[實用新型]基于分離的IGBT和單層PCB的電機驅動器

有效

• 申請號: 201220314759.3
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN202818226U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 李學華;張永寶
• 申請（專利權）人: 尼得科電機（青島）有限公司
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08;H02M1/00;H05K7/02;H05K7/20
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

技術領域

本實用新型涉及一種電機驅動器，特別是涉及用于滾筒洗衣機的電機驅動器。

背景技術

使用大功率器件作為開關電源驅動電路的設計是電機驅動領域的關鍵技術。目前，電機驅動器，尤其是例如滾筒洗衣機這樣的變頻家電的電機驅動器，廣泛采用IGBT和IPM模塊。IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極性晶體管）是由BJT（雙極性三極管）和MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。IGBT在應用中需要考慮在過流、短路和過壓的情況下的保護，同時IGBT也相對更難布線。作為IGBT的改進，IPM（Intelligent?Power?Module，智能功率模塊），不僅把功率開關器件和驅動電路集成在一起，而且內設過壓，過流和過熱等故障檢測電路，并可將檢測信號送到處理器中。IPM一般使用IGBT作為功率開關元件。

但是在市場應用中，IPM方案主要存在成本高的缺點，并且由于IPM集成度高，不便于調整驅動部分的各項參數，例如波形的上升沿和下降沿時間不能改動，制約了設計的靈活性。而相對于IPM方案，IGBT方案優點是成本很低，利于市場化，同時設計具有靈活性，方便根據不同的要求進行改動。另外，現有的電機驅動器方案中，常采用的雙層甚至多層PCB也存在成本高，散熱不佳的缺陷。由于IGBT散熱量大，溫度上升快，需要使用散熱器來改善IGBT的散熱。現有的IGBT散熱器多采用直線型。對于多個IGBT，需要與之對應的多個散熱器。這些散熱器之間相互干擾，因此為保證散熱效果和裝配，PCB板的尺寸一般比較大，同時也不利于單層PCB的布線。

因此，需要一種成本低廉，設計具有靈活性的電機驅動器。進一步，該電機驅動器具有良好的散熱能力。

發明內容

為解決上述問題，本實用新型提供一種電機驅動器。該電機驅動器包括多個分離的IGBT和單層PCB，該IGBT布置在單層電路板上。優選地，分離的IGBT分成相互平行的兩列并且一列中的IGBT對應于另一列中的IGBT分別成對對向布置。進一步優選地，分離的IGBT為6個并且兩列中各有3個IGBT或者IGBT為4個并且兩列中各有2個。更進一步優選地，分離的IGBT布置在單層PCB的同側。在多個分離的IGBT上還連接有散熱器。優選地，該散熱器的形狀為U形。進一步優選地，該散熱器為連接所有分離的IGBT的整體條狀散熱器。更進一步優選地，該散熱器還與PCB固定，分離的IGBT和/或PCB與該散熱器之間使用絕緣導熱布隔離，以及散熱器留有多個固定孔和PCB連接固定，該固定孔可選擇為3個。

基于多個分離的IGBT和單層PCB的電機驅動器的本實用新型的技術方案，比采用IPM和/或多層PCB的電機驅動器成本更低，設計更靈活，可根據不同的需求對電機驅動器改動設計。同時采用的U形散熱器，可進一步減小PCB的尺寸并改善IGBT和PCB的散熱，也降低了電機驅動器的成本。

附圖說明

圖1為根據本實用新型的實施例的電機驅動器的電路圖。

具體實施方式

下面，結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細描述。

如圖1所示，在用于滾筒洗衣機的電機驅動的第三代電機和控制器一體化系統GenIII-IMAC（IMAC，Integrated?Motor?and?Controller）中，使用以PCB為載體的電機驅動器。該電機驅動器使用三相交流電輸入。6個分離的IGBT1至IGBT6分成相互平行的兩列，上列包含3個IGBT1、3、5，下列包含3個IGBT2、4、6，上下列之間的IGBT分別成對對向布置，即IGBT1與2，IGBT3與4，以及IGBT5與6。三相交流電中的U相輸入分別與上列中的IGBT1的發射極和下列中的對應的IGBT2的源極并聯。同理，V相和W相也分別與上列中的IGBT3、5的發射極和下列中對應的IGBT4、6的源極并聯。

IGBT的布置方式將直接影響PCB的尺寸和布線難易度。通過嘗試，將多個分離的IGBT分成相互平行的兩列，上列中的IGBT對應于下列中的IGBT分別成對對向布置，并且將多個分離的IGBT布置于PCB的同側，可有效減少PCB的尺寸和布線的難度。進一步，IGBT的這種布置方式也更利于制造時的裝配和散熱器的安裝。