一种高功率密度低压电机驱动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电机伺服驱动技术，特别是一种高功率密度低压电机驱动器。
【背景技术】
[0002]高功率密度低压电机驱动器属于电机伺服系统中的一部分，是用来控制伺服电机高精度运行的控制设备，而散热及电源设计则是其中的重要设计部分，这种驱动器在特种工控领域拥有广泛的应用。目前国外已推出类似电机驱动器，但是其散热效果并不理想，高温下容易出现系统故障，并且供电母线最低电压也在10V以上。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种高功率密度低压电机驱动器，它能提高驱动器的功率密度，使驱动器具有较好的散热效率，并且能够正常工作在很低的电压下。
[0004]—种高功率密度低压电机驱动器，包括外壳、控制板、驱动板、散热片；所述控制板和驱动板置于外壳内，且控制板位于驱动板上侧；所述控制板与驱动板之间通过插针连接固定；驱动板底部设置一焊盘，焊盘与散热盘连接；散热盘与外壳连接。所述控制板上设置一将母线电压转换为10V以下的电源电路；所述电源电路为控制板和驱动板供电；所述外壳、控制板、驱动板上均设有灌封口，用于在驱动器封装完毕后灌胶。
[0005]进一步地，所述外壳、控制板、驱动板上的灌封口均为两个，其中外壳上的灌封口设置于外壳上底面。
[0006]进一步地，所述控制板为六层板，厚度为0.8mm，内层有50%以上面积敷铜。
[0007]进一步地，所述驱动板为六层板，厚度为0.8mm，内层有80%以上面积，所敷铜用于将热导于驱动板底部焊盘。
[0008]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:(1)本实用新型在控制板上贴装有一电源电路，该电路可以将高于10V的母线电压转换为低于10V的工作电压，满足低电压器件工作；(2)本实用新型采用“控制板和驱动板采用敷铜设计” “在外壳内灌胶” “驱动板和散热板之间的焊盘”等手段可以使驱动器具有较好的散热效率。
[0009]下面结合说明书附图对本实用新型做进一步描述。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构简图。
[0011]图2为驱动板器件布局不意图。
[0012]图3为驱动器控制电供电示意图。
[0013]图4为控制板和驱动板参数示意图。
【具体实施方式】
[0014]结合图1，一种高功率密度低压电机驱动器，包括外壳1、控制板2、驱动板3、散热片4 ;所述控制板2和驱动板3置于外壳内1，且控制板2位于驱动板3上侧；所述控制板2与驱动板3之间通过插针5连接固定；驱动板3底部设置一焊盘6，焊盘6与散热盘4连接；散热盘4与外壳1连接。所述控制板2上设置一将母线电压转换为10V以下的电源电路2-1，所述电源电路2-1为控制板和驱动板供电；所述外壳1、控制板2、驱动板3上均设有灌封口，用于在驱动器封装完毕后灌胶。
[0015]封装后体积为55mmX50mmX 16mm，最大可驱动960W电机，母线电源供电范围为
7.5?59V，内部印制板设计为两层，控制板2在上，驱动板3在下，上层控制板2与下层驱动板3之间通过插针5连接及固定，插针5与印制板间连接采用焊接方式，驱动板3底部中央有一方形焊盘6，通过回流焊的方式焊接于散热片4，外壳1通过注塑成型的方式做成盒状卡于散热板4上。
[0016]所述控制板2为六层板，厚度为0.8mm(如图4所示)，内层大面积敷铜，可提高散热效率。
[0017]所述控制板2由电源电路2-1、控制电路、检测与通信电路组成，其中电源电路2-1将直流母线电压转换为10V以下，本实用新型取5V电压给控制板及驱动板供电(如图3所示)。控制电路主要包括DSP信号处理器电路和逻辑处理电路。检测与通信电路主要包括直流母线电压采样电路、模拟输入接口电路及I/O信号接口电路，然后对此数字、模拟输入输出信号进行归一化、数字化处理后送入DSP。
[0018]结合图2所述的驱动板3为六层板，厚度为0.8mm(如图4所示)，内层大面积敷铜，可提高散热效率。6个贴装功率器件金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) 3-4对称平行通过回流焊方式装于印制板中央，通过敷铜导热于底部方形焊条，再通过回流焊的方式焊接于散热片上。在一侧MOSFET旁放置温度传感器芯片3-3，检测实时温度以控制功率输出。主要由电源电路3-3、逆变电路、检测电路组成，其中电源电路3-3以控制板上5V电作为输入进行升压转换至12V给驱动板3供电(如图3所示)。逆变电路采用线性PWM驱动方法，此方法可实现电机的四象限运转。检测电路主要包括三相电流采样电路，然后对此模拟信号进行归一化、数字化处理后送入DSP。图2中3-1为驱动板3上灌封口，3-2指示的区域为插针区域。所述驱动器功率逆变电路地与控制地应采取单点连接或单点磁珠连接，控制电路中模拟地与数字地应单点磁珠连接，以此减弱不同电信号之间的干扰。
[0019]所述散热片4的材料为铝，表层镀镍，利于回流焊并且可有效进行散热。
[0020]控制板2、驱动板3及外壳上各预留2个2mm的灌封口，装配时先将上下两板通过插针5进行焊接连接，再与底部散热片焊接连接，最后再卡上塑料外壳，装配完毕后，从其中一个灌封口进行灌胶，通过另一个灌封口确认是否灌满，可有效增强整个器件的散热效果及可靠性。
【主权项】
1.一种高功率密度低压电机驱动器，包括外壳、控制板、驱动板、散热片；所述控制板和驱动板置于外壳内，且控制板位于驱动板上侧；所述控制板与驱动板之间通过插针连接固定；驱动板底部设置一焊盘，焊盘与散热盘连接；散热盘与外壳连接，其特征在于， 所述控制板上设置一将母线电压转换为10V以下的电源电路； 所述电源电路为控制板和驱动板供电； 所述外壳、控制板、驱动板上均设有灌封口，用于在驱动器封装完毕后灌胶。2.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述电源电路将母线电压转换为5V电压。3.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述外壳、控制板、驱动板上的灌封口均为两个，其中外壳上的灌封口设置于外壳上底面。4.根据权利要求3所述的驱动器，其特征在于，所述灌封口内径为2mm。5.根据权利要求1或2所述的驱动器，其特征在于，所述控制板为六层板，厚度为0.8mm，内层有50%以上面积敷铜。6.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述驱动板为六层板，厚度为0.8mm,内层有80%以上面积，所敷铜用于将热导于驱动板底部焊盘。7.根据权利要求6所述的驱动器，其特征在于，所述驱动板上贴装有6个功率器件MOSFET，所述MOSFET每3个为一列，且两列MOSFET对称设置。8.根据权利要求7所述的驱动器，其特征在于，所述驱动板上还贴装有温度传感器，当功率器件温度超过一固定值时，切断对功率器件的供电。9.根据权利要求7或8所述的驱动器，其特征在于，所述驱动板上还贴装有一第二电源电路，将电源电路提供的电压转换为驱动板的工作电压。10.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，散热片为铝制，表层镀镍。
【专利摘要】本实用新型提供一种高功率密度低压电机驱动器，包括外壳、控制板、驱动板、散热片；所述控制板和驱动板置于外壳内，且控制板位于驱动板上侧；所述控制板与驱动板之间通过插针连接固定；驱动板底部设置一焊盘，焊盘与散热盘连接；散热盘与外壳连接。所述控制板上设置一将母线电压转换为10V以下的电源电路；所述电源电路为控制板和驱动板供电；所述外壳、控制板、驱动板上均设有灌封口，用于在驱动器封装完毕后灌胶。该驱动器能提高驱动器的功率密度，使驱动器具有较好的散热效率，并且能够正常工作在很低的电压下。
【IPC分类】H05K7/20, H02P25/16
【公开号】CN205123646
【申请号】CN201520907681
【发明人】张允志, 曹为理, 廖良闯, 刘超, 邹金欣, 李景银, 陈卫彬, 李帅, 花磊, 孙宏伟
【申请人】中国船舶重工集团公司第七一六研究所, 江苏杰瑞科技集团有限责任公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月12日