一種逆變器結構的製作方法

2023-04-26 14:24:51 2

專利名稱：一種逆變器結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及逆變器技術領域，尤其涉及一種逆變器結構。
背景技術：
近年來，電機驅動器、逆變電源等基於DC-AC變換的裝置得到廣泛的應用，這些裝 置都屬於逆變器範疇，此類裝置的共同特點是直流電源電流先流入直流母線，需要在直流 母線上配置若干個大電容(以下稱為大電容組)進行濾波儲能，最後送入功率控制模塊以 變換成頻率可控的交流電(如圖1所示)。在這個過程中，起濾波和儲能作用的大電容組是非常關鍵的部件，一般為了提高 逆變器工作的穩定性，都選擇加大該大電容組的容量，而增加該電容容量的方法，一是提高 單個電容的容量，這意味著要採用直徑和高度更大規格的電容，二是採用更多個數的電容， 但由於該電容的體積比較大，如何安裝該電容組將變成一項很有挑戰的任務，通常情況下， 均選擇另設一塊電路板，而將大電容單獨設於其上，並通過連接接口連於母線之上，或者， 即使是設在同一塊電路板上，其跟功率模塊之間的距離也較遠，連線也較長。同時，由於直流母線上電流較大，如果在印刷電路板上布該直流母線，就要求其寬 度儘量大；實際中往往將整流器直接連接到逆變器，而大電容組再通過另外單獨設置的電 路板連接在一邊(如圖2所示)。這種情況下，直流電源的電流經常會未經大電容組的濾波 和儲能就直接流入了功率開關管模塊的P端子和N端子，同時，功率開關管模塊的P端子和 N端子與大電容組的連線距離很遠，這些都使大電容組的濾波和儲能功能無法很好發揮，從 而不利於功率開關管模塊的運作。

實用新型內容本實用新型的目的在於解決以上問題而提供一種濾波儲能效果好的、效率高的逆 變器結構。為實現上述目的，本實用新型的技術方案為—種逆變器結構，包括印刷電路板和設於其上的直流電源模塊、濾波儲能電容模 塊以及功率開關管模塊，所述直流電源模塊、濾波儲能電容模塊、功率開關管模塊依次相 連，濾波儲能電容模塊將直流電源模塊的輸出進行濾波儲能後，提供給功率開關管模塊。現有技術中由於將直流電源模塊和功率開關管模塊直接相連，而只在它們之間並 聯有大容量電容組(且距離電源和功率開關管模塊較遠，更不容易使得電流流過)。因而經 常出現直流電源的電流未經大電容組濾波而直接進入功率開關管模塊的情況，從而影響濾 波功能以及功率開關管模塊的運行。而本技術方案中將直流電源模塊先和濾波儲能電容模 塊相連，電流經過充分的濾波、儲能之後，再將濾波儲能電容模塊和功率開關管模塊相連， 這樣設計實際上相當於直流電源模塊先和濾波儲能電容模塊連接，然後濾波儲能電容模 塊再和功率開關管模塊連接，以達到使得直流電源和功率開關管模塊不直接連接的目的， 因而，直流電源出來的電流必須經過大電容組才能到達功率開關管模塊的P端子和N端子。這樣，不僅大大提高了濾波的效果，而且使得整個逆變器的效率也提高了。印刷電路板布板中，印刷電路板上還設有接線端子，從左至右依次布置接線端子、 濾波儲能電容模塊、功率開關管模塊。逆變器還包括散熱器，功率開關管模塊焊接在印刷電路板上，並安裝在印刷電路 板的上方；再上方，該散熱器通過螺絲緊固在功率開關管模塊上。濾波儲能電容模塊安裝在功率開關管模塊和散熱器的左邊，並和功率開關管模 塊、散熱器都安裝在印刷電路板的同側面。印刷電路板布板中，功率開關管模塊和直流電源模塊分別設於該濾波儲能電容模 塊的兩端。這樣的位置關係，可以保證直流電源模塊裡的電流先經過與其位置最接近的 (與濾波儲能電容模塊的接線長度比與功率開關管模塊的距離短很多)濾波儲能電容模塊 後，然後再進入功率開關管模塊。印刷電路板布板中，功率開關管模塊鄰近濾波儲能電容模塊設置。這樣的設計， 儘量縮短了功率開關管模塊和濾波儲能電容模塊的距離，進一步的增加了整個逆變器的效率。印刷電路板布板中，直流電源模塊設於濾波儲能電容模塊尾端。這樣的設計，使得 直流電源模塊儘量接近濾波儲能電容模塊，進一步的改善了濾波效果。功率開關管模塊上還設有P、U、V、W、N端子，該功率開關管模塊的安裝方向是P、 U、V、W、N端子沿上下方向排列。該濾波儲能電容模塊包括多個濾波儲能電容組，且該濾波儲能電容組沿著上下方 向在功率開關管模塊的左邊，靠著功率開關管模塊的P、U、V、W、N端子排列安裝。印刷電路板為一個整體板。此種方案中，發明人選擇用全部設置在一個印刷電路 板上的做法，可以減少了分設於兩塊電路板上時的不同印刷電路板子之間的接口損耗，使 得整個電路的運行效果更好，此外，將所有模塊設於一個印刷電路板上，也使得他們之間的 距離減到最小，更加有利於提高濾波效果。該濾波儲能電容模塊包括若干個濾波儲能電容組，排成單列或者排成多列。該功率開關管模塊和直流電源模塊設於該濾波儲能電容模塊的同側，該濾波儲能 電容模塊包括多組單列或多列排列的濾波電容組，且每組濾波電容組依次排列。這樣的設計，當實際使用中需要更多的濾波電容組時，由於功率開關管模塊和直 流電源模塊設於該濾波儲能電容模塊的同側，則可以在濾波儲能電容模塊的另一側繼續連 接一組、兩組、甚至更多組的濾波電容組，這樣可以方便電路板的擴展。 每組濾波電容組包括互相併接的五個濾波電容且單排排列。該散熱器高度和濾波儲能電容模塊相當。與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果本實用新型由於採用了在直流電源模塊和功率開關管模塊之間添加了濾波儲能 電容模塊的結構，使得直流電源模塊傳過來的電流經過濾波儲能電容模塊充分濾波儲能之 後，再傳入到功率開關管模塊當中，這樣，和現有技術中直流電源模塊直接和功率開關管模 塊相連的結構相比，其濾波儲能效果更好，同時，逆變器的效率也更高。
圖1為現有技術的逆變器的電路圖。圖2為現有技術的大電容組的具體連接方式示意圖。圖3為本實用新型的逆變器結構的印刷電路板結構示意圖。圖4為本實用新型的逆變器結構加了散熱器後的立體結構示意圖。圖5為本實用新型一種逆變器結構的具體印刷電路板布板圖的正面示意圖。圖6為本實用新型一種逆變器結構的具體印刷電路板布板圖的背面結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行詳細的描述。實施例1如圖3所示，一種逆變器結構，包括一整塊印刷電路板1和設於其上的直流電源模 塊、濾波儲能電容模塊以及功率開關管模塊2，這裡直流電源模塊為整流器3或者其他直流 電源、濾波儲能電容模塊為一組濾波電容組，即排成一列的五個相互並接的電解電容4、功 率開關管模塊採用三菱PS21869，整流器3兩個輸出端先和濾波儲能電容模塊的某一電解 電容4的兩極相連，然後，濾波儲能電容模塊再和三菱PS21869相連，這裡濾波儲能電容模 塊將整流器3的輸出進行濾波儲能後，再提供給三菱PS21869，於是濾波儲能電容模塊就很 好地發揮了其濾波和儲能的作用。同時，印刷電路板1上還設有接線端子5，其上從左至右 依次布置接線端子5、濾波儲能電容模塊、三菱PS21869。而濾波儲能電容模塊安裝在功率 開關管模塊2的左邊，並和功率開關管模塊、散熱器都安裝在印刷電路板的同側面。而在具體的印刷電路板布板的位置關係中，功率開關管模塊上還設有P、U、V、W、N端 子，該功率開關管模塊的安裝方向是P、U、V、W、N端子沿上下方向排列。該濾波儲能電容模塊 同樣也可以包括多個濾波儲能電容組，且該濾波儲能電容組沿著上下方向在功率開關管模塊 的左邊，靠著功率開關管模塊的P、U、V、W、N端子排列安裝。三菱PS21869和整流器3分別焊 接於該濾波儲能電容模塊的兩端部，即濾波儲能電容模塊沿著功率開關管模塊三菱PS21869 的P端子和N端子排列，使得功率開關管模塊的P端子和N端子可以就近連接到濾波儲能電 容模塊裡的某一個電解電容，而整流器3則安置在電解電容4的尾端；同時，濾波儲能電容模 塊和功率開關管模塊三菱PS21869安裝在印刷電路板1的同一側。這樣，使得直流電源模塊 的電流必須先經過濾波儲能電容模塊才能到達功率開關管模塊的P端子和N端子。如圖4所示，為本實用新型的逆變器結構加了散熱器後的立體結構示意圖。這裡 的該散熱器高度和濾波儲能電容模塊相當。如圖5、6所示分別是本實用新型逆變器結構的具體印刷電路板布板圖的兩面示 意圖。以上對本實用新型的一種逆變器結構進行了詳細介紹，對於本領域的一般技術人 員，依據本實用新型實施例的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，例如， 本實用新型只說明了一組濾波電容組的情況，而實際使用過程中，也可以根據使用需要對 電路板進行擴展，連接兩組、甚至多組濾波電容組，即可以無限制的擴展。這樣的變換均落 在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種逆變器結構，包括印刷電路板和設於其上的直流電源模塊、濾波儲能電容模塊 以及功率開關管模塊，其特徵在於所述直流電源模塊、濾波儲能電容模塊、功率開關管模 塊依次相連，濾波儲能電容模塊將直流電源模塊的輸出進行濾波儲能後，提供給功率開關 管模塊。
2.根據權利要求1所述的逆變器結構，其特徵在於印刷電路板布板中，印刷電路板上 還設有接線端子，從左至右依次布置接線端子、濾波儲能電容模塊、功率開關管模塊。
3.根據權利要求2所述的逆變器結構，其特徵在於逆變器還包括散熱器，功率開關管 模塊焊接在印刷電路板上，並安裝在印刷電路板的上方；再上方，該散熱器通過螺絲緊固在 功率開關管模塊上。
4.根據權利要求3所述的逆變器結構，其特徵在於濾波儲能電容模塊安裝在功率開 關管模塊和散熱器的左邊，並和功率開關管模塊、散熱器都安裝在印刷電路板的同側面。
5.根據權利要求2所述的逆變器結構，其特徵在於直流電源模塊設於濾波儲能電容 模塊的尾端。
6.根據權利要求4所述的逆變器結構，其特徵在於功率開關管模塊上還設有P、U、V、 W、N端子，該功率開關管模塊的安裝方向是P、U、V、W、N端子沿上下方向排列。
7.根據權利要求6所述的逆變器結構，其特徵在於該濾波儲能電容模塊包括多個濾 波儲能電容組，且該濾波儲能電容組沿著上下方向設置在功率開關管模塊的左邊，靠著功 率開關管模塊的P、U、V、W、N端子排列安裝。
8.根據權利要求6所述的逆變器結構，其特徵在於該濾波儲能電容模塊包括若干個 濾波儲能電容組，排成單列或者排成多列。
9.根據權利要求1至7任一項所述的逆變器結構，其特徵在於所述印刷電路板為一 個整體板。
10.根據權利要求8所述的逆變器結構，其特徵在於濾波儲能電容組包括互相併接的 五個濾波電容且單排排列。
專利摘要一種逆變器結構，包括印刷電路板和設於其上的直流電源模塊、濾波儲能電容模塊以及功率開關管模塊，所述直流電源模塊、濾波儲能電容模塊、功率開關管模塊依次相連，濾波儲能電容模塊將直流電源模塊的輸出進行濾波後，提供給功率開關管模塊。採用上述技術方案的逆變器結構濾波儲能效果好、效率高。
文檔編號H02M7/42GK201878031SQ201020292379
公開日2011年6月22日 申請日期2010年8月13日 優先權日2010年8月13日
發明者馬成照 申請人:馬成照