技术领域
[0001] 本发明涉及驱动器技术领域，具体而言，涉及电机驱动器。
相关背景技术
[0002] 现有的交流电机控制器总成通常具有一块底板以及位于底板上的罩壳，罩壳与底板围成一个控制器腔体，控制器内腔中设置有功率单元、功率板、控制板模块、输入接线柱以及外接交流电机的输出接线柱等，输入接线柱电连接于功率板，输出接线柱电连接于功率单元。
[0003] 电机控制器接收蓄电池输出的直流电，并将直流电逆变转换成三相交流电输出，因此每一个功率模块对应于三相电机的一相，用于向电机输出U、V、W三相电源中的一相电源。每一功率模块设有两个接收直流电源的端子，分别用于接收正极电源及负极电源，并设有一个电流输出端子，向电机的一相输出电流信号。并且，两个直流电源端子与电流输出端子之间需要设置可控开关器件，即功率管，如晶闸管或IGBT等，用于对直流电进行控制。
[0004] 现有的功率板一般包括六组可控开关器件、多个正极接线端子、多个负极接线端子以及电源母线滤波电容，这样众多的零部件给电路布局和机械安装布局带来困难，同时由于电流的增加，不能完全只考虑到电路通断问题，还需要考虑到整个线路的阻抗问题，能否通过大电流测试，现有的产品一般考虑的电流在一两百安培左右，无法满足上千安培的大功率电机驱动使用。另一方面，由于电流的通断会产生涡流效应，导致功率板热量增加，影响其他器件的正常工作，同时在整个空间产生电磁干扰，影响整个控制器的稳定。
具体实施方式
[0018] 请参阅图1，本实施例提供了一种电机驱动器10采用结构化设计思路，散热可靠。同时，发热低，可以减少功率部分产生的电磁脉冲影响控制电路板500的正常运行。从而提高了产品的可靠性，发热量也大大降低。
[0019] 本实施例提供的一种电机驱动器10，包括基板100、功率单元200、相电流极板300、电源极板400、控制电路板500及电容板600；功率单元200安装于基板100上，功率单元20的相电流与相电流极板300电性连接，功率单元200的电源电流与电源极板400电性连接，电源极板400与控制电路板500电性连接，电容板600安装于控制电路板500上。
[0020] 请参阅图2和图3，在本实施例中，基板100包括呈阵列排布的第一安装部110、第二安装部120、第三安装部130、第四安装部140、第五安装部150及第六安装部160，且第一安装部110和第二安装部120沿第二方向320设置，第二安装部120和第三安装部130沿第二方向320直线设置，第五安装部150和第六安装部160在第二方向320上沿第一方向310设置；第一安装部110、第三安装部130及第五安装部150沿第一方向310设置，第二安装部120、第四安装部140及第六安装部160沿第一方向310设置。
[0021] 也就是说，第一安装部110、第二安装部120、第三安装部130、第四安装部140、第五安装部150及第六安装部160在基板100上是呈3×2的矩阵设置的。
[0022] 在本实施例中，第一安装部110、第二安装部120、第三安装部130、第四安装部140、第五安装部150及第六安装部160的尺寸相等。
[0023] 请参阅图4，功率单元200包括第一开关组210、第二开关组220、第三开关组230、第四开关组240、第五开关组250及第六开关组260。
[0024] 请参阅图5，第一开关组210包括均安装于第一安装部110的至少一个第一相第一正极开关管211、至少一个第一相第二正极开关管212、至少一个第一相第一正极接线端子213、至少一个第一相第二正极接线端子214及至少一个第一相电流输出端子215。第一相第一正极开关管211位于第一安装部110沿第一方向310的一端，第一相第二正极开关管212位于第一安装部110沿第一方向310的另一端，第一相电流输出端子215位于第一相第一正极开关管211和第一相第二正极开关管212之间，且第一相电流输出端子215分别与第一相第一正极开关管211和第一相第二正极开关管212电性连接。第一相第一正极开关管211与第一相第一正极接线端子213在第二方向320上相互间隔设置，且第一相第一正极开关管211与第一相第一正极接线端子213电性连接。第一相第二正极开关管212与第一相第二正极接线端子214在第二方向320上相互间隔设置，且第一相第二正极开关管212与第一相第二正极开关管212电性连接。
[0025] 请参阅图6，第二开关组220包括均安装于第二安装部120的至少一个第一相第一负极开关管221、至少一个第一相第二负极开关管222、至少一个第一相电流第一输出端子223、至少一个第一相电流第二输出端子224及至少一个第一相负极接线端子225。第一相第一负极开关管221位于第二安装部120沿第一方向310的一端，第一相第二负极开关管222位于第二安装部120沿第一方向310的另一端，第一相负极接线端子225位于第一相第一负极开关管221与第一相第二负极开关管222之间，且第一相负极接线端子225分别与第一相第一负极开关管221和第一相第二负极开关管222电性连接。第一相第一负极开关管221与第一相电流第一输出端子223在第二方向320上相互间隔设置，且第一相第一负极开关管221与第一相电流第一输出端子223电性连接。第一相第二负极开关管222与第一相电流第二输出端子224在第二方向320上相互间隔设置，且第一相第二负极开关管222与第一相电流第二输出端子224电性连接。
[0026] 请参阅图7，第三开关组230包括均安装于第三安装部130的至少一个第二相第一正极开关管231、至少一个第二相第二正极开关管232、至少一个第二相第一正极接线端子233、至少一个第二相第二正极接线端子234及至少一个第二相电流输出端子235。第二相第一正极开关管231位于第一安装部110沿第一方向310的一端，第二相第二正极开关管232位于第一安装部110沿第一方向310的另一端，第二相电流输出端子235位于第二相第一正极开关管231和第二相第二正极开关管232之间，且第二相电流输出端子235分别与第二相第一正极开关管231和第二相第二正极开关管232电性连接。第二相第一正极开关管231与第二相第一正极接线端子233在第二方向320上相互间隔设置，且第二相第一正极开关管231与第二相第一正极接线端子233电性连接。第二相第二正极开关管232与第二相第二正极接线端子234在第二方向320上相互间隔设置，且第二相第二正极开关管232与第二相第二正极开关管232电性连接。
[0027] 请参阅图8，第四开关组240包括均安装于第四安装部140的至少一个第二相第一负极开关管241、至少一个第二相第二负极开关管242、至少一个第二相电流第一输出端子243、至少一个第二相电流第二输出端子244及至少一个第二相负极接线端子245。第二相第一负极开关管241位于第二安装部120沿第一方向310的一端，第二相第二负极开关管242位于第二安装部120沿第一方向310的另一端，第二相负极接线端子245位于第二相第一负极开关管241与第二相第二负极开关管242之间，且第二相负极接线端子245分别与第二相第一负极开关管241和第二相第二负极开关管242电性连接。第二相第一负极开关管241与第二相电流第一输出端子243在第二方向320上相互间隔设置，且第二相第一负极开关管241与第二相电流第一输出端子243电性连接。第二相第二负极开关管242与第二相电流第二输出端子244在第二方向320上相互间隔设置，且第二相第二负极开关管242与第二相电流第二输出端子244电性连接。
[0028] 请参阅图9，第五开关组250包括均安装于第五安装部150的至少一个第三相第一正极开关管251、至少一个第三相第二正极开关管252、至少一个第三相第一正极接线端子253、至少一个第三相第二正极接线端子254及至少一个第三相电流输出端子255。第三相第一正极开关管251位于第一安装部110沿第一方向310的一端，第三相第二正极开关管252位于第一安装部110沿第一方向310的另一端，第三相电流输出端子255位于第三相第一正极开关管251和第三相第二正极开关管252之间，且第三相电流输出端子255分别与第三相第一正极开关管251和第三相第二正极开关管252电性连接。第三相第一正极开关管251与第三相第一正极接线端子253在第二方向320上相互间隔设置，且第三相第一正极开关管251与第三相第一正极接线端子253电性连接。第三相第二正极开关管252与第三相第二正极接线端子254在第二方向320上相互间隔设置，且第三相第二正极开关管252与第三相第二正极开关管252电性连接。
[0029] 请参阅图10，第六开关组260包括均安装于第六安装部160的至少一个第三相第一负极开关管261、至少一个第三相第二负极开关管262、至少一个第三相电流第一输出端子263、至少一个第三相电流第二输出端子264及至少一个第三相负极接线端子265。第三相第一负极开关管261位于第二安装部120沿第一方向310的一端，第三相第二负极开关管262位于第二安装部120沿第一方向310的另一端，第三相负极接线端子265位于第三相第一负极开关管261与第三相第二负极开关管262之间，且第三相负极接线端子265分别与第三相第一负极开关管261和第三相第二负极开关管262电性连接。第三相第一负极开关管261与第三相电流第一输出端子263在第二方向320上相互间隔设置，且第三相第一负极开关管261与第三相电流第一输出端子263电性连接。第三相第二负极开关管262与第三相电流第二输出端子264在第二方向320上相互间隔设置，且第三相第二负极开关管262与第三相电流第二输出端子264电性连接。
[0030] 需要说明的是，第三开关组230安装于第三安装部130，第五开关组250安装于第五安装部150，且第三开关组230、第五开关组250与第一开关组210的排列和位置关系一致。第四开关组240安装于第四安装部140，第六开关组260安装于第五安装部150，且第四开关组240、第六开关组260与第二开关组220的排列和位置关系一致。在本实施例中，用户可参考第一开关组210、第二开关组220及结合附图理解第三开关组230、第四安装部140、第五开关组250及第六开关组260的结构和位置关系。
[0031] 请结合参阅图4、图5和图6，在本实施例中，第一相第一正极开关管211、第一相第一正极接线端子213、第一相第一负极开关管221及第一相电流第一输出端子223在第二方向320上呈直线设置，以便使结构更加紧凑。同时，第一相第一正极接线端子213和第一相电流第一输出端子223连接更加方便。
[0032] 在本实施例中，第一相第二正极开关管212、第一相第二正极接线端子214、第一相第二负极开关管222及第一相电流第二输出端子224在第二方向320上呈直线设置。
[0033] 在本实施例中，第一相电流输出端子215和第一相负极接线端子225在第二方向320上呈直线设置。
[0034] 可以理解的是，第一相第一正极开关管211、第一相第二正极开关管212、第二相第一正极开关管231、第二相第二正极开关管232、第三相第一正极开关管251及第三相第二正极开关管252在第一方向310上呈直线设置；第一相第一负极开关管221、第一相第二负极开关管222、第二相第一负极开关管241、第二相第二负极开关管242、第三相第一负极开关管261及第三相第二负极开关管262在第一方向310上呈直线设置。
[0035] 在本实施例中，第一相第一正极开关管211、第一相第二正极开关管212、第一相第一负极开关管221及第一线第二负极开关管的数量均为八个，且八个第一相第一正极开关管211和八个第一相第二正极开关管212并联，八个第一相第一负极开关管221和八个第一线第二负极开关管并联。第一相电流输出端子215和第一相负极接线端子225的数量均为四个。第一相第一正极接线端子213、第一相第二正极接线端子214、第一相电流第一输出端子223及第一相电流第二输出端子224的数量均为两个。当然，上述部件的数量并不限于上述的数值，用户可以根据实际需要对上述部件的数量进行灵活地设置。
[0036] 在本实施例中，八个第一相第一正极开关管211在第二方向320上呈直线设置，且第二个第一相第一正极开关管211和第三个第一相第一正极开关管211之间设置有一个第一相第一正极接线端子213，第六个第一相第一正极开关管211与第七个第一相第一正极开关管211之间设置有另一个第一相第一正极接线端子213。
[0037] 八个第一相第二正极开关管212在第二方向320上呈直线设置，且第二个第一相第二正极开关管212与第三个第一相第二正极开关管212之间设置有一个第一相第二正极接线端子214，第六个第一相第二正极开关管212与第七个第一相第二正极开关管212之间设置有另一个第一相第二正极接线端子214。
[0038] 四个第一相电流输出端子215在第二方向320上呈直线设置。第一个第一相电流输出端子215在第一方向310上位于前两个第一相第一正极开关管211和前两个第一相第二正极开关管212之间。第二个第一相电流输出端子215在第一方向310上位于第三、第四个第一相第一正极开关管211和第三、第四个第一相第二正极开关管212之间。第三个第一相电流输出端子215在第一方向310上位于第五、第六个第一相第一正极开关管211和第五、第六个第一相第二正极开关管212之间。第四个第一相电流输出端子215在第一方向310上位于后两个第一相第一正极开关管211和后两个第一相第二正极开关管212之间。
[0039] 在本实施例中，八个第一相第一负极开关管221在第二方向320上呈直线设置，且第二个第一相第一负极开关管221和第三个第一相第一负极开关管221之间设置有一个第一相电流第一输出端子223，第六个第一相第一负极开关管221与第七个第一相第一负极开关管221之间设置有另一个第一相电流第一输出端子223。
[0040] 八个第一相第二负极开关管222在第二方向320上呈直线设置，且第二个第一相第二负极开关管222与第三个第一相第二负极开关管222之间设置有一个第一相电流第二输出端子224，第六个第一相第二负极开关管222与第七个第一相第二负极开关管222之间设置有另一个第一相电流第二输出端子224。
[0041] 四个第一相负极接线端子225在第二方向320上呈直线设置。第一个第一相负极接线端子225在第一方向310上位于前两个第一相第一负极开关管221和前两个第一相第二负极开关管222之间。第二个第一相负极接线端子225在第一方向310上位于第三、第四个第一相第一负极开关管221和第三、第四个第一相第二负极开关管222之间。第三个第一相负极接线端子225在第一方向310上位于第五、第六个第一相第一负极开关管221和第五、第六个第一相第二负极开关管222之间。第四个第一相负极接线端子225在第一方向310上位于后两个第一相第一负极开关管221和后两个第一相第二负极开关管222之间。
[0042] 可以理解的是，多个接线端子设置于开关管的周围，可以在提高接触点数量的同时降低阻抗，从而降低发热。用户可以根据实际需要选择距离最短的接线端子进行连接，进一步减小阻抗，也提供了产品的可靠性。
[0043] 需要说明的是，上述描述中的前两个、后两个等描述均是从第二方向320开始计数。在图中，也就是从左到右进行计数。
[0044] 本实施例采用结构化设计思路，合理排列功率单元，使其分布均匀，散热可靠。
[0045] 请参阅图11，在本实施例中，相电流极板300包括第一极板31、第二极板32及导电柱330，第二极板32的一端与第一极板31连接，第二极板32远离第一极板31的一端与导电柱330连接，第一极板31与功率单元200的相电流正极输出端连接，第二极板32与功率单元200的相电流负极输出端连接。
[0046] 可以理解的是，在本实施例中，相电流极板300的数量为三个，并分别对应三相电路的“U”、“V”及“W”。在以下的描述中选用第一相做详细描述，读者可以根据以下对第一相的描述得到另外两相。
[0047] 同时，需要说明的是，在本实施例中，功率单元200的相电流正极输出端为第一相电流输出端子215、第二相电流输出端子235及第三相电流输出端子255；功率单元200的相电流负极输出端连接为第一相电流第一输出端子223和224第一相电流第二输出端子、243第二相电流第一输出端子和244第二相电流第二输出端子及第三相电流第一输出端子263和第三相电流第二输出端子264。
[0048] 在本实施例中，第一极板31与第一相电流输出端子215电性连接，第二极板32分别与第一相电流第一输出端子223和第一相电流第二输出端子224电性连接。
[0049] 在本实施例中，第一极板31间隔设置有多个用于与功率单元200的相电流正极输出端连接的正极连接端子311，且正极连接端子311的延伸方向与导电柱330的延伸方向相。
[0050] 也就是说，正极连接端子311用于与第一相电流输出端子215电性连接，其连接方式可以是卡接、焊接、粘接或接触连接等。
[0051] 可以理解的是，正极连接端子311优选为凸起，以便更好地与功率单元200的相电流正极输出端连接。
[0052] 在本实施例中，正极连接端子311的延伸方向与导电柱330的延伸方向相反。也就是说，在本实施例中，导电柱330是位于第一极板远离功率单元200的一端。
[0053] 在本实施例中，第二极板32包括第一导电板321和第二导电板322，第一导电板321和第二导电板322的一端均与第一极板连接，第一导电板321和第二导电板322远离第一极板的一端均与导电柱330连接。
[0054] 可以理解的是，第一导电板321和第二导电板322的设置一方面可以增大导电的面积，另一方面还有助于散热。
[0055] 在本实施例中，第一导电板321和第二导电板322与第一极板位于同一平面，第一导电板321和第二导电板322平行间隔设置。
[0056] 在本实施例中，第一导电板321和第二导电板322上均设置有用于与功率单元200的相电流正极输出端连接的负极连接端子323。
[0057] 可以理解的是，位于第一导电板321上的负极连接端子323与第一相电流第一输出端子电性连接，位于第二导电板322上的负极连接端子323与第一相电流第二输出端子电性连接。
[0058] 可以理解的是，负极接线端子和正极接线端子的设置方式类似。在本实施例中，负极接线端子优选为凸起结构。
[0059] 在本实施例中，第一导电板321、第二导电板322及第一极板的连接处呈“Y”形，以便在保证导电能力的情况下，较小占用空间。
[0060] 在本实施例中，第二极板32还包括连接板324，第一导电板321通过连接板324与第二导电板322连接，且第一导电板321、第二导电板322及连接板324连接呈“H”形。连接板324可以进一步增加第一导电板321与第二导电板322之间的电流传递。
[0061] 在本实施例中，第一导电板321与第一相电流第一输出端子电性连接，第二导电板322与第一相电流第二输出端子电性连接。
[0062] 请参阅图12，本实施例提供的电源极板400包括第一电源极板410、第二电源极板420、第一导电柱430及第二导电柱440，第一电源极板410与第二电源极板420绝缘设置，第一电源极板410与第一导电柱430连接，且第一电源极板410用于与功率单元200的正极接线端电性连接，第二电源极板420与第二导电柱440连接，且第二电源极板420用于与功率单元
200的负极接线端子电性连接。
[0063] 需要说明的是，在本实施例中，功率单元200的正极接线端电性为第一相第一正极接线端子和第一相第二正极接线端子、第二相第一正极接线端子和第二相第二正极接线端子及第三相第一正极接线端子和第三相第二正极接线端子；功率单元200的负极接线端子为第一相负极接线端子、第二相负极接线端子及第三相负极接线端子。为了简化说明，本实施例只对第一相的内容进行说明，读者可以根据第一相的说明得到另外两相的情况。
[0064] 请参阅图13至图14，在本实施例中，第一电源极板410设置有第一凹槽411，第二电源极板420设置靠近第一凹槽411凸设有与第二导电柱440连接的第二安装部422，第二安装部422可部分容置于第一凹槽411内并与第一凹槽411间隔设置。
[0065] 可以理解的是，将第二安装部422部分容置于第一凹槽411内可以使第一电源极板410和第二电源极板420所占用的空间更小，进而有助于使电机控制器的轻型化。
[0066] 在本实施例中，第二电源极板420设置有第二凹槽421，第一电源极板410靠近第二凹槽421凸设有与第一导电柱430连接的第一安装部412，第一安装部412可部分容置于第二凹槽421内并与第二凹槽421间隔设置。
[0067] 可以理解的是，将第一安装部412部分容置于第二凹槽421内可以使第一电源极板410和第二电源极板420所占用的空间更小，进而有助于使电机控制器的轻型化。
[0068] 在本实施例中，第一电源极板410远离第一导电柱430的一侧设置有第一连接部413，第一连接部413用于与功率单元200的正极接线端电性连接。
[0069] 优选地，第一连接部413为朝向功率单元200的凸起，以便更好地与功率单元200连接。
[0070] 在本实施例中，第一连接部413的数量为多个，且多个第一连接部413呈阵列设置。
[0071] 在本实施例中，第一连接部413的数量为十二个，且十二个第一连接部413呈2×6的矩阵排列。
[0072] 在本实施例中，第二电源极板420远离第二导电柱440的一侧设置有第二连接部423，第二连接部423用于与功率单元200的负极接线端子电性连接。
[0073] 优选地，第二连接部423为朝向功率单元200的凸起，以便更好地与功率单元200的负极接线端子电性连接。
[0074] 在本实施例中，第二连接部423的数量为多个，且多个第二连接部423呈阵列设置。多个第二连接部423可以提高导电性能，进而减小发热。
[0075] 在本实施例中，第一电源极板410或/和第二电源极板420开设有多个通孔424，多个通孔424用于供外部设备穿过。
[0076] 可以理解的是，通孔424既可以设置于第一电源极板410上，也可以是设置于第二电源极板420上，还可以是第一电源极板410和第二电源极板420均设置有通孔424。
[0077] 同时，需要说明的是，外部设备可以是相电流导电柱330或者连接结构等。
[0078] 在本实施例中，通孔424设置于第二电源极板420上，通孔424的数量为三个，分别对应三相电路的三根导电柱330，并分别供三根导电柱330穿过。
[0079] 本实施例提供的电机驱动器的有益效果：本实施例设计使用了设计电极板，包括相电流极板300和电源极板400，保证到功率单元200的距离短，发热低，能够通过上千安培的电流。同时，电源极板400具有电磁屏蔽作用，可以减少功率部分开关产生的电磁脉冲影响控制板的正常运行。并且，控制电路板500和电容板600位于电源极板400之上，两者连接的阻抗低，稳定可靠，能够很好的滤除电源上的高频纹波，提高了产品的可靠性，发热量也大大降低。
[0080] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
