逆變器柵板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總的來說涉及逆變器柵板，其被分成高電壓區(qū)域和低電壓區(qū)域，并且具有在高電壓區(qū)域和低電壓區(qū)域之間表面安裝(surface-mounted)的多個驅(qū)動電路，以單獨驅(qū)動多個電源模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]一般而言，逆變器由多個絕緣柵雙極型晶體管(IGBT:1nsulated_gate bipolartransistor)組成并且向電動機(jī)供應(yīng)三相電力。逆變器的IGBT由柵極驅(qū)動電路操作以供應(yīng)柵極信號。在現(xiàn)有技術(shù)中，如果設(shè)有兩個電動機(jī)，則通常安裝并操作兩個逆變器柵板(inverter gate board),使得單個主電源(SMPS:single main power source)向多個 IGBT供應(yīng)柵極電力。
[0003]逆變器柵板具有低電壓電池區(qū)域和高電壓電池區(qū)域。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，變壓器通常安裝在逆變器柵板的低電壓區(qū)域，并且用來對從單個主電源供應(yīng)的電壓進(jìn)行變壓，且將變壓后的電壓供應(yīng)至多個驅(qū)動電路，從而驅(qū)動與各相位對應(yīng)的IGBT。
[0004]在此，由于變壓器安裝在低電壓區(qū)域，所以高電壓痕跡(trace)存在于低電壓區(qū)域，從而導(dǎo)致低電壓區(qū)域的使用面積減少的問題，盡管必須確保在高電壓區(qū)域和低電壓區(qū)域之間的絕緣，同時必須確保在高電壓區(qū)域和低電壓區(qū)域之間的絕緣。而且，由于一個變壓器能夠供應(yīng)與六個相位對應(yīng)的驅(qū)動電壓，所以例如存在電源端被加熱的問題。
[0005]上文僅旨在幫助理解本發(fā)明的【背景技術(shù)】，并非意在本發(fā)明落入本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明已經(jīng)充分考慮了在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明旨在提供這樣一種逆變器柵板，即在該逆變器柵板中變壓器分別安裝到安裝在高電壓區(qū)域和低電壓區(qū)域之間的驅(qū)動電路，從而提高絕緣穩(wěn)定性。
[0007]為了實現(xiàn)以上目的，根據(jù)一方面，本發(fā)明提供一種被分成低電壓區(qū)域和高電壓區(qū)域的逆變器柵板，上述逆變器柵板包括:多個驅(qū)動電路，其被表面安裝在上述低電壓區(qū)域和上述高電壓區(qū)域之間，并且各自具有一個主電源(SMPS)控制器；以及多個變壓器，其被表面安裝在上述低電壓區(qū)域和上述高電壓區(qū)域之間，以便將變壓后的電壓分別供應(yīng)至上述多個驅(qū)動電路中的每一個。
[0008]上述多個驅(qū)動電路可向各自的電源模塊供應(yīng)柵極電源。上述逆變器柵板還可以包括:表面安裝到上述高電壓區(qū)域并與上述多個驅(qū)動電路和控制板進(jìn)行通信的控制器，其中上述多個驅(qū)動電路從各自的電源模塊接收信息，并且將該信息傳輸至上述控制器。上述逆變器柵板還可以包括使上述控制器與上述低電壓區(qū)域絕緣的光耦合器。
【附圖說明】
[0009]結(jié)合附圖，從下述的【具體實施方式】中可更清楚理解本發(fā)明的上述目的和其他目的、特征和優(yōu)點，附圖中:
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例示出逆變器柵板的示意圖；以及
[0011]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例示出逆變器柵板與外部板和模塊的連接的方框圖。
【具體實施方式】
[0012]本文公開的本發(fā)明的實施例的特定結(jié)構(gòu)和功能描述僅為說明本發(fā)明實施例的目的。本發(fā)明可在不背離本發(fā)明精神和顯著特征的情況下，以許多不同形式呈現(xiàn)。因此，本發(fā)明實施例僅為說明的目的，并且不應(yīng)被理解為限制本發(fā)明。
[0013]既然本發(fā)明的實施例可以以許多不同形式修改，現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各種實施例，其特定實例在附圖中例示并且在以下進(jìn)行描述。盡管本發(fā)明將與示例性實施例相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施例。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施例，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等同形式及其它實施方案。
[0014]應(yīng)該理解，盡管術(shù)語“第一”、“第二”等可在本文中用來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將一個元件與另一個元件區(qū)分。例如，在部背離本發(fā)明教導(dǎo)內(nèi)容的情況下，以下討論的第一元件也可叫做第二元件。類似地，第二元件也可叫做第一兀件。
[0015]應(yīng)該理解，當(dāng)元件被稱為“稱合(couple) ”或“連接(connect) ”到另一個元件時，它可直接耦合到或連接到其他元件，或者也可在其中間存在介于中間的元件。相反，應(yīng)該理解，當(dāng)元件被成為“直接耦合”或“直接連接”到另一個元件時，就沒有介于中間的元件存在。說明元件之間的關(guān)系的其他表達(dá)，諸如“在……之間”、“直接地在……之間”、“相鄰的”，或“直接相鄰的”，應(yīng)以同樣的方式解釋。
[0016]本文使用的術(shù)語僅僅是為了說明具體實施例的目的而不是意在限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一個、一種(a、an和the) ”也意在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中清楚指明。還可以理解的是，在說明書中使用的術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”等是指存在所述特征、整數(shù)(Integer，整體)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合，但是不排除存在或添加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其群組。
[0017]應(yīng)理解，本文使用的術(shù)語“車輛”(vehicle)或“車輛的”(vehicular)或其它類似術(shù)語包括通常的機(jī)動車，例如，包括多功能運動車(SUV:sports utility vehicle)在內(nèi)的乘用車、公交車、卡車、各種商務(wù)車、包括各種船只和船舶的水運工具、飛行器等等，并且包括混合動力車、電動車、插入式混合電動車、氫動力車、燃料電池車和其它代用燃料車(例如，來源于石油以外的資源的燃料)。如本文所指出的，混合動力車輛是指具有兩種或更多動力源的車輛，例如含有汽油動力和電動力兩種動力的車輛。
[0018]此外，應(yīng)該理解，以下方法可由至少一個控制器執(zhí)行。術(shù)語“控制器”指的是包括存儲器和處理器的硬件設(shè)備。存儲器配置成儲存程序指令，并且處理器配置成執(zhí)行程序指令，以執(zhí)行在以下進(jìn)一步描述的一個或多個過程。
[0019]除非另有定義，否則本文使用的包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語在內(nèi)的全部術(shù)語與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常所理解的具有相同的含義。還應(yīng)該理解，術(shù)語，諸如那些在常用詞典中定義的，應(yīng)解釋為其具有的含義與它們在相關(guān)技術(shù)背景下和本發(fā)明的上下文中的含義一致，并且不應(yīng)理想化地或過于形式化地去理解，除非在本文中清楚地如此定義。
[0020]在下文中，參考附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。貫穿附圖，相同的附圖標(biāo)記指代相同或相似的部分。
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例示出逆變器柵板的示意圖，圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例示出逆變器柵板與外部板和模塊的連接的方框圖。
[0022]逆變器柵板I被分成低電壓區(qū)域20和高電壓區(qū)域10，并且該逆變器柵板I包括:多個驅(qū)動電路40a，40b，40c，40d，40e和40f，其被表面安裝在低電壓區(qū)域20和高電壓區(qū)域10之間，每個驅(qū)動電路具有SMPS控制器(未示出);變壓器30&，3015，30(3，30(1，3(^和30乜其被表面安裝在低電壓區(qū)域20和高電壓區(qū)域10之間，以便將變壓后的電壓分別供應(yīng)至驅(qū)動電路40a至40f中的每一個；控制器70，其被表面安裝到高電壓區(qū)域10并且與驅(qū)動電路40a至40f和控制板3進(jìn)行通信；以及光耦合器60a，60b,60c,60d, 60e和60f，其使控制器70與低電壓區(qū)域20絕緣。
[0023]逆變器柵板I包括:表面安裝在低電壓區(qū)域20和高電壓區(qū)域10之間的驅(qū)動電路40a，40b,40c,40d, 40e和40f、和向驅(qū)動電路供應(yīng)升壓后的電壓的變壓器30a，30b, 30c，30d，30e和30f。因此，低電壓區(qū)域20的面積可廣泛利用。這進(jìn)一步促進(jìn)基板的圖案化(patterning)和逆變器柵板I的尺寸減小。另外，高電壓區(qū)域10和低電壓區(qū)域20被清楚地分開，從而提高了絕緣穩(wěn)定性。
[0024]在現(xiàn)有的逆變器柵板的情況下，由于單個變壓器對主電源進(jìn)行升壓并且將升壓后的電源供應(yīng)至各驅(qū)動電路，所以變壓器存在于低電壓區(qū)域，并且高電壓痕跡(high-voltagetrace)存在于低電壓區(qū)域，以便將電源供應(yīng)至在高電壓區(qū)域的一側(cè)的驅(qū)動電路。因此，表面安裝面積減小并且需要確保高電壓區(qū)域和低電壓區(qū)域之間的絕緣距離。但是，根據(jù)本發(fā)明的逆變器柵板，變壓器30a至30f被表面安裝在對應(yīng)的驅(qū)動電路40a至40f的附近，以便將升壓后的驅(qū)動電壓供應(yīng)至對應(yīng)的驅(qū)動電路40a至40f。即，每個驅(qū)動電路40a至40f配置有單獨(各自)的電源供應(yīng)電路。
[0025]通過分散配置有變壓器30a至30f的結(jié)構(gòu)，能夠減少變壓器30a至30f和電源(例如，SMPS)的發(fā)熱，能夠提高電磁特性，并且能夠減小變壓器30a至30f的尺寸，從而減少振動。
[0026]驅(qū)動電路40a至40f可將柵極電源分別供應(yīng)至各自的電源模塊50a，50b, 50c, 50d，50e和50f中的每一個。驅(qū)動電路40a至40f可從對應(yīng)的電源模塊50a至50f接收信息，并且將該信息傳輸至控制器70。
[0027]低電壓區(qū)域是指用于車輛的輔助電池電壓區(qū)域(sub battery voltage reg1n),并且高電壓區(qū)域是指混合動力車輛或電動車輛的高電壓電池區(qū)域。逆變器柵板I還可以包括用于控制器70的電源(未示出)、和絕緣電路(未示出)?？刂破?0能夠與控制板3和驅(qū)動電路40a至40f進(jìn)行通信。驅(qū)動電路40a至40f能夠向控制器70傳輸由電壓傳感器感測到的高電壓、電源模塊50a至50f的溫度、過熱、過電壓等信息。通信可借助于SCI通信方法執(zhí)行。
[0028]與通常要求用兩個單獨的逆變器柵板來驅(qū)動兩個電動機(jī)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)不同，在本發(fā)明的逆變器柵板I的情況下，兩個三相電動機(jī)可由單個板驅(qū)動。
[0029]盡管為了舉例說明的目的已經(jīng)描述了本發(fā)明的實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在沒有背離如所附權(quán)利要求中公開的本發(fā)明的保護(hù)范圍和精神的情況下，能夠進(jìn)行各種修改、添加和替換。
【主權(quán)項】
1.一種被分成低電壓區(qū)域和高電壓區(qū)域的逆變器柵板，所述逆變器柵板包括: 多個驅(qū)動電路，其被表面安裝在所述低電壓區(qū)域和所述高電壓區(qū)域之間，并且各自具有一個主電源(SMPS)控制器；以及 多個變壓器，其被表面安裝在所述低電壓區(qū)域和所述高電壓區(qū)域之間，以便將變壓后的電壓分別供應(yīng)至所述多個驅(qū)動電路中的每一個。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器柵板，其中所述多個驅(qū)動電路向各自的電源模塊供應(yīng)柵極電源。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變器柵板，還包括:表面安裝到所述高電壓區(qū)域并與所述多個驅(qū)動電路和控制板進(jìn)行通信的控制器，其中所述多個驅(qū)動電路從各自的電源模塊接收信息，并且將該信息傳輸至所述控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆變器柵板，還包括使所述控制器與所述低電壓區(qū)域絕緣的光稱合器。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種被分成低電壓區(qū)域和高電壓區(qū)域的逆變器柵板，上述逆變器柵板包括：多個驅(qū)動電路，其被表面安裝在上述低電壓區(qū)域和上述高電壓區(qū)域之間的每個上述驅(qū)動電路具有一個主電源(SMPS)控制器；以及多個變壓器，其被表面安裝在上述低電壓區(qū)域和上述高電壓區(qū)域之間，以便將變壓后的電壓分別供應(yīng)至上述多個驅(qū)動電路中的每一個。
【IPC分類】H02M7/00
【公開號】CN105141145
【申請?zhí)枴緾N201410677955
【發(fā)明人】李基宗, 鄭泰煥, 鄭岡鎬
【申請人】現(xiàn)代自動車株式會社
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2014年11月21日
【公告號】DE102014223357A1, US20150349623