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技术领域

本实用新型属于电动车生产加工技术领域，具体涉及一种交流 异步电机控制器驱动功率模块结构。

背景技术

高尔夫球车和低速电动车是属于环保型乘用车辆。可在度假 村、别墅区、花园式酒店、旅游景区等处使用。通常采用蓄电池供 电方式，电机驱动系统为交流驱动系统，可将蓄电池的直流电源转 化为交流电源，驱动交流电机工作。采用交流异步电机驱动系统， 系统可靠性高，且具有能量回馈功能。一般的交流异步电机控制器 的功率模块采用插件元件，生产工艺复杂，效率低，结构复杂。

实用新型内容

本实用新型提供一种交流异步电机控制器驱动功率模块结构， 简化的连接结构，系统可靠性高。

一种交流异步电机控制器驱动功率模块结构，包括相互配合形 成腔体的底板和壳体，壳体内部设置有控制板、电容板和功率驱动 板、功率驱动铝基板、极柱、电极块、功率电容；底板内部表面设 置有散热器，功率铝基板通过螺钉固定且贴服于散热器表面，电极 块与功率铝基板紧密贴合且通过螺钉固定于散热器上，电容板通过 位于底板边缘的电容板支柱设置于功率驱动板上方，电容板承载于 电极块的上表面且通过其下表面的铜箔与电极块电连接，电容板上 设置有控制板支柱，控制板支柱和电极块通过螺钉固定于散热器 上，控制电路板设置于电容板上方并与控制板支柱上预埋的螺母固 定。

所述极柱包括第一极柱、第二极柱、第三极柱、第四极柱、第 五极柱、第六极柱、第七极柱；第五极柱、第六极柱、第七极柱的 下表面与功率铝基板紧密贴合并与其电连接，第六极柱和第七极柱 通过螺钉、绝缘套、磁环固定座固定于散热器上，第五极柱通过螺 钉和绝缘套固定于散热器上，第二极柱、第三极柱通过螺钉和绝缘 套固定于散热器上并与电容板电连接；第一极柱和第四极柱预埋于 壳体上。

本实用新型还包括分别通过贴片工艺方式焊接于功率铝基板 上的U相上管、V相上管、W相上管、U相下管、V相下管、W相下 管，电极块分为第一电极块和第二电极块，其中U相上管、V相上 管、W相上管的漏极与第一电极块相连；U相下管、V相下管、W相 下管的源极与第二电极块相连；U相上管源极、U相下管漏极与第 七极柱相连；V相上管源极、V相下管漏极与第六极柱相连，W相上 管源极、W相下管漏极与第五极柱相连。

所述电极块为两块长条状结构，第一电极块和第二电极块分别 设置于功率铝基板边缘，第五极柱、第六极柱和第七极柱并列分布 于两块电极块之间且和电极块平行设置形成用于连接电机的极柱 列，U相上管、U相下管分布于第五极柱四周；V相上管、V相下管 分布于第六极柱四周；W相上管和W相下管分布于第七极柱四周。

所述电容板上电连接有功率电容和继电器，用于连接电池正极 的第一极柱和第二极柱电连接，继电器通过电容板与第二极柱连 接，继电器通过电容板与功率电容电连接，功率电容经电容板和电 极块电连接，电极块和驱动铝基板电连接，第三极柱分别与电容板 和第四极柱电连接。

所述功率电容均匀分布于上述成列极柱的两侧。

所述电容板支柱分别均匀设置于功率电容两外侧的电容板边 缘。

所述功率铝基板涂覆有导热硅脂。

本实用新型公开了一种交流异步电机控制器驱动功率模块结 构。功率驱动模块中，三相桥的六种MOSFET都采用贴片工艺焊接 在导热性能良好的铝基材质驱动板上，通过铝基板上的铜箔与电极 块和极柱、电极块连接。同时铝基板因导热性非常好，可将各功率 器件工作中的热量迅速传导到散热器上。电容板与驱动板采用长条 的电极块连接，接触面积大，导通电阻小；电容相对于三相功率驱 动电路分析均匀；且电路的流入、流出必须经过功率电容，电容对 MOSFET关断时的尖峰电压吸收效果好，提高了系统的可靠性。这种 功率模块结构成本低，线路简单，布局合理，线路寄生电感低，功 率电容吸收尖峰电压效果好，导热及散热性能好，产品的生产效率 高，产品一致性好，系统可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型内部示意图a；

图3是本实用新型内部示意图b；

图4是本实用新型内部示意图c；

其中，1-底板，2-壳体，3-第一极柱，4-第二极柱，5-第三极 柱，6-第四极柱，7-第五极柱，8-第六极柱，9-第七极柱，10-控 制板，11-电容板，12-功率驱动板，13-控制板支柱，14-功率电容， 15-磁环固定座，16-继电器，17-电容板支柱，18-绝缘套，19-电 极块，19.1-第一电极块，19.2-第二电极块，20-U相上管，21-V 相上管，22-W相上管，23-U相下管，24-V相下管，25-W相下管， 26-散热板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说 明，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1所示，本实用新型提供了一种交流异步电机控制器驱动 功率模块结构，包括相互配合形成腔体的散热器底板1和壳体2， 壳体2内部设置有控制电路10和功率驱动模块，所述功率驱动模 块包括功率铝基板12、第一极柱3、第二极柱4、第三极柱5、第 四极柱6、第五极柱7、第六极柱8、第七极柱9、电机块19、继电 器16、功率电容14、UVW三相上管和下管共6组MOSFET。第一 极柱3、第二极柱4、第三极柱5、第四极柱6、第五极柱7、第六 极柱8、第七极柱9外露于壳体2表面，壳体2表面标示有上述极 柱的连接位置。第一极柱3和第四极柱6预埋在壳体2中，分别与 电池的正负极连接。其中第二极柱4和第三极柱5分别连接控制器 内部的正负极，第五极柱7、第六极柱8、第七极柱9用于连接电 机的W、V、U极。

如图2所示，散热器26固定于底板1表面，位于最下层，电 容板11在中间层，控制板10在最上层。散热器材质为压铸铝，起 散热和固定部件作用。散热器26表面设置有涂覆导热硅脂的功率 铝基板12，其与散热器1紧密贴合，焊接功率元器件后与各极柱形 成功率回路。同时铝基板因导热性非常好，可将功率器件工作中的 热量迅速传导到散热器1上。电容板11通过位于底板边缘的电容 板支柱17设置于功率驱动板12上方，电容板11承载于电极块的 上表面且通过其下表面的铜箔与电极块19电连接。电容板支柱17 设置于未设置有电极块19的功率铝基板的一侧边缘，与电极块共 同作用支撑电容板11，有效保证模块内部的安装稳定性。电容板上 设置有4个控制板支柱13，分别设置于电容板的四角。控制板支柱 13和电极块19通过螺钉固定于散热器上，控制电路板10设置于电 容板11上方并与控制板支柱13上预埋的螺母固定，有效保证模块 内部的安装稳定性。

如图3所示，电容板11上焊接有继电器16和功率电容14， 电容板11表面与第二极柱4、第三极柱5，电极块连接。其中电流 流向为:电池电源通过第一极柱3后导通给第二极柱4，第二极柱4 与电容板11表面连接，通过电容板11上的继电器16后传导给功 率电容14后，经过电容板上的铜箔导通给第一电极块19.1，经过 功率铝基板12和电机后再通过第二电极块19.2传导给电容板11， 经过电容板导通给第三电极5，经过第四电极6以后回到电池负极。 通过螺钉加绝缘套18后把第二极柱4、电容板11锁紧在散热器1 上。控制板支柱13顶端预埋有螺母，底部为绝缘套，通过螺钉将 控制板10和控制板支柱锁紧在一起，控制板支柱13底部带绝缘套 与电容板11、电极块19、功率驱动板12被螺钉一起固定在散热器 1上。第五极柱、第六极柱和第七极柱并列位于电容板中央，功率 电容均匀分布于上述成列极柱的两侧。第三极柱位于功率电容和控 制板支柱之间。第二极柱设置于靠近于第三极柱的功率铝基板一 角。继电器16位于第三极柱5和第二极柱4之间，合理优化了模 块的内部布局。

如图4所示，U相上管20、V相上管21、W相上管22、U相 下管23、V相下管24、W相下管25通过贴片工艺方式，焊接在功 率铝基板12上。第五极柱7、第六极柱8、第七极柱9的下端面与 功率铝基板12的表面接触并与其电连接，第五极柱7被螺钉加绝 缘套19锁紧在散热器1上，第六极柱8、第七极柱9被螺钉加磁环 绝缘套一起锁紧在散热器1上。其中U相上管20、V相上管21、W相 上管22的漏极与第一电极块19.1相连。U相下管23、V相下管24、 W相下管25的源极与另一侧的第二电极块19.2相连。U相上管20 源极、U相下管23漏极与第七极柱9相连。V相上管21源极、V相 下管24漏极与第六极柱8相连。W相上管22源极、W相下管25漏 极与第五极柱7相连。六种MOSFET与第七极柱9、第六极柱8、第 五极柱7形成三相桥式电路。电极块为两块长条状结构且分别设置 于功率铝基板边缘，第五极柱、第六极柱和第七极柱并列分布于两 块电极块之间且和电极块平行设置形成用于连接电机的极柱列，U 相上管20、U相下管23分布于第五极柱四周；V相上管21、V相下 管24分布于第六极柱四周；W相上管22和W相下管25分布于第 七极柱四周。

本实用新型在工作时，电源经过功率电容14滤波以后到 MOSFET，经过功率驱动板12及电机驱动以后，再经由功率电解电 14滤波后再回到电池负极。同时通过长条的电极块19连接功率铝 基板12与电容板11，接触面积大，接触电阻小，对功率电机电容 电解驱动电机的MOSFET关断时的反电势效果好，避免MOSFET关断 时漏极和源极的电压变高造成MOSFET高压击穿。功率电容14相对 于U、V、W三相的分布均匀，不会出现三相中有一相反电势导致 MOSFET电压高。采用本实用新型，MOSFET一直工作在远低于安全 电压的条件下工作，提高了功率模块系统的可靠性。同时本实用新 型结构简单，成本低，生产效率及产品一致性高。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知 的现有技术。