[实用新型]基于分离的IGBT和单层PCB的电机驱动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机驱动器，特别是涉及用于滚筒洗衣机的电机驱动器。

背景技术

使用大功率器件作为开关电源驱动电路的设计是电机驱动领域的关键技术。目前，电机驱动器，尤其是例如滚筒洗衣机这样的变频家电的电机驱动器，广泛采用IGBT和IPM模块。IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极性晶体管）是由BJT（双极性三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。IGBT在应用中需要考虑在过流、短路和过压的情况下的保护，同时IGBT也相对更难布线。作为IGBT的改进，IPM（Intelligent Power Module，智能功率模块），不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且内设过压，过流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到处理器中。IPM一般使用IGBT作为功率开关元件。

但是在市场应用中，IPM方案主要存在成本高的缺点，并且由于IPM集成度高，不便于调整驱动部分的各项参数，例如波形的上升沿和下降沿时间不能改动，制约了设计的灵活性。而相对于IPM方案，IGBT方案优点是成本很低，利于市场化，同时设计具有灵活性，方便根据不同的要求进行改动。另外，现有的电机驱动器方案中，常采用的双层甚至多层PCB也存在成本高，散热不佳的缺陷。由于IGBT散热量大，温度上升快，需要使用散热器来改善IGBT的散热。现有的IGBT散热器多采用直线型。对于多个IGBT，需要与之对应的多个散热器。这些散热器之间相互干扰，因此为保证散热效果和装配，PCB板的尺寸一般比较大，同时也不利于单层PCB的布线。

因此，需要一种成本低廉，设计具有灵活性的电机驱动器。进一步，该电机驱动器具有良好的散热能力。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种电机驱动器。该电机驱动器包括多个分离的IGBT和单层PCB，该IGBT布置在单层电路板上。优选地，分离的IGBT分成相互平行的两列并且一列中的IGBT对应于另一列中的IGBT分别成对对向布置。进一步优选地，分离的IGBT为6个并且两列中各有3个IGBT或者IGBT为4个并且两列中各有2个。更进一步优选地，分离的IGBT布置在单层PCB的同侧。在多个分离的IGBT上还连接有散热器。优选地，该散热器的形状为U形。进一步优选地，该散热器为连接所有分离的IGBT的整体条状散热器。更进一步优选地，该散热器还与PCB固定，分离的IGBT和/或PCB与该散热器之间使用绝缘导热布隔离，以及散热器留有多个固定孔和PCB连接固定，该固定孔可选择为3个。

基于多个分离的IGBT和单层PCB的电机驱动器的本实用新型的技术方案，比采用IPM和/或多层PCB的电机驱动器成本更低，设计更灵活，可根据不同的需求对电机驱动器改动设计。同时采用的U形散热器，可进一步减小PCB的尺寸并改善IGBT和PCB的散热，也降低了电机驱动器的成本。

附图说明

图1为根据本实用新型的实施例的电机驱动器的电路图。

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型的实施例进行详细描述。

如图1所示，在用于滚筒洗衣机的电机驱动的第三代电机和控制器一体化系统GenIII-IMAC（IMAC，Integrated Motor and Controller）中，使用以PCB为载体的电机驱动器。该电机驱动器使用三相交流电输入。6个分离的IGBT1至IGBT6分成相互平行的两列，上列包含3个IGBT1、3、5，下列包含3个IGBT2、4、6，上下列之间的IGBT分别成对对向布置，即IGBT1与2，IGBT3与4，以及IGBT5与6。三相交流电中的U相输入分别与上列中的IGBT1的发射极和下列中的对应的IGBT2的源极并联。同理，V相和W相也分别与上列中的IGBT3、5的发射极和下列中对应的IGBT4、6的源极并联。

IGBT的布置方式将直接影响PCB的尺寸和布线难易度。通过尝试，将多个分离的IGBT分成相互平行的两列，上列中的IGBT对应于下列中的IGBT分别成对对向布置，并且将多个分离的IGBT布置于PCB的同侧，可有效减少PCB的尺寸和布线的难度。进一步，IGBT的这种布置方式也更利于制造时的装配和散热器的安装。