[发明专利]一种大功率伺服控制器布局布线设计方法

说明书

本发明一种大功率伺服控制器布局布线设计方法属于功率伺服控制设计技术领域。本发明采用了分腔框架结构对功率驱动模块和伺服控制模块进行隔离，实现强电、弱电信号的隔离，伺服控制模块采用插入式印制板组件和双母板结构进行互联，功率驱动模块通过薄膜电缆与内联母板互联，功率驱动模块采用基于铜排导线的布局布线，大大简化了大功率伺服控制器的装配工艺，解决大功率伺服控制器设计中狭小空间内的布局布线难题；同时利用铜排导线表面积大、载流能力强的优点，降低了大电流传输附加电感，可以有效提高伺服控制模型的准确性。该大功率伺服控制器布局布线方法可推广至所有大功率伺服控制器的设计。

技术领域

本发明一种大功率伺服控制器布局布线设计方法属于功率伺服控制设计技术领域。

背景技术

随着功率伺服大功率、小型化的发展趋势，对伺服控制器的散热设计、布局布线设计等提出了更高的要求，传统大功率伺服控制器设计中大都存在强弱电互相干扰、大量散线连接、装配工艺复杂等缺点。为满足伺服控制器大功率、小型化的设计要求，急需解决在狭小空间内的散热和布局布线等问题。

针对以上难点问题，在大功率伺服控制器设计中采用双母板结构进行对内和对外的信号互联，采用分腔框架结构对功率驱动模块和伺服控制模块进行隔离，将功率驱动模块中的功率模块和器件独立安装于风道侧壁，采用中层风道强迫风冷对大功率器件和模块散热，驱动模块、功率器件和大功率电源连接器之间采用铜排导线和接线柱互联，伺服控制模块采用插入式印制板组件和内联母板互联，功率驱动模块通过薄膜电缆与内联母板互联的布局布线方法，解决大功率伺服控制器设计中的散热问题，以及狭小空间内的布局布线难题，装配工艺性良好；同时利用铜排导线表面积大、载流能力强的优点，降低大电流传输附加电感，有效提高伺服控制模型的准确性。

发明内容

本发明的目的是解决大功率伺服控制器设计时的布局布线难题，实现大功率伺服控制设计时的功率驱动模块和伺服控制模块的隔离，简化大功率伺服控制器内部模块间的互联，实现狭小空间内大功率器件和模块的互联，优化大功率伺服控制器的装配工艺，同时降低大电流传输附加电感，提高大功率伺服控制模型的准确性。

本发明的技术方案：一种大功率伺服控制器布局布线设计方法，所述方法采取以下步骤：

1)根据设计需求，确定大功率伺服控制器的功率分布和对外电气接口；

2)确定大功率伺服控制器的整体结构，采用分腔框架结构将功率驱动模块和伺服控制模块隔开，在隔离强电、弱电的同时，采用中层风道强迫风冷完成功率器件的散热；

3)步骤2)中的功率驱动模块，包含三相功率模块、制动电阻、缓冲电容和驱动印制板组件，均独立固定安装于风道侧壁，功率驱动模块采用大功率电源连接器完成对外互联；

4)步骤2)中的伺服控制模块采用插入式印制板组件和双母板结构，外联母板实现对外信号互联，内联母板实现对内信号互联，双母板通过立柱固定安装于前面板上，插入式印制板组件完成伺服放大和二次电源转换功能；

5)根据步骤3)中的大功率电源连接器、三相功率模块、制动电阻、缓冲电容之间的布局，设计铜排导线和接线柱，将设计好的接线柱安装于器件或模块上，然后将铜排导线直接搭接固定于接线柱上，完成大功率电源连接器、三相功率模块、制动电阻、缓冲电容之间的信号互联；

6)将双母板固定安装于前面板，然后整个前面板部件固定安装于机箱框架上；

7)将功率驱动模块中驱动印制板组件甩出的薄膜电缆端连接器与内联母板上的对应连接器相对接并进行锁紧，完成功率驱动模块和伺服控制模块的信号互联，将大功率电源连接器固定安装于前面板；

8)将步骤5)中互联后的铜排导线的一端和大功率电源连接器焊接，完成功率驱动模块的对外信号互联；