器、充电电阻以及制动IGBT模块所构成的保护电路，对电容进行电流可控的预充电，保证运行可靠性的同时有效减少了开关磁阻电机驱动器中元件的数量，减小其安装状态下所占用的空间，整体布局简单，设有整流模块，可以兼容交直流动力电源，无需对上电部分进行改造即可使用，安装连接方式简单，对现场电源适应性广，无需改造即可直接使用，其整流模块便于拆装，便于后期维护保养，使用灵活性以及实用性强。

附图说明

图1是本实用新型驱动器主要元件布局结构示意图；

图2是本实用新型驱动器主动力原理图；

图3是本实用新型整流基座、整流插销以及整流插槽配合示意图。

图中：1、电容模块；2、全桥二单元IGBT模块；3、专用IGBT模块；4、整流模块；5、第一接线端子；6、第二接线端子；7、第三接线端子；8、整流基座；9、整流插销；10、整流插槽；11、顶紧弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述，

一种交直流通用动力电源驱动器，包括接线端子、电容模块1以及全桥二单元IGBT模块2，接线端子布置在板材上，电容模块1通过叠层铜排与接线端子对应布置，全桥二单元IGBT模块2布置在接线端子与电容模块1之间，还包括具有保护作用的专用IGBT模块3以及用于兼容交直流动力电源的整流模块4，专用IGBT模块3对应全桥二单元IGBT模块2位于接线端子与电容模块1之间，整流模块4位于专用IGBT模块3与接线端子之间，本实用新型整体结构示意图如图1所示。

电容模块1的输入端与专用IGBT模块3的输出端连接，全桥二单元IGBT模块2的输入端与电容模块1的输出端连接，全桥二单元IGBT模块2的输出端与接线端子连接，专用IGBT模块3的输入端与整流模块4的输出端连接，整流模块4的输入端与接线端子连接，其中，专用IGBT模块3用于代替现有技术中开关磁阻电机驱动器中的接触器、充电电阻以及制动IGBT，整流模块4用于将交流电转化为直流电以兼容交直流动力电源，本实用新型驱动器主动力原理图。

接线端子包括第一接线端子5、第二接线端子6以及第三接线端子7，第二接线端子6设有三组，三组第二接线端子6并排间隔设置，其中，本方案中的接线端子由多个动力接线端子组成。

专用IGBT模块3包括IGBT4，IGBT4的上桥元件通过连接铜条与电容模块1的输入端电性连接，IGBT4的输入端通过连接铜条与第三接线端子7电性连接，当IGBT4的上桥元件处于全暂空比给定状态时，IGBT4的上桥全开通，IGBT4的下桥构成半桥一单元IGBT，其中，可通过对IGBT4的上桥元件进行暂空比调节以对电容模块1进行电流可控的预充电，IGBT模块为绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

整流模块4配置在IGBT4与第一接线端子5之间，整流模块4的输入端以及输出端分别通过连接铜条与第一接线端子5以及IGBT4的输入端电性连接，整流模块4的输入端通过第一接线端子5与三相交流动力电源或者二相直流动力电源电性连接，其中，整流模块4用于将交流电转化为直流电并兼容交直流动力电源，当三相交流动力电源作为动力源输入时，三相交流动力电源与整流模块4的输入三相连接以转化为直流电源供后续电路使用；当二相直流动力电源作为动力源输入时，二相直流动力电源不分正负直接与整流模块4输入三相中任何二相连接即可作为直流电源供后续电路使用。

还包括整流基座8、整流插销9以及整流插槽10，整流基座8设置在整流模块4的一侧且与整流模块4固定连接，整流插销9设有两组，每组整流插销9由两个并排间隔设置的插销组成，两组整流插销9对称设置在整流基座8的两侧且与整流基座8固定连接，整流插槽10对应两组整流插销9设有两组，每组整流插槽10由两个并排间隔设置的插槽组成，两组整流插槽10对称设置在板材上，两组整流插槽10相对设置的一侧设有安装槽，整流插槽10的安装槽内设有顶紧弹簧11，两组整流插销9与两组整流插槽10上的安装槽插接，整流基座8通过整流插销9以及整流插槽10安装在板材上，整流模块4通过整流基座8装配在IGBT4与第一接线端子5之间，其中，整流基座8、整流插销9以及整流插槽10共同配合，构成整流模块4的可拆卸式安装结构，整流基座8用于为整流模块4提供安装支撑并与整流模块4构成可拆卸式整流单元结构，整流插销9用于作为整流基座8上的安装结构，整流插槽10用于作为板材上的安装结构，从而为整流插销9提供安装支撑，顶紧弹簧11用于作为整流插槽10上安装槽内的顶紧结构，对整流插销9进行顶紧，防止整流插销9从整流插槽10上脱落，需要对整流模块4进行安装时，将整流基座8一侧的整流插销9与对应整流插槽10上的安装槽对齐，先将一侧的整流插销9插入对应的整流插槽10的安装槽内，并使另一侧的整流插销9与对应的整流插槽10对齐，之后将另一侧的整流插销9插入对应的整流插槽10的安装槽内，即可完成整流模块4的安装，安装状态下，顶紧弹簧11对整流插销9进行顶紧，防止整流插销9从整流插槽10上脱落，其拆卸顺序与安装顺序相逆，故不再赘述，本实用新型整流基座8、整流插销9以及整流插槽10配合示意图如图3所示。

电容模块1包括第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容，第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容通过叠层铜排集成设置为电容组结构，其中，电容模块1用于作为开关磁阻电机驱动器中的储能器件。

全桥二单元IGBT模块2包括变通通用全桥二单元IGBT管，变通通用全桥二单元IGBT管设有三组，三组变通通用全桥二单元IGBT管并排间隔设置在电容模块1与第二接线端子6之间，三组变通通用全桥二单元IGBT管的输入端通过连接铜条与电容模块1的输出端电性连接，变通通用全桥二单元IGBT管的输出端通过连接铜条与对应的第二接线端子6电性连接，其中，全桥二单元IGBT模块2用于作为开关磁阻电机驱动器中的主要功能器件，其驱动功率小而饱和压降低。

工作原理：

当三相交流动力电源作为动力源输入时，三相交流动力电源与整流模块4的输入三相连接以转化为直流电源供后续电路使用；当二相直流动力电源作为动力源输入时，二相直流动力电源不分正负直接与整流模块4输入三相中任何二相连接即可作为为直流电源供后续电路使用，有效避免了现场不同电源的驱动器需对上电部分进行再改造后方可使用的繁琐工作，具有对现场电源适应性广、无需改造、直接使用的特点，并且通过对开关磁阻专用IGBT4中半桥二单元中的上桥IGBT4上元件进行暂空比调节对电容模块1进行电流可控预充电，当电压达到设定电压后全暂空比给定，IGBT4上桥全开通，对电容组动力源接通，替代的现有技术中开关磁阻电机驱动器中的接触器以及充电电阻的功能，利用此IGBT4下桥替代原半桥一单元IGBT，即制动IGBT功能，这样一个专用IGBT4即可取代现有技术中开关磁阻电机驱动器中接触器、充电电阻以及制动IGBT的功能，减少了元件的数量和驱动器所占空间。

本实用新型的有益效果是结构简单，设有专用IGBT模块，可以代替原有开关磁阻电机驱动器中接触器、充电电阻以及制动IGBT模块所构成的保护电路，对电容进行电流可控的预充电，保证运行可靠性的同时有效减少了开关磁阻电机驱动器中元件的数量，减小其安装状态下所占用的空间，整体布局简单，设有整流模块，可以兼容交直流动力电源，无需对上电部分进行改造即可使用，安装连接方式简单，对现场电源适应性广，无需改造即可直接使用，其整流模块便于拆装，便于后期维护保养，使用灵活性以及实用性强。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种交直流通用动力电源驱动器，包括接线端子、电容模块(1)以及全桥二单元IGBT模块(2)，所述接线端子布置在板材上，电容模块(1)通过叠层铜排与所述接线端子对应布置，全桥二单元IGBT模块(2)布置在所述接线端子与电容模块(1)之间，其特征在于，还包括具有保护作用的专用IGBT模块(3)以及用于兼容交直流动力电源的整流模块(4)，专用IGBT模块(3)对应全桥二单元IGBT模块(2)位于所述接线端子与电容模块(1)之间，整流模块(4)位于专用IGBT模块(3)与所述接线端子之间。

2.如权利要求1所述的一种交直流通用动力电源驱动器，其特征在于，电容模块(1)的输入端与专用IGBT模块(3)的输出端连接，全桥二单元IGBT模块(2)的输入端与电容模块(1)的输出端连接，全桥二单元IGBT模块(2)的输出端与接线端子连接，专用IGBT模块(3)的输入端与整流模块(4)的输出端连接，整流模块(4)的输入端与接线端子连接。

3.如权利要求2所述的一种交直流通用动力电源驱动器，其特征在于，所述接线端子包括第一接线端子(5)、第二接线端子(6)以及第三接线端子(7)，第二接线端子(6)设有三组，三组第二接线端子(6)并排间隔设置。

4.如权利要求3所述的一种交直流通用动力电源驱动器，其特征在于，专用IGBT模块(3)包括IGBT4，所述IGBT4的上桥元件通过连接铜条与电容模块(1)的输入端电性连接，所述IGBT4的输入端通过连接铜条与第三接线端子(7)电性连接。

5.如权利要求4所述的一种交直流通用动力电源驱动器，其特征在于，整流模块(4)配置在所述IGBT4与第一接线端子(5)之间，所述整流模块(4)的输入端以及输出端分别通过连接铜条与第一接线端子(5)以及所述IGBT4的输入端电性连接，所述整流模块(4)的输入端通过第一接线端子(5)与三相交流动力电源或者二相直流动力电源电性连接。

6.如权利要求5所述的一种交直流通用动力电源驱动器，其特征在于，还包括整流基座(8)、整流插销(9)以及整流插槽(10)，所述整流基座(8)设置在所述整流模块(4)的一侧且与所述整流模块(4)固定连接，所述整流插销(9)设有两组，每组所述整流插销(9)由两个并排间隔设置的插销组成，两组所述整流插销(9)对称设置在所述整流基座(8)的两侧且与所述整流基座(8)固定连接，所述整流插槽(10)对应两组所述整流插销(9)设有两组，每组所述整流插槽(10)由两个并排间隔设置的插槽组成，两组所述整流插槽(10)对称设置在板材上，两组所述整流插槽(10)相对设置的一侧设有安装槽，所述整流插槽(10)的安装槽内设有顶紧弹簧(11)，两组所述整流插销(9)与两组所述整流插槽(10)上的安装槽插接，所述整流基座(8)通过所述整流插销(9)以及所述整流插槽(10)安装在板材上，所述整流模块(4)通过所述整流基座(8)装配在所述IGBT4与第一接线端子(5)之间。

7.如权利要求6所述的一种交直流通用动力电源驱动器，其特征在于，电容模块(1)包括第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容以及所述第四电容通过叠层铜排集成设置为电容组结构。

8.如权利要求7所述的一种交直流通用动力电源驱动器，其特征在于，全桥二单元IGBT模块(2)包括变通通用全桥二单元IGBT管，所述变通通用全桥二单元IGBT管设有三组，三组所述变通通用全桥二单元IGBT管并排间隔设置在电容模块(1)与第二接线端子(6)之间，三组所述变通通用全桥二单元IGBT管的输入端通过连接铜条与电容模块(1)的输出端电性连接，所述变通通用全桥二单元IGBT管的输出端通过连接铜条与对应的第二接线端子(6)电性连接。

9.如权利要求8所述的一种交直流通用动力电源驱动器，其特征在于，当所述IGBT4的上桥元件处于全暂空比给定状态时，IGBT4的上桥全开通，IGBT4的下桥构成半桥一单元IGBT。

10.如权利要求5所述的一种交直流通用动力电源驱动器，其特征在于，当三相交流动力电源作为动力源输入时，三相交流动力电源与整流模块(4)的输入三相连接以转化为直流电源供后续电路使用；当二相直流动力电源作为动力源输入时，二相直流动力电源不分正负直接与整流模块(4)输入三相中任何二相连接即可作为直流电源供后续电路使用。

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