[实用新型]一种风冷式隔离型BLDCM控制器结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无刷直流电动机(Brushless DC Motor，BLDCM)控制器，尤其是一种控制器结构。

背景技术

现有无刷直流电动机控制器结构通常是针对特定应用场合设计的结构，即根据电机控制系统不同的应用对象设计不同的控制器结构。例如，公告号为CN105375830A的中国发明专利，公开了“一种自冷却式一体化燃油泵用高压无刷直流电机控制装置”，由于特殊应用场合，控制器存在空间限制，其位于电机本体的一侧并联形成一体化结构，采用循油冷却方式。此种燃油泵用一体化电机控制器结构适用范围窄，目前控制电机系统大多数应用场合采用风冷散热方式，且控制器形状和空间相对规整，该装置的结构不适用于大多数无刷电机控制器，不利于技术的推广，存在一定的局限性。又比如，公告号为CN206196207U的中国实用新型专利，公开了“一种防拆解式控制器结构”，设计了一种控制器结构可以实现防拆保护，防止控制器被拆卸、破解、仿制，但该结构没有体现出良好的强弱电隔离性能。另外，有些无刷电机控制系统虽在电路方面有隔离考虑，但控制器结构没有隔离设计，且没有良好的散热系统，如公告号为CN106160592A的中国发明专利“一种小型化大功率无刷直流电机控制器及布局结构”。

针对目前无刷直流电动机控制器结构存在的问题，本实用新型提出一种适用于多数控制系统应用场合，以风冷作为散热方式，实现强弱电良好隔离的BLDCM控制器结构。

实用新型内容

为了克服现有技术中缺乏适用于大多数无刷直流电机系统应用场合的风冷式、隔离型控制器结构，本实用新型提供一种BLDCM独立控制器结构，该控制器采用风冷强迫散热，分层设计，并具有良好强、弱电隔离性能，且该结构具有较高的移植性，利于技术推广和优化。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风冷式隔离型BLDCM控制器结构，以弱电与强电可靠隔离为原则，考虑控制器空间的充分利用，并设计了良好的散热方式，包括散热器、风扇、智能功率模块(Intelligent Power Module，IPM)、刹车电阻、母线电容、母线电容充电限流电阻、控制电路印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)、屏蔽铝板、控制器壳体和外部接口设备。

上述的控制器结构，所述的散热器采用铝合金材质，其作为增大散热面积装置的同时充当控制器底座，处于控制器最底层。散热器侧面安装有小型直流风扇组，就近在散热器顶面打通孔用于穿过直流风扇的电源线，其电源由PCB板电源提供，风扇与散热器之间采用M3螺钉进行固定。散热器顶面打孔用于固定IPM功率模块、刹车电阻、母线电容、母线电容充电限流电阻这些主要发热元件，采用M3和M5螺钉进行固定。

上述的控制器结构，所述的控制电路PCB板包括四块：第一PCB板主要实现数字信号处理，DSP和CPLD最小系统电路，串口总线通信接口电路和电机霍尔位置信号处理电路等数字电路构成；第二PCB板主要实现电源变换和模拟信号调理，设置有相关DC/DC电源模块，电压、电流传感器及信号调理电路，A/D转换芯片；第三PCB板主要实现IPM驱动，由控制IPM所需的隔离电源模块，隔离驱动信号的高速光耦电路构成；第四PCB板主要作为母线电容的基板，并设有母线电容充电电流限制电路。第三PCB板和第四PCB板在底层，其中第三PCB板通过IPM专用接口插件，安装在IPM上方，控制信号通过第一双排插针组和第二双排插针组与第一PCB板连通，第四PCB板用于焊接母线电容，母线电容紧贴散热器，第四PCB板倒置于其上方利用铜柱与散热器连接，同时，上电限流电路与第一PCB板和母线电容充电限流电阻通过软接线方式与第四PCB板插座相连；第二PCB板在底层元件之上，通过铜柱与散热器连接，在第二PCB板下方和底层元件之间加入第二屏蔽铝板，该铝板通过连接转角与控制器壳体连接，铝板适当部位开槽用于上下层PCB板通过第一双排插针组实现信号连通；第一PCB板位于控制器顶层，通过铜柱与第二PCB板固定，在第一、二PCB板间加入第一屏蔽铝板，该铝板同样通过连接转角与控制器壳体连接并在适当部位开槽用于通过第二双排插针组。