[实用新型]一种强弱电隔离的航空功率变换器结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及航空功率变换器的结构设计技术领域，具体为一种强弱电隔离的航空功率变换器结构。

背景技术

随着多电飞机和全电飞机的发展、电力电子技术的进步，越来越多的航空功率变换器得到装机应用，以满足航空发动机起动控制、二次电源等应用需求。由于航空功率变换器具有高电压、大电流和高频率开关等特点，产品工作时发热、电磁干扰较严重，同时由于系统控制部分也集成在产品内部，功率电路所产生的电磁干扰和热量会通过空间辐射方式传递到控制电路等弱电部分，从而影响信号采集、逻辑控制、数字处理器等电路正常工作，导致产品功能无法实现或性能下降，严重时会导致产品的破坏性故障。所以在功率电路和控制电路集成的航空功率变换器结构设计中，需要从强电与弱电间的隔离、功率器件的综合布局、冷却散热、电磁兼容性并兼顾体积、重量、工艺性等多个方面综合考虑。

发明内容

本实用新型针对航空功率变换器的结构设计需求问题，提出了一种强弱电隔离的航空功率变换器结构，利用分离式的形金属隔板将产品的强电部分与弱电部分隔离，通过控制耦合途径的方式尽可能的减小电磁干扰的传播。

本实用新型的技术方案为：

所述一种强弱电隔离的航空功率变换器结构，包括散热器、强电组件和弱电组件，其特征在于：强电组件安装在散热器上；散热器上还固定有直角形金属隔板，直角形金属隔板的横板处于强电组件上部，直角形金属隔板的竖板处于强电组件的侧方，且强电组件中的IGBT模块与直角形金属隔板的竖板之间没有强电组件中的其他模块；弱电组件安装在隔板的横板上表面和隔板的竖板外侧面；弱电组件在直角形金属隔板的竖板下部与强电组件中的IGBT模块信号连接。

有益效果

本实用新型的优点在于：利用直角形金属隔板将产品的强电部分与弱电部分隔离，通过控制耦合途径的方式有效的抑制电磁干扰的传播。而且由于应用金属隔板，印制板等弱电组件直接安装在隔板上，安装方式牢靠、稳定，并可省去组件的支架设计。此外弱电组件在直角形金属隔板的竖板下部与强电组件中的IGBT模块信号连接，实现驱动电路与功率器件的连接线路最短化，实现了驱动信号的路径最短化，尽可能地避免了绕线连接产生的干扰耦合。

附图说明

图1：航空功率变换器强弱电隔离结构示意图；

图2：航空功率变换器驱动信号流向示意图；

图3：装配步骤图。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

参照附图1，本实施例中的强弱电隔离的航空功率变换器结构包括散热器、强电组件和弱电组件。强电组件包括三相整流桥、晶闸管、三相全桥逆变电路、两相H桥逆变电路、功率型电阻器，弱电组件包括控制电路板、驱动电路板和母线电路板。强电组件安装在散热器上，便于大功率器件的散热。

散热器上还固定有形的直角金属隔板，直角形金属隔板的横板处于强电组件上部，直角形金属隔板的竖板处于强电组件的侧方；弱电组件安装在隔板的横板上表面和隔板的竖板外侧面，这样就通过金属隔板实现强弱电组件的物理隔离，尽可能减小弱电组件受到的电磁干扰的影响。而且在实现强弱电隔离的基础上，采用分离式的隔板设计，便于产品的安装操作，提高了产品的维修性和工艺性。

而强电组件中的IGBT模块与直角形金属隔板的竖板之间没有强电组件中的其他模块，且弱电组件在直角形金属隔板的竖板下部与强电组件中的IGBT模块信号连接。这样的设计是考虑各个组件间的连接，尤其是强弱电间的连接。因为根据功率电路设计和电磁兼容设计的需求，驱动电路与功率器件的连接线路最短化，可以保证产品的稳定、可靠工作。本设计中控制信号通过控制板和驱动板后，对IGBT进行驱动控制，信号的传递形成一个型路径。此种结构设计实现了驱动信号的路径最短化，尽可能地避免了绕线连接产生的干扰耦合，并减小线路电感的产生。

在结构设计中，充分考虑了产品的可装配性和维修性。安装时，按照自底向上、从里向外的原则，如附图3所示进行产品的装配。

a)首先将强电组件安装在散热器上；

b)安装前面板组件，并完成前面板组件与散热器上强电组件的连接；

c)安装分离竖隔板，并将母线电路板组件安装在竖隔板上，完成母线电路板组件和IGBT的驱动信号的连接；

d)安装分离横隔板和侧板组件，并将控制电路板组件安装在横隔板上。