一種高功率密度低壓電機驅動器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電機伺服驅動技術，特別是一種高功率密度低壓電機驅動器。
【背景技術】
[0002]高功率密度低壓電機驅動器屬于電機伺服系統中的一部分，是用來控制伺服電機高精度運行的控制設備，而散熱及電源設計則是其中的重要設計部分，這種驅動器在特種工控領域擁有廣泛的應用。目前國外已推出類似電機驅動器，但是其散熱效果并不理想，高溫下容易出現系統故障，并且供電母線最低電壓也在10V以上。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種高功率密度低壓電機驅動器，它能提高驅動器的功率密度，使驅動器具有較好的散熱效率，并且能夠正常工作在很低的電壓下。
[0004]—種高功率密度低壓電機驅動器，包括外殼、控制板、驅動板、散熱片；所述控制板和驅動板置于外殼內，且控制板位于驅動板上側；所述控制板與驅動板之間通過插針連接固定；驅動板底部設置一焊盤，焊盤與散熱盤連接；散熱盤與外殼連接。所述控制板上設置一將母線電壓轉換為10V以下的電源電路；所述電源電路為控制板和驅動板供電；所述外殼、控制板、驅動板上均設有灌封口，用于在驅動器封裝完畢后灌膠。
[0005]進一步地，所述外殼、控制板、驅動板上的灌封口均為兩個，其中外殼上的灌封口設置于外殼上底面。
[0006]進一步地，所述控制板為六層板，厚度為0.8mm，內層有50%以上面積敷銅。
[0007]進一步地，所述驅動板為六層板，厚度為0.8mm，內層有80%以上面積，所敷銅用于將熱導于驅動板底部焊盤。
[0008]本實用新型與現有技術相比，具有以下優點:(1)本實用新型在控制板上貼裝有一電源電路，該電路可以將高于10V的母線電壓轉換為低于10V的工作電壓，滿足低電壓器件工作；(2)本實用新型采用“控制板和驅動板采用敷銅設計” “在外殼內灌膠” “驅動板和散熱板之間的焊盤”等手段可以使驅動器具有較好的散熱效率。
[0009]下面結合說明書附圖對本實用新型做進一步描述。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結構簡圖。
[0011]圖2為驅動板器件布局不意圖。
[0012]圖3為驅動器控制電供電示意圖。
[0013]圖4為控制板和驅動板參數示意圖。
【具體實施方式】
[0014]結合圖1，一種高功率密度低壓電機驅動器，包括外殼1、控制板2、驅動板3、散熱片4 ;所述控制板2和驅動板3置于外殼內1，且控制板2位于驅動板3上側；所述控制板2與驅動板3之間通過插針5連接固定；驅動板3底部設置一焊盤6，焊盤6與散熱盤4連接；散熱盤4與外殼1連接。所述控制板2上設置一將母線電壓轉換為10V以下的電源電路2-1，所述電源電路2-1為控制板和驅動板供電；所述外殼1、控制板2、驅動板3上均設有灌封口，用于在驅動器封裝完畢后灌膠。
[0015]封裝后體積為55mmX50mmX 16mm，最大可驅動960W電機，母線電源供電范圍為
7.5?59V，內部印制板設計為兩層，控制板2在上，驅動板3在下，上層控制板2與下層驅動板3之間通過插針5連接及固定，插針5與印制板間連接采用焊接方式，驅動板3底部中央有一方形焊盤6，通過回流焊的方式焊接于散熱片4，外殼1通過注塑成型的方式做成盒狀卡于散熱板4上。
[0016]所述控制板2為六層板，厚度為0.8mm(如圖4所示)，內層大面積敷銅，可提高散熱效率。
[0017]所述控制板2由電源電路2-1、控制電路、檢測與通信電路組成，其中電源電路2-1將直流母線電壓轉換為10V以下，本實用新型取5V電壓給控制板及驅動板供電(如圖3所示)。控制電路主要包括DSP信號處理器電路和邏輯處理電路。檢測與通信電路主要包括直流母線電壓采樣電路、模擬輸入接口電路及I/O信號接口電路，然后對此數字、模擬輸入輸出信號進行歸一化、數字化處理后送入DSP。
[0018]結合圖2所述的驅動板3為六層板，厚度為0.8mm(如圖4所示)，內層大面積敷銅，可提高散熱效率。6個貼裝功率器件金屬-氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET) 3-4對稱平行通過回流焊方式裝于印制板中央，通過敷銅導熱于底部方形焊條，再通過回流焊的方式焊接于散熱片上。在一側MOSFET旁放置溫度傳感器芯片3-3，檢測實時溫度以控制功率輸出。主要由電源電路3-3、逆變電路、檢測電路組成，其中電源電路3-3以控制板上5V電作為輸入進行升壓轉換至12V給驅動板3供電(如圖3所示)。逆變電路采用線性PWM驅動方法，此方法可實現電機的四象限運轉。檢測電路主要包括三相電流采樣電路，然后對此模擬信號進行歸一化、數字化處理后送入DSP。圖2中3-1為驅動板3上灌封口，3-2指示的區域為插針區域。所述驅動器功率逆變電路地與控制地應采取單點連接或單點磁珠連接，控制電路中模擬地與數字地應單點磁珠連接，以此減弱不同電信號之間的干擾。
[0019]所述散熱片4的材料為鋁，表層鍍鎳，利于回流焊并且可有效進行散熱。
[0020]控制板2、驅動板3及外殼上各預留2個2mm的灌封口，裝配時先將上下兩板通過插針5進行焊接連接，再與底部散熱片焊接連接，最后再卡上塑料外殼，裝配完畢后，從其中一個灌封口進行灌膠，通過另一個灌封口確認是否灌滿，可有效增強整個器件的散熱效果及可靠性。
【主權項】
1.一種高功率密度低壓電機驅動器，包括外殼、控制板、驅動板、散熱片；所述控制板和驅動板置于外殼內，且控制板位于驅動板上側；所述控制板與驅動板之間通過插針連接固定；驅動板底部設置一焊盤，焊盤與散熱盤連接；散熱盤與外殼連接，其特征在于， 所述控制板上設置一將母線電壓轉換為10V以下的電源電路； 所述電源電路為控制板和驅動板供電； 所述外殼、控制板、驅動板上均設有灌封口，用于在驅動器封裝完畢后灌膠。2.根據權利要求1所述的驅動器，其特征在于，所述電源電路將母線電壓轉換為5V電壓。3.根據權利要求1所述的驅動器，其特征在于，所述外殼、控制板、驅動板上的灌封口均為兩個，其中外殼上的灌封口設置于外殼上底面。4.根據權利要求3所述的驅動器，其特征在于，所述灌封口內徑為2mm。5.根據權利要求1或2所述的驅動器，其特征在于，所述控制板為六層板，厚度為0.8mm，內層有50%以上面積敷銅。6.根據權利要求1所述的驅動器，其特征在于，所述驅動板為六層板，厚度為0.8mm,內層有80%以上面積，所敷銅用于將熱導于驅動板底部焊盤。7.根據權利要求6所述的驅動器，其特征在于，所述驅動板上貼裝有6個功率器件MOSFET，所述MOSFET每3個為一列，且兩列MOSFET對稱設置。8.根據權利要求7所述的驅動器，其特征在于，所述驅動板上還貼裝有溫度傳感器，當功率器件溫度超過一固定值時，切斷對功率器件的供電。9.根據權利要求7或8所述的驅動器，其特征在于，所述驅動板上還貼裝有一第二電源電路，將電源電路提供的電壓轉換為驅動板的工作電壓。10.根據權利要求1所述的驅動器，其特征在于，散熱片為鋁制，表層鍍鎳。
【專利摘要】本實用新型提供一種高功率密度低壓電機驅動器，包括外殼、控制板、驅動板、散熱片；所述控制板和驅動板置于外殼內，且控制板位于驅動板上側；所述控制板與驅動板之間通過插針連接固定；驅動板底部設置一焊盤，焊盤與散熱盤連接；散熱盤與外殼連接。所述控制板上設置一將母線電壓轉換為10V以下的電源電路；所述電源電路為控制板和驅動板供電；所述外殼、控制板、驅動板上均設有灌封口，用于在驅動器封裝完畢后灌膠。該驅動器能提高驅動器的功率密度，使驅動器具有較好的散熱效率，并且能夠正常工作在很低的電壓下。
【IPC分類】H05K7/20, H02P25/16
【公開號】CN205123646
【申請號】CN201520907681
【發明人】張允志, 曹為理, 廖良闖, 劉超, 鄒金欣, 李景銀, 陳衛彬, 李帥, 花磊, 孫宏偉
【申請人】中國船舶重工集團公司第七一六研究所, 江蘇杰瑞科技集團有限責任公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月12日