一种电机驱动控制板

技术领域

本发明涉及电机驱动控制技术领域，特别是涉及一种电机驱动控制板。

背景技术

随着国家对环保、节能等指标要求的提高，在电机应用领域无刷电机代替有刷电机以及交流电机已经是一种发展趋势。现有电机驱动板中多个MOS管和其他电子元器件放在同一面上，由于MOS管需要安装较大的散热片，其散热片的安装导致整个电机驱动吸收电路不能达到最佳性能，并且占用面积大，而现有电机驱动控制板采用引线输出导致其防水性能较差，因此越来越无法适用现在的使用环境。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种电机驱动控制板，通过设置铝基板进行散热，以使整个电机驱动吸收电路达到最佳性能。

为实现上述目的，本发明提供了一种电机驱动控制板，所述控制板包括：

第一铝基板、第二铝基板和带有驱动控制电路的PCB板；所述第一铝基板和所述第二铝基板分别位于所述PCB板的两侧，且分别与所述PCB板连接；所述驱动控制电路包括第一开关管驱动吸收电路、第二开关管驱动吸收电路和第三开关管驱动吸收电路；设置在所述第一开关管驱动吸收电路上桥臂上的多个MOS管、设置在所述第二开关管驱动吸收电路上桥臂上的多个MOS管和设置在所述第三开关管驱动吸收电路上桥臂上的多个MOS管分别与所述第一铝基板贴合，设置在所述第一开关管驱动吸收电路下桥臂上的多个MOS管、设置在所述第二开关管驱动吸收电路下桥臂上的多个MOS管和设置在所述第三开关管驱动吸收电路下桥臂上的多个MOS管分别与所述第二铝基板贴合。

可选地，所述驱动控制电路还包括：

位置检测电路和MCU控制电路；所述位置检测电路、所述第一开关管驱动吸收电路、所述第二开关管驱动吸收电路和所述第三开关管驱动吸收电路分别与所述MCU控制电路连接，所述第一开关管驱动吸收电路、所述第二开关管驱动吸收电路和所述第三开关管驱动吸收电路分别与永磁电机连接；

所述位置检测电路用于将永磁电机的运转位置发送至所述MCU控制电路；

所述MCU控制电路用于根据所述永磁电机的运转位置分别生成第一驱动信号、第二驱动信号和第三驱动信号，并将所述第一驱动信号、所述第二驱动信号和所述第三驱动信号分别发送至所述第一开关管驱动吸收电路、所述第二开关管驱动吸收电路和所述第三开关管驱动吸收电路，以使所述第一开关管驱动吸收电路、所述第二开关管驱动吸收电路和所述第三开关管驱动吸收电路分别生成U信号、V信号和W信号，并驱动所述永磁电机运转。

可选地，所述控制板还包括：

两个铜条，分别设置在所述PCB板的两端。

可选地，所述控制板还包括：

外壳，用于放置所述第一铝基板、所述第二铝基板和所述带有驱动控制电路的PCB板；

在所述第一铝基板和所述第二铝基板上设置多个定位孔，所述定位孔用于将所述第一铝基板和所述第二铝基板固定在所述外壳上；各MOS管产生的热量通过所述第一铝基板和所述第二铝基板传输至所述外壳上进行散热。

可选地，所述控制板还包括：

功能线输出端子，与所述外壳上的端子对应设置，用于与所述外壳上的端子对接或使用功能线通过焊接直接输出到外壳外面。

可选地，所述驱动控制电路还包括：

带有多个电解电容的电源电路，与所述MCU控制电路连接，用于给所述 MCU控制电路供电；各所述电解电容设置在两个所述铜条之间的PCB板上，各所述电解电容管脚之间通过大于设定面积的铜箔并联连接。

可选地，所述控制板还包括：

5个接线端子，设置在两个所述铜条之间的PCB板上，其中两个接线端子分别与所述电源电路的正极和负极连接，三个接线端子分别与永磁电机的 U、V、W相连接。

可选地，所述第一开关管驱动吸收电路、所述第二开关管驱动吸收电路和所述第三开关管驱动吸收电路的上桥臂均包括上桥驱动吸收电路和N个MOS 管，其中N为大于1的正整数；N个MOS管并联，所述上桥驱动吸收电路与各MOS管连接，所述上桥驱动吸收电路设置在各MOS管设定范围内；

所述第一开关管驱动吸收电路、所述第二开关管驱动吸收电路和所述第三开关管驱动吸收电路的下桥臂均包括下桥驱动吸收电路和N个MOS管，其中 N为大于1的正整数；N个MOS管并联，所述下桥驱动吸收电路与各MOS 管连接，所述下桥驱动吸收电路设置在各MOS管设定范围内。

可选地，所述位置检测电路包括所述相线分压反馈电路和电机转子位置霍尔反馈电路.

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种电机驱动控制板，包括：第一铝基板、第二铝基板和带有驱动控制电路的PCB板；第一铝基板和所述第二铝基板分别位于PCB板的两侧，且分别与PCB板连接；设置在上桥臂上的多个MOS管分别与第一铝基板贴合，设置在下桥臂上的多个MOS管分别与第二铝基板贴合。本发明通过设置第一铝基板和第二铝基板将多个MOS管散出的热量导出，无需安装较大的散热片，不仅减小了占用面积大，还避免因散热片的安装导致整个电机驱动吸收电路不能达到最佳性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例电机驱动控制板结构图；

图2为本发明实施例MCU控制电路原理图；

图3为本发明实施例电源电路原理图；

图4为本发明实施例第一开关管驱动吸收电路(U相)电路图；

图5为本发明实施例第二开关管驱动吸收电路(V相)电路图；

图6为本发明实施例第三开关管驱动吸收电路(W相)电路图。

其中，1、PCB板，2、第一铝基板，3、第二铝基板，4、铜条，5、电解电容，6、定位孔，7、MCU，8、接线端子，9、功能线输出端子，10、MOS 管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种电机驱动控制板，通过设置铝基板、电解电容和各MOS管的位置，通过合理布局使电机驱动控制板在大电流运行情况下的散热、干扰以及开关振荡等得到有效解决，以使整个电机驱动吸收电路达到最佳性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供了一种电机驱动控制板，所述控制板包括：第一铝基板2、第二铝基板3和带有驱动控制电路的PCB板1；所述第一铝基板2 和所述第二铝基板3分别位于所述PCB板1的两侧，且分别与所述PCB板1 连接；所述驱动控制电路包括第一开关管驱动吸收电路、第二开关管驱动吸收电路和第三开关管驱动吸收电路；设置在所述第一开关管驱动吸收电路上桥臂上的多个MOS管10、设置在所述第二开关管驱动吸收电路上桥臂上的多个 MOS管10和设置在所述第三开关管驱动吸收电路上桥臂上的多个MOS管10 分别与所述第一铝基板2贴合，设置在所述第一开关管驱动吸收电路下桥臂上的多个MOS管10、设置在所述第二开关管驱动吸收电路下桥臂上的多个MOS 管10和设置在所述第三开关管驱动吸收电路下桥臂上的多个MOS管10分别与所述第二铝基板3贴合。

作为一种实施方式，本发明所述驱动控制电路还包括：

位置检测电路和MCU控制电路；所述位置检测电路、所述第一开关管驱动吸收电路、所述第二开关管驱动吸收电路和所述第三开关管驱动吸收电路分别与所述MCU控制电路连接，所述第一开关管驱动吸收电路、所述第二开关管驱动吸收电路和所述第三开关管驱动吸收电路分别与永磁电机连接。

所述位置检测电路用于将永磁电机的运转位置发送至所述MCU控制电路；所述MCU控制电路用于根据所述永磁电机的运转位置分别生成第一驱动信号、第二驱动信号和第三驱动信号，并将所述第一驱动信号、所述第二驱动信号和所述第三驱动信号分别发送至所述第一开关管驱动吸收电路、所述第二开关管驱动吸收电路和所述第三开关管驱动吸收电路，以使所述第一开关管驱动吸收电路、所述第二开关管驱动吸收电路和所述第三开关管驱动吸收电路分别生成U信号、V信号和W信号，并驱动所述永磁电机运转。本实施例中所述位置检测电路包括相线分压反馈电路和电机转子位置霍尔反馈电路，当所述相线分压反馈电路出现故障时，则利用电机转子位置霍尔反馈电路进行永磁电机的运转位置检测，提高了使用的便利性。

本实施例中，MCU控制电路的电路原理图如图2所示，电源电路原理图如图3所示，第一开关管驱动吸收电路即U相电路图如图4所示，第二开关管驱动吸收电路即V相电路图如图5所示，第三开关管驱动吸收电路即W相电路图如图6所示。图3中EC406、EC407、EC409和EC411为四个电解电容 5。

作为一种实施方式，本发明所述控制板还包括：两个铜条4，分别设置在所述PCB板1的两端。

作为一种实施方式，本发明所述控制板还包括：外壳，用于放置所述第一铝基板2、所述第二铝基板3和所述带有驱动控制电路的PCB板1；在所述第一铝基板2和所述第二铝基板3上设置多个定位孔6，所述定位孔6用于将所述第一铝基板2和所述第二铝基板3固定在所述外壳上；各MOS管10产生的热量通过所述第一铝基板2和所述第二铝基板3传输至所述外壳上进行散热。

所述第一铝基板2和所述第二铝基板3分别安装在PCB板1的两侧，从而为PCB板1中间放置电解电容5提供了位置，而且将驱动MCU控制电路中功率器件的散热分散到了外壳的两边，致使其散热效果更好。

作为一种实施方式，本发明所述控制板还包括：功能线输出端子9，与所述外壳上的端子对应设置，用于与所述外壳上的端子对接或使用功能线通过焊接直接输出到外壳外面。

作为一种实施方式，本发明所述驱动控制电路还包括：带有多个电解电容 5的电源电路，与所述MCU控制电路连接，用于给所述MCU控制电路供电；各所述电解电容5设置在两个所述铜条4之间的PCB板1上，各所述电解电容5管脚之间通过大于设定面积的铜箔并联连接。本发明通过设置铜条加强电源在各个相线之间的电流通过，减少电源铜箔在通过大电流时导致PCB的铜箔发热。

本发明中所有各所述电解电容5管脚之间通过大于设定面积的铜箔并联连接，此铜箔面积越大越好，最大限度的减少MOS管10进入开关工作状态时的内部振荡，使整个电路在工作中性能更稳定，MOS管10发热量更低，散热效果更好，也解决了电路工作时大电流回路对驱动信号的干扰，从而保证了电路的稳定性。

作为一种实施方式，本发明所述控制板还包括：5个接线端子8，设置在两个所述铜条4之间的PCB板1上，其中两个接线端子8分别与所述电源电路的正极和负极(即GND)连接，三个接线端子8分别与永磁电机的U、V、 W相连接。

作为一种实施方式，本发明所述第一开关管驱动吸收电路、所述第二开关管驱动吸收电路和所述第三开关管驱动吸收电路的上桥臂均包括上桥驱动吸收电路和N个MOS管10，其中N为大于1的正整数；N个MOS管10并联，所述上桥驱动吸收电路与各MOS管10连接，所述上桥驱动吸收电路设置在各MOS管10设定范围内，越近越好；所述第一开关管驱动吸收电路、所述第二开关管驱动吸收电路和所述第三开关管驱动吸收电路的下桥臂均包括下桥驱动吸收电路和N个MOS管10，其中N为大于1的正整数；N个MOS管 10并联，所述下桥驱动吸收电路与各MOS管10连接，所述下桥驱动吸收电路设置在各MOS管10设定范围内，越近越好。

对于功率开关电路来说，其开关驱动吸收电路环路越小越好，如图4所示，由R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107、D101、D102、C101、 Q101、Q102、Q103和EC101构成的上桥驱动吸收电路，在电路布局时，其元件离PQ101越近越好，以达到在PQ101关闭时开关管PQ101内部振荡最好吸收。同理，由R108、R109、R110、R111、R112、R113、Q105、Q106、C102 以及PQ103构成的下桥驱动吸收电路也是同样原理。在V相和W相电路中使用同样的原理。

本发明的工作原理：整机开电后，外部送入SP信号后MCU控制电路进入启动状态。MCU7通过WT引脚输出低电平到开关管驱动吸收电路R302让 Q301导通、Q302导通使开关管PQ301、PQ302打开，W相上桥输出电源为正。MCU7通过VB引脚输出低电平到MOS驱动吸收电路R209让Q204导通、 Q205导通使MOS管PQ204、PQ205打开，V相下桥输出电源为负。MCU7 通过芯片2、3、4引脚读取由R501、R504和C502等组成的相线分压反馈网络获取永磁电机的运转位置或者MCU7通过电机转子位置霍尔反馈电路获取永磁电机的运转位置，再轮流输出对应驱动信号到UT、VT、WT、UB、VB、 WB控制驱动吸收电路驱动对应U、V、W输出驱动永磁电机运转，以达到电机转动的目的。MOS管10贴片安装在铝基板上面，整体放置在PCB板1两侧，同时依靠铝基板进行散热，便于安装在MCU控制电路外壳上，电解电容 5使用大面积铜箔并联能够最大限度的减少MOS管10进入开关工作状态时的内部振荡，使整个电路在工作中性能更稳定，MOS管10发热量更低，散热效果更好，而高导热铝基板的使用则使MOS管10的热量能够快速排出，提升整个系统的散热能力。PCB板1的小体积以及高性能使其既降低了成本，安装难度，还提升了效果，达到了更高的性价比。无线束输出的结构设计既解决了MCU控制电路的防水问题，而且其连接端子急剧减少，也解决了MCU控制电路在整车抖动中接触端子接触抖动问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。