交流電機控制器的製造方法
2023-05-27 21:15:41 2
交流電機控制器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種交流電機控制器，包括基座、功率單元和功率板，功率板設置有正極接線柱、第三可控開關組件、驅動模塊、負極接線柱、三個第二正極直流電源端子、兩個第二負極直流電源端子和控制電路，三個通孔並排地設置在第二基板的中部，兩個第二負極直流電源端子分別設置在相鄰兩個通孔之間，三個第二正極直流電源端子設置在通孔的上方，負極接線柱設置在第二基板的左側，正極接線柱設置在第二基板的右側，第三可控開關組件設置在正極接線柱的兩側，驅動模塊位於第三可控開關組件的左側，控制電路設置在通孔的下方，控制電路用於向第三可控開關組件和驅動模塊輸出控制信號。通過合理電路布局，使得交流電機控制器良好的穩定性和功率密度。
【專利說明】交流電機控制器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及車用配件領域，尤其是涉及一種用於電動車的電機控制器。
【背景技術】
[0002]電瓶車因其不燃燒汽油產生動力，具有環保、汙染小的特點，在旅遊景區等對環境要求較高的地方得到廣泛的應用。現有的電瓶車設有一個交流控制器，用於將蓄電池輸出的直流電源轉換成三相交流電源並驅動電機轉動。
[0003]現有的交流電機控制器具有一個殼體,殼體通常包括一塊底板以及位於底板上的面蓋，殼體圍成一個腔體，交流控制器的電路板安裝在該腔體內。交流控制器通常包括功率板、三個功率模塊以及交流接觸器，三個功率模塊通常固定在底板上，而功率板通常安裝在功率模塊上。
[0004]交流控制器接收蓄電池輸出的直流電，並將直流電逆變轉換成交流電輸出，因此每一個功率模塊對應於三相電機的一相，用於向電機輸出U、V、W三相電源中的一相電源。每一功率模塊設有兩個接收直流電源的端子，分別用於接收正極電源及負極電源，並設有一個電流輸出端子，向電機的一相輸出電流信號。並且，兩個直流電源端子與電流輸出端子之間需要設置可控開關器件，即功率管，如晶閘管或IGBT等，用於對直流電進行控制。
[0005]現有的功率板一般包括五個可控開關器件、十六個正極接線端子、十二個負極接線端子以及多個電容，這樣眾多的零部件將給電路布局帶來困難，同時也不易於將功率板的體積縮小和增加其功率密度，導致該交流電機控制器無法適應一些狹小的安裝空間。另一方面，眾多的零部件在不合理布局的情況下容易產生渦流效應，從而增加功率板的廢熱，進而將導致功率板上溫度過高，甚至還會影響功率模塊等其他器件的工作，從而影響交流電機控制器的使用壽命。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種具有良好散熱性能和功率密度的交流電機控制器。
[0007]為實現本實用新型的主要目的，本實用新型提供一種交流電機控制器，包括基座、功率單元和功率板，基座向內凹陷形成一個腔體，功率單元安裝在腔體內，功率單元包括第一基板，第一基板上設有第一正極直流電源端子、第一負極直流電源端子以及三個電流輸出接線柱，第一正極直流電源端子與電流輸出接線柱之間連接有第一可控開關組件，電流輸出接線柱與負極直流電源端子之間連接有第二可控開關組件，功率板安裝在功率單元的上方並位於腔體內，功率板包括第二基板，第二基板設置有三個通孔和兩個霍爾元件，每一個通孔套裝在一個電流輸出接線柱外，每一個霍爾元件套裝在一個電流輸出接線柱外並安裝在一個通孔的上，其中，第二基板還設置有正極接線柱、第三可控開關組件、驅動模塊、負極接線柱、三個第二正極直流電源端子、兩個第二負極直流電源端子和控制電路，三個通孔並排地設置在第二基板的中部，兩個第二負極直流電源端子分別設置在相鄰兩個通孔之間，三個第二正極直流電源端子設置在通孔的上方並位於第二基板的最外端，第二負極直流電源端子與第一負極直流電源端子電連接，第二正極直流電源端子與第一正極直流電源端子電連接，負極接線柱設置在第二基板的左側，負極接線柱位於左側的正極直流電源端子和左側的通孔之間的位置上，正極接線柱設置在第二基板的右側，正極接線柱位於右側的正極直流電源端子和右側的通孔之間的位置上，第三可控開關組件設置在正極接線柱的兩側，驅動模塊位於第三可控開關組件的左側且位於第二正極直流電源端子和通孔之間的位置上，控制電路設置在位於通孔的下方，控制電路用於向第三可控開關組件和驅動模塊輸出控制信號。
[0008]由上述方案可見，由於功率板位於功率單元的上方，當電流信號先從功率板流向功率單元，反饋電流經過功率單元後然後再返回功率板，同時將正極接線端子和負極接線端子設置在靠近功率板的中部和上方，通過在板間上下流通的電流能夠有效地降低渦流效應，從而減少廢熱的產生，同時將控制單元也設置在同一基板的下方上，使得控制單元遠離位於上方的具有較大電流流通的驅動模塊和可控開關組件，從而減少電磁幹擾。通過高度集成化的功率板，利用合理的布局，使得功率板在提高交流電機控制器的穩定性的同時，也具有更加良好的功率密度，使得交流電機控制器能夠製造成小型化以適應更多的安裝環境。
[0009]更進一步的方案是，第三可控開關組件包括兩個繼電器，兩個繼電器分別設置在正極接線柱的兩側。
[0010]由上可見，通過採用兩個繼電器並將其設置在正極接線柱的兩側，有利於縮小布局所需空間。
[0011]更進一步的方案是，第一正極直流電源端子為第一正極金屬墊片，第二正極直流電源端子為第二正極金屬墊片，第一正極金屬墊片與第二正極金屬墊片鄰接。
[0012]更進一步的方案是，第一負極直流電源端子為第一負極金屬墊片，第二負極直流電源端子為第二負極金屬墊片，第一負極金屬墊片與第二負極金屬墊片鄰接。
[0013]由上可見，通過金屬墊片進行電連接導通，有利於增大導體面積，其連接容錯率大，使得電連接更加穩定。
[0014]更進一步的方案是，驅動模塊接收第三可控開關組件輸出的控制信號並通過第二正極金屬墊片與第一可控開關組件電連接，驅動模塊接收第三可控開關組件輸出的控制信號並通過第二負極金屬墊片與第二可控開關組件電連接。
[0015]由上可見，驅動電流從位於上方的功率板流向位於下方的功率單元，經過功率單元後再輸出反饋電流到位於上方的功率板，這樣的電流迴路有效的降低了渦流效應，大大的減少了發熱量，延長了交流電機控制器的使用壽命。
[0016]更進一步的方案是，驅動模塊包括多個電容，多個電容分布在繼電器的左側且位於第二正極直流電源端子和通孔之間的位置上。
[0017]由上可見，驅動模塊主要由電容組成，其流通的電流均為較大的電流，所以設置在遠離控制電路的上方，有利於減少電磁幹擾，使得交流電機控制器能夠提供工作的穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的交流電機控制器實施例的結構圖。
[0019]圖2是本實用新型的交流電機控制器實施例的分解圖。
[0020]圖3是本實用新型的交流電機控制器實施例中的功率單元和功率板的結構圖。
[0021]圖4是本實用新型的交流電機控制器實施例中的功率板俯視圖。
[0022]以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
【具體實施方式】
[0023]參照圖1和圖2，圖1是交流電機控制器I的結構圖，圖2是交流電機控制器I的分解圖。交流電機控制器I包括基座11和面蓋12，面蓋12蓋合在基座11的上方，面蓋12上安裝有五個防水套14和一個保險座13。參照圖2，圖2是交流電機控制器I的分解圖，基座11向內凹陷地形成有腔體111，在基座11的腔體111外壁設置有控制線纜出口 15和沿腔體111周向設置的多根筋條112，在基座11的底面設置有多個散熱槽113。
[0024]參照圖3，圖3是功率單元2和功率板3的結構圖。在腔體111內安裝功率單元2和功率板3，功率板3安裝在功率單元2上。
[0025]功率單元2包括基板24，基板24上包括呈倒T型的三個接線柱21、22、23，接線柱具有沿垂直於基板24的方向向上延伸的柱體。功率單元2安裝在基座11的底板上。基板24上設有功率模塊組件和控制單元25，功率模塊組件包括三個正極直流電源端子41、42、43以及兩個負極直流電源端子44、45和可控開關組件，可控開關組件由多個晶閘管等電子器件組成，正極直流電源端子和負極直流電源端子由金屬支撐柱製成，且在金屬支撐柱的頂端敷設有金屬墊片。
[0026]接線柱21、22、23排成一行地設置在基板24的中部，在接線柱21、23之間設置有負極直流電源端子44，在接線柱22、23之間設置有負極直流電源端子45，在接線柱21、22、23的上方設置有三個正極直流電源端子41、42、43，正極直流電源端子41、42、43均勻地分布在基板24的最外側。
[0027]正極直流電源端子、接線柱之間連接有第一可控開關組件，具體地，第一可控開關組件包括六個晶閘管261、六個晶閘管262和六個晶閘管263。負極直流電源端子、接線柱之間連接有第二可控開關組件，具體地，第一可控開關組件包括六個晶閘管271、六個晶閘管272和六個晶閘管273。
[0028]具體地，六個晶閘管261和六個晶閘管271排成兩排地設置在基板24的左側，並分布在靠左側的接線柱21的上下兩側。六個晶閘管262和六個晶閘管272排成兩排地設置在基板24的右側，並分布在靠右側的接線柱22的上下兩側。六個晶閘管263排成兩排地設置在基板24的中部，六個晶閘管273排成兩排地設置在基板24的中部，並且六個晶閘管273設置在六個晶閘管263的兩側，六個晶閘管263、273分布在中部的接線柱33的上方。
[0029]控制單元25位於中間的接線柱23的下方，控制單元25包括多個控制晶片以及控制電路，控制晶片以及控制電路用於向第一可控開關組件和第二可控開關組件輸出控制信號。
[0030]參照圖4，圖4是功率板的俯視圖。功率板3包括基板31，基板31上貫穿地開設有通孔311、312、313，基板31上安裝有正極接線柱321、正極接線柱322、兩個可控開關組件33、驅動模塊34、控制電路35、三個正極接線端子51、52、53以及兩個負極接線端子54、55，其中，驅動模塊34包括多個電容34，控制電路35包括多個驅動晶片以及多個信號處理電路，兩個可控開關組件33均包括繼電器。
[0031]在基板31上還安裝有兩個霍爾傳感器361、362，霍爾傳感器361設置在通孔311處，霍爾傳感器362設置在通孔313處，功率板3安裝到功率單元4上時，接線柱21依次穿過通孔311和霍爾傳感器361，接線柱22穿過通孔312，接線柱23依次穿過通孔313和霍爾傳感器362。
[0032]通孔311、312、313並排地設置在基板31的中部，負極直流電源端子54設置在相鄰通孔311、312之間的位置上，負極直流電源端子55設置在相鄰通孔312、313之間的位置上，正極直流電源端子51、52、53設置在通孔311、312、313的上方，並且正極直流電源端子51、52、53均勻地分布在基板31的最外端，正極直流電源端子51、52、53以及負極直流電源端子54、55在基板31的背面(即朝向功率單元4的端面上)設置有金屬墊片。
[0033]功率板3安裝到功率單元4上時，功率板3直流電源端子的金屬墊片與功率單元4直流電源端子的金屬墊片鄰接，具體地，負極直流電源端子54與負極直流電源端子44電連接，負極直流電源端子55與負極直流電源端子45電連接，正極直流電源端子51與正極直流電源端子41電連接，正極直流電源端子52與正極直流電源端子42電連接，正極直流電源端子53與正極直流電源端子43電連接
[0034]負極接線柱322設置在基板31的左側，負極接線柱322位於左側的正極直流電源端子51和左側的通孔311之間的位置上，正極接線柱321設置在基板31的右側，正極接線柱321位於右側的正極直流電源端子53和右側的通孔313之間的位置上，兩個可控開關組件33設置在正極接線柱321的兩側，驅動模塊34的多個電容分布在可控開關組件33的左側且位於正極直流電源端子51、52和通孔311、312之間的位置上，控制電路35設置在位於通孔311、312、313的下方，控制電路35用於向可控開關組件33和驅動模塊34輸出控制信號。
[0035]工作時，正極接線柱和電源負極接線柱分別接上電源正負極，電源正極接線柱接收到來自外部電源的電流信號，電流信號流進可控開關組件33，可控開關組件33輸出控制信號到驅動模塊34，再由驅動模塊34通過正極直流電源端子51、52、53和負極直流電源端子54、55向位於功率板3下方的功率單元2輸出信號。功率單元2的功率模塊通過正極直流電源端子41、42、43接收驅動電流後，再轉化成合適的交流電並通過接線柱21、22、23輸出到電機，同時通過正極直流電源端子44、45將反饋電流返回功率板，由於接線柱21、22、23分別對應於電機的U、V、W三相，所以電機能夠正常運作。
[0036]由上可見，通過將電流信號先從功率板流向功率單元，反饋電流經過功率單元後然後再返回功率板，同時將正極接線端子和負極接線端子設置在靠近功率板的中部和上方，通過在板間上下流通的電流能夠有效地降低渦流效應，從而減少廢熱的產生，同時將控制單元也設置在同一基板的下方上，使得控制單元遠離位於上方的具有較大電流流通的驅動模塊和可控開關組件，從而減少電磁幹擾。通過高度集成化的功率板，利用合理的布局，使得功率板在提高交流電機控制器的穩定性的同時，也具有更加良好的功率密度，使得交流電機控制器能夠製造成小型化以適應更多的安裝環境。
【權利要求】
1.交流電機控制器，包括 基座，所述基座向內凹陷形成一個腔體； 功率單元，所述功率單元安裝在所述腔體內，所述功率單元包括第一基板，所述第一基板上設有第一正極直流電源端子、第一負極直流電源端子以及三個電流輸出接線柱，所述第一正極直流電源端子與所述電流輸出接線柱之間連接有第一可控開關組件，所述電流輸出接線柱與所述負極直流電源端子之間連接有第二可控開關組件； 功率板，所述功率板安裝在所述功率單元的上方並位於所述腔體內，所述功率板包括第二基板，所述第二基板設置有三個通孔和兩個霍爾元件，每一個所述通孔套裝在一個所述電流輸出接線柱外，每一個霍爾元件套裝在一個所述電流輸出接線柱外並安裝在一個所述通孔的上； 其特徵在於: 所述第二基板還設置有正極接線柱、第三可控開關組件、驅動模塊、負極接線柱、三個第二正極直流電源端子、兩個第二負極直流電源端子和控制電路； 三個所述通孔並排地設置在所述第二基板的中部，兩個所述第二負極直流電源端子分別設置在相鄰兩個所述通孔之間，三個所述第二正極直流電源端子設置在所述通孔的上方並位於所述第二基板的最外端，所述第二負極直流電源端子與所述第一負極直流電源端子電連接，所述第二正極直流電源端子與所述第一正極直流電源端子電連接； 所述負極接線柱設置在所述第二基板的左側，所述負極接線柱位於左側的所述正極直流電源端子和左側的所述通孔之間的位置上； 所述正極接線柱設置在所述第二基板的右側，所述正極接線柱位於右側的所述正極直流電源端子和右側的所述通孔之間的位置上； 所述第三可控開關組件設置在所述正極接線柱的兩側，所述驅動模塊位於所述第三可控開關組件的左側且位於所述第二正極直流電源端子和所述通孔之間的位置上，所述控制電路設置在位於所述通孔的下方，所述控制電路用於向所述第三可控開關組件和所述驅動模塊輸出控制信號。
2.根據權利要求1所述的交流電機控制器，其特徵在於: 所述第三可控開關組件包括兩個繼電器，兩個所述繼電器分別設置在所述正極接線柱的兩側。
3.根據權利要求2所述的交流電機控制器，其特徵在於: 所述第一正極直流電源端子為第一正極金屬墊片，所述第二正極直流電源端子為第二正極金屬墊片，所述第一正極金屬墊片與所述第二正極金屬墊片鄰接。
4.根據權利要求3所述的交流電機控制器，其特徵在於: 所述第一負極直流電源端子為第一負極金屬墊片，所述第二負極直流電源端子為第二負極金屬墊片，所述第一負極金屬墊片與所述第二負極金屬墊片鄰接。
5.根據權利要求4所述的交流電機控制器，其特徵在於: 所述驅動模塊接收所述第三可控開關組件輸出的控制信號並通過所述第二正極金屬墊片與所述第一可控開關組件電連接，所述驅動模塊接收所述第三可控開關組件輸出的控制信號並通過所述第二負極金屬墊片與所述第二可控開關組件電連接。
6.根據權利要求5所述的交流電機控制器，其特徵在於: 所述驅動模塊包括多個電容，多個所述電容分布在所述繼電器的左側且位於所述第二正極直流電源端子和所述通孔之間的位置上。
【文檔編號】H02K11/00GK203933267SQ201420329369
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】薑桂賓 申請人:珠海英搏爾電氣有限公司