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CN101513152B - 马达控制器 - Google Patents

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Abstract

通过使用挤出散热器(1)、减少部件数目并减少装配工时,提供了一种便宜且具有高冷却性能的马达控制器。马达控制器包括:挤出散热器(1);包括紧密地接触所述挤出散热器(1)的多个外部电极端子的功率半导体模块(4);以及印刷电路板,所述多个外部电极端子连接至该印刷电路板,在该马达控制器中,在挤出散热器(1)的两端设置有压铸框架(2),在压铸框架(2)内模制有用于连接马达控制器的底座(2a)以及用于连接印刷电路板的突起(2b)。

Description

马达控制器
技术领域
本发明涉及一种主要通过高压电源来运行的马达控制器,例如变频装置或者伺服放大器,并且特别是涉及一种增强马达控制器的热辐射效应的散热器。 
背景技术
传统马达控制器(例如,变频装置)安装有作为发热部件的多个功率半导体模块,以及安装有用于冷却所述多个功率半导体模块的散热器(例如,参考专利文献1)。图7到9显示了传统马达控制器例如变频装置的配置。 
图7为显示采用压铸散热器的传统马达控制器的分解透视图。 
在图7中,用于将马达控制器连接到控制面板的底座101a、用于连接印刷电路板的突起102b以及用于连接塑料外壳的棘爪101c与压铸散热器101一体模制。压铸散热器101安装有包括产生高热量的IGBT(绝缘栅双极性晶体管)元件的功率半导体模块102。功率半导体模块102的热量被传递和辐射到压铸散热器101。印刷电路板103通过螺丝钉104被固定到用于连接印刷电路板的突起101b,突起101b与压铸散热器101一体模制,并且印刷电路板103电连接到功率半导体模块102。而且,通过将塑料外壳105的螺丝钉110拧紧到压铸散热器101的用于固定塑料外壳的螺孔101c,塑料外壳105被连接到所述压铸散热器101。马达控制器通过压铸散热器101的底座101a被连接到控制面板(没有显示)。 
在所述压铸散热器中,由于制造中的限制导致难以使鳍片的间距 变小。因此,不能模制具有8mm或更小的窄间距的鳍片。因此,热辐射面积不能增加至超过特定的数值,并且存在对冷却性能的限制。作为具有增强的冷却性能的散热器,采用由铝挤出材料模制的散热器,或者采用填隙散热器,在该填隙散热器中,通过填隙将平板状鳍片固定到通过挤出模制的散热器的基座。这使得可以将鳍片的间距变窄至大约4mm,因此增大了辐射面积。在下文中,所述散热器将被称为挤出散热器。 
近年来,由于为了使马达控制器小型化而需要小尺寸和高性能的散热器,所以挤出散热器被频繁地使用。 
图8显示了使用挤出散热器的传统马达控制器,例如变频装置。进一步,图9是显示图8中的散热器的连接配置的详细视图。 
由于所述挤出散热器根据制造具有恒定的横截面形状,因此难以形成复杂的形状。因此,这个散热器具有不同于图7中所示的使用压铸散热器101的传统马达控制器的配置。 
在图8和9中,挤出散热器106通过螺丝钉108被连接到由树脂或金属片材制成的散热器外壳107。散热器外壳107具有底座部分107a,用于连接马达控制器到控制面板。挤出散热器1安装有产生高热量的功率半导体模块102。进一步,柱螺栓109被连接到所述挤出散热器,并且印刷电路板103通过螺丝钉104被固定到柱螺栓109。印刷电路板103电连接到功率半导体模块102。进一步,通过将塑料外壳105的螺丝钉110拧紧到散热器外壳107的用于固定塑料外壳的螺孔107c中,塑料外壳105被连接到散热器外壳107。 
由于通过使用挤出散热器106改善了冷却性能,所以可以使所述散热器小型化,并且可以有助于使整个马达控制器小型化。 
专利文献1:JP-A-2004-349548 
发明内容
本发明所要解决的技术问题 
但是当所述挤出散热器被用于传统马达控制器时,存在下列问题。 
即,由于所述挤出散热器根据制造具有恒定的横截面形状,因此很难形成复杂的形状。因此,用于连接马达控制器的底座、用于固定印刷电路板的突起以及固定塑料外壳的棘爪不能象压铸散热器那样被一体模制。当机器加工所述挤出散热器以及再现其形状时,机器加工成本变得非常高。因此,将固定所述挤出散热器的外壳、或固定印刷电路板的柱螺栓、或塑料外壳固定螺丝钉相连接是必要的。由于部件数目增加,所以部件成本增加,装配工时也增加,并且整个马达控制器的成本增加。 
考虑到上述问题,提出了本发明,并且本发明的目的在于通过使用挤出散热器、减少部件数目并且减小装配工时而提供一种便宜且具有高冷却性能的马达控制器。 
解决问题的手段 
为了解决上述问题,本发明配置如下。 
根据权利要求1的本发明,提供了一种马达控制器,包括: 
挤出散热器; 
功率半导体模块,其包括紧密地接触所述挤出散热器的多个外部电极端子;以及 
印刷电路板,所述多个外部电极端子连接至所述印刷电路板上,其特征在于 
在所述挤出散热器的两端设置有压铸框架。 
根据权利要求2的本发明,提供了马达控制器,其特征在于 
所述压铸框架包括用于连接马达控制器的底座,和用于连接印刷电路板的突起。 
根据权利要求3的本发明,提供了马达控制器,其特征在于 
所述压铸框架通过压力配合或填隙连接到所述挤出散热器。 
根据权利要求4的本发明,提供了马达控制器,其特征在于 
所述压铸框架和塑料外壳设置有接合部分,用于将所述塑料外壳连接到所述压铸框架。 
根据权利要求5的本发明,提供了马达控制器,其特征在于 
所述接合部分为设置在压铸框架中的棘爪和设置在所述塑料外壳中的连接孔。 
根据权利要求6的本发明,提供了马达控制器,其特征在于 
待应用于多种机型的马达控制器的所述压铸框架被制成通用形状。 
根据权利要求7的本发明,提供了马达控制器,其特征在于 
所述压铸框架被制成对多种马达控制器通用的形状,其高度相等、宽度不同。 
本发明的效果 
根据权利要求1和2的本发明,压铸框架设置在所述挤出散热器的两侧,在该压铸框架中,用于连接印刷电路板的突起和用于连接马达控制器的底座被一体模制。因此,可以减少部件数目,并且可以减少装配工时,从而减少成本。 
根据权利要求3的本发明,不用螺丝钉连接所述挤出散热器和所 述压铸框架。因此,可以减少部件数目,并且可以减小装配工时,从而减少成本。 
根据权利要求4和5的本发明,所述塑料外壳和所述压铸框架被连接到一起而没有使用螺丝钉或者类似物。因此,可以减少部件数目,并且可以减少装配工时,从而减少成本。 
根据权利要求6的本发明,通过将所述压铸框架制成通用形状可以共用部件,并且可以减少部件种类和降低部件的单价。 
进一步,根据权利要求7的本发明,不同容量的马达控制器,可以共用所述压铸框架,可以通过产品系列化减少部件种类,并且可以增加制造的压铸框架的数目,从而减少成本。 
附图说明
[图1] 
图1是显示本发明第一实施例的马达控制器的透视图。 
[图2] 
图2是图1中的马达控制器的分解透视图。 
[图3] 
图3是图2中的散热器部分的分解透视图。 
[图4] 
图4是显示第二实施例的马达控制器的分解透视图。 
[图5] 
图5是显示第三实施例的马达控制器的分解透视图。 
[图6] 
图6是显示第五实施例的马达控制器的分解透视图。 
[图7] 
图7是显示使用压铸散热器的传统马达控制器的分解透视图。 
[图8] 
图8是显示使用挤出散热器的传统马达控制器的分解透视图。 
[图9] 
图9是图8中散热器的连接配置的详细视图。 
附图标记 
1、106:挤出散热器 
1a:鳍片 
2:压铸框架 
2a、101a、107a:底座 
2b、101b:突起 
2c:棘爪 
3、6、104、108、110:螺丝钉 
4、102:功率半导体模块 
5、103:印刷电路板 
7、105:塑料外壳 
7a、105a:连接孔 
101:压铸散热器 
101c、107c:螺孔 
107:散热器外壳 
109:柱螺栓 
具体实施方式
以下将参照附图对本发明的优选实施例进行描述。 
实施例1 
图1是显示本发明的第一实施例的马达控制器的透视图。图2是图1中马达控制器的分解透视图。图3是显示图1中散热器和压铸框架的连接结构的详细视图。 
在图1至3中,挤出散热器1由鳍片1a形成,并且与鳍片相反的表面是平面。鳍片1a通过挤出而一体模制,或者通过填隙而被连接。压铸框架2通过螺丝钉3而被固定在挤出散热器1的两端。用于连接马达控制器到控制面板的底座2a和用于连接印刷电路板的突起2b与每一个压铸框架2一体模制。功率半导体模块4被安装在挤出散热器1的平面部分。功率半导体模块4的热量被传递和辐射到挤出散热器1。印刷电路板5通过螺丝钉6被固定在用于连接印刷电路板的突起2b,突起2b与压铸框架2一体模制,并且印刷电路板5电连接到功率半导体模块4。进一步,塑料外壳7通过螺丝钉或者类似物被固定。马达控制器通过与压铸框架2一体模制的底座2a连接到控制面板。 
本发明与传统技术的不同之处在于在挤出散热器1的两侧设置压铸框架2。在压铸框架2中,底座部件对于使用挤出散热器的马达控制器是必不可少的,通过使连接印刷电路板的构件和连接马达控制器的底座部件成一体,可以减少部件数目并且可以减少装配工时。因此,可以减少成本。进一步,由于压铸框架2从挤出散热器1接收热量和放出热辐射,所以可以取得提高热辐射性能的效果。 
实施例2 
图4是显示了第二实施例的马达控制器的分解透视图。 
在图4中,挤出散热器1由鳍片1a形成,并且与鳍片1a相反的表面是平面。鳍片1a通过挤出被一体模制,或者通过填隙而连接。压铸框架2通过压力配合或者填隙被固定到挤出散热器1的两端。用于连接马达控制器到控制面板的底座2a和用于连接印刷电路板的突起2b与每个压铸框架2一体模制。功率半导体模块4被安装在挤出散热器1的平面部分。功率半导体模块4的热量被传递和辐射到挤出散热器1。印刷电路板5通过螺丝钉6被固定到用于连接印刷电路板的突起2b,突起2b与压铸框架2一体模制,并且印刷电路板5被电连接到功率半导体模块4。进一步,塑料外壳7通过螺丝钉或类似物被固定。马达控制器通过与压铸框架2一体模制的底座2a被连接到控制面板。 
这个实施例与实施例1的不同之处在于没有使用螺丝钉来连接挤出散热器1和压铸框架2。因此,可以减少部件数目,以及可以减少装配工时,因而减少了成本。 
实施例3 
图5是第三实施例的马达控制器的分解透视图。 
在图5中,挤出散热器1由鳍片1a形成,以及与鳍片1a相反的表面是平面。鳍片1a通过挤出被一体模制,或者通过填隙而连接。压铸框架2通过压力配合或者填隙被固定到挤出散热器1的两端。用于连接马达控制器到控制面板的底座2a、用于连接印刷电路板的突起2b,以及用于连接塑料外壳的棘爪2c与每个压铸框架2一体模制。功率半导体模块4被安装在挤出散热器1的平面部分。功率半导体模块4的热量被传递和辐射到挤出散热器1。印刷电路板5通过螺丝钉6被固定到用于连接印刷电路板的突起2b,突起2b与压铸框架2一体模制,并且印刷电路板5被电连接到功率半导体模块4。进一步,塑料外壳7被连接到压铸框架2。此时,与压铸框架2一体模制的棘爪2c和塑料外壳7的连接孔7a利用树脂的弹性而配合在一起。马达控制器通过与压铸框架2一体模制的底座2a连接到控制面板。 
这个实施例与实施例1和实施例2的不同之处在于没有使用螺丝钉来固定塑料外壳7,而是直接将塑料外壳7连接到压铸框架2的棘爪2c。因此可以减少部件数目,以及可以减少装配工时,因而减少了成本。 
实施例4 
在图5中,使用了两个压铸框架。通过以相同的形状形成这两个部分,可以共用部件。由于这减少了部件种类以及增加了制造的压铸框架2的数目,所以部件成本可以被降低。进一步,由于部件种类的减少,所以还提高了可装配性。 
实施例5 
图6是描述了第五实施例的配置的马达控制器的分解透视图。 
压铸框架2被制成马达控制器中的通用形状,根据马达控制器的容量的不同,它的宽度a变化并且它的高度b是通用的。因此,可以通过产品的系列化来减少部件种类,并且可以通过增加制造的压铸框架2的数目来减少部件的成本。 
工业实用性 
本发明涉及马达控制器,比如变频装置或者伺服放大器,其主要通过高压电源来运行,以及特别是涉及用于增强马达控制器的热辐射效应的散热器。通过使用挤出散热器、减少部件数目以及减少装配工时,这种散热器可以被用于制造和提供便宜且具有高冷却性能的马达控制器领域。 

Claims (6)

1.一种马达控制器,包括:
挤出散热器,所述挤出散热器具有通过挤出被一体模制或者通过填隙而被连接的鳍片;
功率半导体模块,所述功率半导体模块被安装在所述挤出散热器的平面部分;以及
印刷电路板,所述印刷电路板被电连接到所述功率半导体模块,其中
在所述挤出散热器的两端处设置压铸框架,所述压铸框架包括用于连接马达控制器的底座和用于连接印刷电路板的突起。
2.根据权利要求1所述的马达控制器,其中
所述压铸框架通过压力配合或填隙连接到所述挤出散热器。
3.根据权利要求1所述的马达控制器,其中
将塑料外壳连接到所述压铸框架,所述压铸框架和所述塑料外壳设有接合部分,用于将所述塑料外壳连接到所述压铸框架。
4.根据权利要求3所述的马达控制器,其中
所述接合部分为设置在所述压铸框架中的棘爪和设置在所述塑料外壳中的连接孔。
5.根据权利要求1所述的马达控制器,其中
所述压铸框架的形状被制成为使得所述压铸框架可共用于多种机型的马达控制器。
6.根据权利要求1所述的马达控制器,其中
所述压铸框架的形状被制成使得所述压铸框架可共用于多种马达控制器,所述多种马达控制器的高度相等且所述多种马达控制器的宽度不同。
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