一种低压大功率控制器结构制造技术

一种低压大功率控制器结构，它涉及控制器技术领域。本发明专利技术为解决现有驱动控制器导电铜排空间布局及结构不合理导致各模块间相互干涉、不能合理降低流经电流传感器的电流值的问题，进而提供了一种低压大功率控制器结构。通过改变驱动光耦的驱动方式，并运用合理的铜排布置方式及连接方式，适当调整即可应用于48V和80V两种母线电压，从而提高整个控制器的稳定性和灵活性，合理降低流经电流传感器的电流值，结构紧凑且不会发生干涉，可降低成本，散热良好，驱动能力更强。

【技术实现步骤摘要】
一种低压大功率控制器结构
：本专利技术属于控制器
，具体是涉及一种低压大功率控制器结构。
技术介绍
：低压大功率驱动控制系统是全电动工程车、风电驱动系统的必备功率驱动的动力环节。低压大功率驱动控制系统包括低压大功率驱动控制器、角位移传感器和电机。由于系统母线电压低，输出功率大，因此母线电流以及相电流输出较大，在低压大功率驱动控制器的设计上往往通过铜排替代常规的PCB板内走线铜箔，以提高系统的可靠性，并提高散热能力，由于电路走线复杂，导致铜排结构设计困难，对于不同母线电压值输入的低电压控制器产品，往往难以迭代利用之前的设计经验，铜排以及电路板布局差异大，为了提高低压大功率驱动器设计的可靠性以及设计经验的衍生性，需要对铜排空间布局及结构进行合理设计，避免铜排结构与电容板等模块的PCB结构发生干涉是亟待解决的技术问题之一。另外，由于相电流输出大，致使所选型的电流传感器体积大，成本高，因此如何设计电流回路以合理降低流经电流传感器的电流值是需要重视的技术问题之一。专利技术专利内容为解决上述问题，本专利技术提供了一种低压大功率控制器结构。通过改变驱动光耦的驱动方式，并运用合理的铜排布置方式及连接方式，适当调整即可应用于48V和80V两种母线电压，从而提高整个控制器的稳定性和灵活性，合理降低流经电流传感器的电流值，结构紧凑且不会发生干涉，可降低成本，散热良好，驱动能力更强。本专利技术是通过如下技术方案予以实现的。一种低压大功率控制器，包括控制器壳体、CAP模块、电源模块、主控模块、功率驱动模块和散热板，所述CAP模块与功率驱动模块固连，所述电源模块与主控模块通过直插针脚连接，所述主控模块与功率驱动模块由5个M4螺钉固连，所述功率驱动模块与散热板通过若干螺钉固连，所述控制器壳体与散热板由6个M4螺钉连接并形成一个容纳所有模块的腔体，从而所述控制器壳体、CAP模块、电源模块、主控模块、功率驱动模块和散热板连接成为一个整体。所述控制器壳体包含地线插孔、W相插孔、烧录程序插孔、编码器插孔、CAN总线插孔、V相插孔、U相插孔、正电插孔、保险插孔。所述CAP模块包含有若干固定在PCB基板上的电解电容。所述主控模块包含有W相下桥臂驱动光耦、W相上桥臂驱动光耦、V相下桥臂驱动光耦、V相上桥臂驱动光耦、U相下桥臂驱动光耦、U相上桥臂驱动光耦、U相电流铜排孔、电流传感器、CAN总线接口、V相电流铜排孔、编码器接口、程序烧录接口、主控供电接口、W相电流铜排孔、驱动光耦供电接口，其中驱动光耦供电接口与驱动光耦供电输出口连接，主控供电接口与主控供电输出口连接，W相下桥臂驱动光耦与W相上桥臂驱动光耦、V相下桥臂驱动光耦与V相上桥臂驱动光耦、U相下桥臂驱动光耦与U相上桥臂驱动光耦分别并联连接。所述功率驱动模块包含有U相电流接口、V相上桥臂、V相电流接口、W相上桥臂、W相电流接口、母线桥接板a、母线铜排a、W相下桥臂、Msofet元件、母线铜排b、V相下桥臂、母线铜排c、U相下桥臂、母线铜排d、母线桥接板b、U相上桥臂、导电铜排、薄膜电容，其中U相电流接口、V相电流接口、W相电流接口分别对称的与固定在PCB基板上的U相上桥臂、V相上桥臂、W相上桥臂通过螺钉固连，U相上桥臂、V相上桥臂、W相上桥臂分别与U相下桥臂、V相下桥臂、W相下桥臂连接。所述功率驱动模块中，在U相上桥臂、U相下桥臂、V相上桥臂、V相下桥臂、W相上桥臂、W相下桥臂的左右两侧的每一侧分别布置5个Msofet元件，每条桥臂左右两侧相对的两个Msofet元件并联连接。所述功率驱动模块中，母线铜排a、母线铜排b、母线铜排c、母线铜排d上端分别穿过CAP模块，下端固接在PCB基板上，母线桥接板a一端通过螺钉与母线铜排a连接，另一端通过螺钉与母线铜排c连接，母线桥接板b一端通过螺钉与母线铜排b连接，另一端通过螺钉与母线铜排d连接，母线桥接板a、母线桥接板b位于四个母线铜排的侧面且母线桥接板a、母线桥接板b上下布置。所述功率驱动模块中，U相上桥臂、V相上桥臂、W相上桥臂、U相下桥臂、V相下桥臂、W相下桥臂、母线铜排a、母线铜排b、母线铜排c、母线铜排d均为铜排结构，U相上桥臂、V相上桥臂、W相上桥臂的两侧布置有4个固定在PCB基板上的导电铜排。所述散热板包含有散热板安装钉和若干固定螺钉孔，功率驱动模块所包含的桥臂、母线铜排及其他铜排通过螺钉安装在固定螺钉孔上。所述电源模块包含有主控供电输出口、变压器和驱动光耦供电输出口，其中变压器通过直插针脚与PCB基板连接,主控供电输出口、驱动光耦供电输出口分别固定在PCB基板上。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术在现有控制器的基础上，设计了用于低压大功率系统的控制器结构，所设计的控制器中的母线桥接板a和母线桥接板b作为连接母线铜排的元件，布置于母线铜排的侧面，不仅可有效导通两母线铜排，而且当输入母线电压从48V调整为80V时，不会因为电解电容的高度变大而导致母线桥接板与电解电容发生干涉，因此提高了整个控制器系统的灵活性和稳定性，使得结构更加紧凑且降低控制器成本。2、本专利技术中的主控模块上分别包含有2个U相驱动光耦、2个V相驱动光耦、2个W相驱动光耦，而且相对的两个驱动光耦并联连接，可以避免单个驱动光耦的驱动能力不能满足直接驱动Mosfet的较大电流，有效提高了驱动光耦的驱动能力。3、本专利技术中的功率驱动模块上布置有若干用于导电的铜排结构，由于大功率交流伺服控制系统的母线电流和电机的三相电流较大，必然会有大量的热产生，通过覆铜和添加铜排进行电流的输送，有效避免了仅用覆铜输送电流而产生大量的热将PCB板击穿的情况。。4、本专利技术中的功率驱动模块上布置有60个场效应管Mosfet驱动元件，采用Mosfet之间两两并联的连接方式，从而提高了电路的电流承载能力。附图说明：为了易于说明，本专利技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。图1是本专利技术的爆炸结构示意图；图2是本专利技术的外形结构示意图；图3是图2中除去控制器壳体的顶部结构示意图；图4是本专利技术中控制器壳体结构示意图；图5是本专利技术中CAP模块结构示意图；图6是本专利技术中主控模块结构示意图；图7是本专利技术中电源模块结构示意图；图8是本专利技术中功率驱动模块结构示意图；图9是本专利技术中散热板结构示意图；图中：1、控制器壳体，2、CAP模块，3、主控模块，4、功率驱动模块，5、散热板，6、电源模块，1-1、地线插孔，1-2、W相插孔，1-3、烧录程序插孔，1-4、编码器插孔，1-5、CAN总线插孔，1-6、V相插孔，1-7、U相插孔，1-8、正电插孔，1-9、保险插孔，3-1、W相下桥臂驱动光耦，3-2、W相上桥臂驱动光耦，3-3、V相下桥臂驱动光耦，3-4、V相上桥臂驱动光耦，3-5、U相下桥臂驱动光耦，3-6、U相上桥臂驱动光耦，3-7、U相电流铜排孔，3-8、电流传感器，3-9、CAN总线接口，3-10、V相电流铜排孔3-11、编码器接口，3-12、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压大功率控制器结构，其特征在于：包括控制器壳体、CAP模块、电源模块、主控模块、功率驱动模块和散热板，所述CAP模块(2)与功率驱动模块(4)固连，所述电源模块(6)与主控模块(3)通过直插针脚连接，所述主控模块(3)与功率驱动模块(4)由5个M4螺钉固连，所述功率驱动模块(4)与散热板(5)通过若干螺钉固连，所述控制器壳体(1)与散热板(5)由6个M4螺钉连接并形成一个容纳所有模块的腔体，从而所述控制器壳体(1)、CAP模块(2)、电源模块(6)、主控模块(3)、功率驱动模块(4)和散热板(5)连接成为一个整体。/n

【技术特征摘要】
1.一种低压大功率控制器结构，其特征在于：包括控制器壳体、CAP模块、电源模块、主控模块、功率驱动模块和散热板，所述CAP模块(2)与功率驱动模块(4)固连，所述电源模块(6)与主控模块(3)通过直插针脚连接，所述主控模块(3)与功率驱动模块(4)由5个M4螺钉固连，所述功率驱动模块(4)与散热板(5)通过若干螺钉固连，所述控制器壳体(1)与散热板(5)由6个M4螺钉连接并形成一个容纳所有模块的腔体，从而所述控制器壳体(1)、CAP模块(2)、电源模块(6)、主控模块(3)、功率驱动模块(4)和散热板(5)连接成为一个整体。


2.根据权利要求1所述一种低压大功率控制器结构，其特征在于所述控制器壳体(1)包含地线插孔(1-1)、W相插孔(1-2)、烧录程序插孔(1-3)、编码器插孔(1-4)、CAN总线插孔(1-5)、V相插孔(1-6)、U相插孔(1-7)、正电插孔(1-8)、保险插孔(1-9)。


3.根据权利要求1所述一种低压大功率控制器结构，其特征在于所述CAP模块(2)包含有若干固定在PCB基板上的电解电容。


4.根据权利要求1所述一种低压大功率控制器结构，其特征在于所述主控模块(3)包含有W相下桥臂驱动光耦(3-1)、W相上桥臂驱动光耦(3-2)、V相下桥臂驱动光耦(3-3)、V相上桥臂驱动光耦(3-4)、U相下桥臂驱动光耦(3-5)、U相上桥臂驱动光耦(3-6)、U相电流铜排孔(3-7)、电流传感器(3-8)、CAN总线接口(3-9)、V相电流铜排孔(3-10)、编码器接口(3-11)、程序烧录接口(3-12)、主控供电接口(3-13)、W相电流铜排孔、驱动光耦供电接口(3-15)，其中驱动光耦供电接口(3-15)与驱动光耦供电输出口(6-3)连接，主控供电接口(3-13)与主控供电输出口(6-1)连接，W相下桥臂驱动光耦(3-1)与W相上桥臂驱动光耦(3-2)、V相下桥臂驱动光耦(3-3)与V相上桥臂驱动光耦(3-4)、U相下桥臂驱动光耦(3-5)与U相上桥臂驱动光耦(3-6)分别并联连接。


5.根据权利要求1所述一种低压大功率控制器结构，其特征在于所述功率驱动模块(4)包含有U相电流接口(4-1)、V相上桥臂(4-2)、V相电流接口(4-3)、W相上桥臂(4-4)、W相电流接口(4-5)、母线桥接板a(4-6)、母线铜排a(4-7)、W相下桥臂(4-8)、Msofet元件(4-10)、母线铜排b(4-10)、V相下桥臂(4-11)、母线铜排c(4-12)、U相下桥臂(4-13)、母线铜排d(4-14)、母线桥接板b(4-15)、U相上桥臂(4-16...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贵杰，吴殿昊，赵帅，李栋华，王磊，
申请(专利权)人：绍宏机电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32