[发明专利]内建有分流电阻和功率晶体管的马达控制装置

说明书

本发明涉及一种内建有分流电阻和功率晶体管的马达控制装置，包括一高导热基板；一导热设置于高导热基板的导电回路，包括彼此间隔设置的一第一导热接垫部和一第二导热接垫部；一导接于导电回路的高功率晶体管；及一导接至高功率晶体管的分流电阻，分别具有一热膨胀系数大于高导热基板的本体，以及一对由本体延伸的焊接部，其中本体具有一个预定宽度，且焊接部的宽度大于预定宽度，以及本体是和高导热基板相间隔设置，使得当焊接部被焊接至第一导热接垫部和第二导热接垫部时，在宽度方向上分散承担本体和高导热基板间的受热膨胀应力。

技术领域

本发明涉及一种控制装置，尤其是一种内建有分流电阻和高耗能组件的控制装置，其中，高耗能组件可以是一种高功率晶体管。

背景技术

近年由于化石能源的来源逐渐枯竭及环境污染的问题，使得运用绿能的动力车辆成为市场新宠，一方面可节约能源，另一方面亦可降低污染，经由马达扭力及转速不断地提升，目前已成功研发出包括油电混合动力车辆(HEV-Hybrid Electric Vehicle)，纯电动汽车，或者是电动机车等车种。

一般而言，以马达作为动力来源的车辆，基础结构包括动力/发电马达、高压蓄电装置、及一供进行高/低电压或者是交-直流电转换的马达控制装置。由马达控制装置将高压蓄电装置送出的电流转换成符合马达的配电规格，使马达运转驱动车辆前进，并在马达输出电流时将电流转换成对应的电压储存至高压蓄电装置。

在电动车内不管是用于驱动马达或储存于高压蓄电装置的电流，动辄至少数十安培，甚至可高达数百近千安培，因此熟悉本技术领域的人可轻易理解，在马达控制装置上增设分流电阻是一种常用的监测传输电流变化方案，不仅可实时保护马达和高压蓄电装置，更重要的是能降低意外发生的机率。然而，就现有分流电阻在与马达控制装置结合时仍存在些许问题，尤其是当大电流流经分流电阻所产生高发热的问题。

如图1所示的马达控制装置，该分流电阻9具有两导接端点，其中一端是和现有的电线91一起，被螺栓92锁固在马达控制装置的输入端口93上。然而，螺栓92锁固的位置必然会产生结合处施力不均匀，可能导致贴合不平整，残留些许空气于缝隙中，甚至施力过度造成些许形变，电阻随之提高；经大电流连续传输，并联有些许缝隙的连接部位，会因电阻微升而造成随电流平方而升高的发热、不仅无谓地消耗电能，尤其是高温对于周边所有组件都会造成更高电阻及促进组件老化，热电阻会进一步影响监测结果，组件老化则降低整体电路设备的使用寿命。

再者，由于车辆在行驶过程中不断地产生震动，大幅提升螺栓松脱的机率，使得分流电阻衔接电线的缝隙扩大，电阻与热阻问题益发严重。此种结构设计，由于是外接至马达控制电路，因此整体的散热除少部分是经由上述螺栓及导线传出，大部分发热都是依赖周边的空气对流而发散，使得此种分流电阻的体积相当庞大，动辄例如2X 8厘米大小。

另有一种马达控制装置为提升分流电阻的散热效率，将分流电阻的尺寸缩小，并嵌入至马达控制装置的高导热基板上，如图2所示，该分流电阻8系以导热的树酯层81(Epoxy)黏固于高导热基板82上，而导线83是由分流电阻8的两端延伸外接于分流装置，但因应置放位置的改变及体积微型化，也衍生出负面效应，主要是温度升高：当分流电阻本身尺寸缩小，电子信道截面宽度大幅缩小，电流密度因而增大，工作温度也会跟着上升；更糟糕地，由于原本的分流电阻长宽动辄数厘米，钻孔供螺锁接触的区域面积也可以有至少1至4平方厘米，在微型化后，经导热胶黏着至高导热基板，导热的接触面积仅剩下数十平方毫米，可导热的区域因而大减，完全无法因应上述发热密度大增的问题。此外，导热胶即使名为导热，但实际导热系数远低于金属，使得分流电阻发热密度增大，传热面积缩小，传热途径热阻无法降低，传递至高导热基板的热能受阻碍，大部分的热能反而累积在分流电阻无法分散，这也就是本发明要解决的问题之一。