[实用新型]一种高功率密度的水冷电机控制器

说明书

一种低压水冷电机控制器，本实用新型包括主控板、驱动板、电容和水冷板，所述驱动板母线输入采用双层铝基板的方式，其中一层是母线正级输入，另一层是母线负极输入；所述水冷板通过导热绝缘的硅橡胶固定于驱动板上层，在水冷板内设有冷却介质流道，主控板盖合于水冷板之上，通过插针组件与驱动板相连接，电容固定于驱动板上层，紧贴于水冷板的上侧边，冷却介质通过绝缘导热材料可同时对驱动板、主控板和电容进行散热。本实用新型散热效果好，缩小了控制器的整体尺寸，降低了主回路的杂散电感，极大地提高了控制器的空间利用率。

技术领域

本实用新型涉及一种高功率密度控制器，特别是涉及一种水冷电机控制器。

背景技术

电机控制器作为大部分动力系统的控制部件，要求控制精度高、体积小、工作可靠性高、结构紧凑等，但是控制器内部的大功率晶体管在工作时产生的大量热损耗不仅对控制器本身的稳定性有一定的影响，而且对整体动力系统的控制性也有不可估量的影响。因此电机控制器散热器是确保动力系统能在复杂和恶劣的工况下，工作温度均能保持在正常的范围之内，而且能可靠、稳定工作的重要部件。

目前常见的控制器内部冷却方案是将电容和功率器件平行的布置在驱动板的一侧，通过布置在另一侧的水道带走功率器件和电容工作过程中产生的热量；或者是将电容和功率器件平行的布置在驱动板的一侧，使用外部风扇进行冷风道冷却；或者是对电容采用冷风冷却，对功率器件采用水冷冷却。

第一种冷却方式因功率器件和电容都需要进行散热，在结构布置时，只能将功率器件和电容平行布置，导致控制器长宽尺寸都比较大，占用空间较多；第二种冷却方式无法实现稳定的冷却，同时也不适合需要大量散热的情形；第三种冷却方式对于不同部件采用不同的冷却方式，占用空间大，同样不利于应用时的结构布置。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提出了一种水冷电机控制器，采用层叠布置的结构形式，利用水冷板上下两面同时对驱动板和主控板进行散热，再利用水冷板的左侧面对电容进行散热，提高散热效率，同时能够节省空间，利于应用时的结构布置。

本实用新型所采用的技术方案有：一种水冷电机控制器，包括主控板、驱动板和水冷板，所述水冷板固定于驱动板上层，在水冷板内设有冷却介质流道，主控板盖合于水冷板之上，通过四组插针与驱动板相连接，电容焊接在驱动板上层，紧贴于水冷板的上侧边，冷却介质通过绝缘导热材料可同时对驱动板、主控板和电容进行散热。

进一步地，所述驱动板可以采用双层铝基板，也可采用双层铜基板、双层敷铜陶瓷基板，基板中一层金属层作为母排正极输入，另一层做为母线负极输入，中间的绝缘层将正负极隔开，形成叠层母排，可以有效减小杂散电感和开关过程中的尖峰电压。直流正负极输入位于基板的两个角，且与电容相邻。

进一步地，所述的直流支撑电容焊接在驱动板上的一侧，且靠下方的位置；功率器件焊接在另一侧靠上方的位置。

进一步地，驱动板一侧与水冷板之间通过导热绝缘垫相连接，确保功率器件和电容的发热通过驱动板的金属层传递出来，再通过导热绝缘垫传递到水冷板。

进一步地，所述驱动板设有温度采样电路。

水冷板的面积大小与功率器件所占的面积大小相近；

所述驱动板最下侧设有用于与电机对接的UVW输出导线，所述主控板内部嵌有两个电流传感器。所述UW输出导线分别穿过不同电流传感器。

进一步地，所述流道设为U型形状。

进一步地，所述插针包括PWM信号传输针，主控板电源供电针和U、W相功率器件温度信号传输针。

所述主控板设有主控CPU电路，PWM发波电路，电流采样处理电路，位置采样处理电路和功率器件温度采样处理电路。