[实用新型]一种用于电动车的开关磁阻电机集成驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型属于开关磁阻电机驱动装置领域，具体涉及一种用于电动车的开关磁阻电机集成驱动装置。

背景技术

开关磁阻电机结构简单牢固、启动转矩大、过载能力强、调速范围宽、容错性能好、效率高等优点使其非常适合作为电动车用驱动电机，但开关磁阻电机驱动装置主要由控制电路、驱动电路以及功率变换电路组成，其特殊的功率变换器与电动车对电机驱动装置低成本、集成化的需求特性相矛盾。电动车在启动、爬坡以及重载等工况下对驱动电机绕组电流有较大的需求，通常选择通流能力最强的IGBT作为车用功率变换器的主开关器件，但IGBT体积大，成本高，不利于整个驱动装置的集成化设计，且IGBT耐压值较高，而电动车采用低压蓄电池供电，造成了电压裕量的浪费。MOSFET体积小，成本低，开关速度快，工作频率高，但MOSFET通态电流较小，现有的电动车功率变换器大多采用若干MOSFET并联来满足较大的峰值电流，且MOSFFET通态电阻具有正温度系数，有利于器件并联时的均流；另一方面，为了提高散热效果，功率器件通常以平铺的方式固定在一块散热铝板上，然而较多的功率器件也增大了功率变换器的体积。

专利一种开关磁阻电机驱动电路(公开号CN104660115A，公开日2015.05.27)，包括信号放大电路，信号放大电路设有高边放大电路和低边放大电路，高边放大电路电连接有一个上开关管，低边放大电路电连接有若干个下开关管，上开关管和下开关管之间串接有电机线圈，上开关管和下开关管两端并联有电源，上开关管和电机线圈两端并联有续流二极管，电机线圈和下开关管两端并联有二极管。本实用新型虽然通过减少上开关管，降低了制造成本，减小了开关磁阻电机驱动器体积，但是电路中元件种类过多，布线复杂，存在杂散电感和不均流现象，无法真正地实现器件集成化和线路的稳定化，从而无法真正意义上地减小开关磁阻电机功率变换器的体积。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于电动车的开关磁阻电机集成驱动装置，改变多个功率器件并联平铺固定方式的布局，最大程度减小功率变换器的体积，实现开关磁阻电机驱动装置的集成化和低成本，提高电动车工作的可靠性。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种用于电动车的开关磁阻电机集成驱动装置，包括一块双层PCB板，所述PCB板的顶层设有控制电路、驱动电路和功率变换电路，所述PCB板的底层设有直流母线和直流侧电容，所述功率变换电路包括MOSFET、二极管、散热铝块和电机绕组线路,MOSFET和二极管分别并联固定在散热铝块的两侧，并以直插的方式固定于PCB板顶层上，所述电机绕组线路呈不对称半桥结构排布在PCB板顶层，MOSFET与二极管的接线处与电机的绕组线路相连，实现各相桥臂中MOSFET和二极管之间的并联连接，所述控制电路输出端和所述驱动电路输入端相连，直插在PCB的顶层左侧，所述驱动电路的驱动信号线与功率变换电路的MOSFET栅极相连，所述PCB板的底层直流母线的正极连接所述并联MOSFET和二极管的上桥臂，负极连接到所述并联MOSFET和二极管的下桥臂，所述直流侧电容的正负两极分别连接到对应的直流母线正负两极上，并且直插在PCB板底层的右侧。

优选的，所述控制电路包括依次连接的数字信号控制器、CMOS器件和逻辑芯片，所述CMOS器件和逻辑芯片对数字信号控制器发的控制信号进行逻辑处理并传输给所述驱动电路所述驱动电路包括相互电连接的驱动芯片和推挽电路，所述驱动芯片和推挽电路对控制电路输出的控制信号进行功率放大，驱动功率变换电路，所述逻辑芯片与所述驱动芯片相互电连接。

优选的，所述数字信号控制器、逻辑芯片和驱动芯片都采用贴片式封装电路，实现电路集成化。

优选的，所述电机绕组线路选择载流能力强的铜条，电动车载重时，相绕组中电流较大。

优选的，所述直流母线采用E型布线方式，E型布线的分支将等电位的MOSFET和二极管串接在一起，提高了功率变换器布线的对称性，可以较大程度减小布线的长度，进而减小杂散电感。

优选的，直流母线通过的电流较大，所述直流母线采用载流能力强的铜条。

优选的，所述直流侧电容采用若干个小容量的电解电容并联来提高电容大小，同时达到了减小器件体积的效果。