一种逆变器模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动轮汽车、地铁车辆、机车车辆等矿山和轨道交通领域，尤其涉及一种逆变器模块。
【背景技术】
[0002]近年来，矿山运输使用的电动轮汽车国产化进程加快，由于直流传动的诸多技术限制，新造汽车均采用交流传动方式，而对于交流传动方式就需要大功率的牵引逆变器。同时，国内轨道交通这些年发展也非常迅速，地铁、动车、货运机车、铁路工程机械等也都需要大功率逆变器模块。
[0003]目前，无论是矿山还是轨道交通，逆变器基本都是专用型的，灵活性比较差。同时现有的模块都是单纯的功率部分，没有逻辑和保护功能。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种逆变器模块，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]一种逆变器模块，包括功率电路I和控制电路2，其中，功率电路I包括半导体开关元件5和驱动板8，半导体开关元件5与驱动板8信号连接；功率电路I的输入端连接直流母线的正负极，功率电路I的输出端连接电机，功率电路I的输出端上设置有电流传感器6 ;控制电路2包括CPLD14和电流比较单元13，电流比较单元13包括调理电路和比较电路；CPLD14与驱动板8信号连接，电流比较单元13与电流传感器6信号连接。
[0007]进一步地，功率电路I还包括散热器9和温度传感器10，温度传感器10设置于散热器9上，半导体开关元件5设置于散热器9上；控制电路2还包括温度比较单元12，温度比较单元12包括调理电路和比较电路，温度传感器10与温度比较单元12信号连接。
[0008]进一步地，功率电路I还包括电容4，电容4和半导体开关元件5之间通过无感母排7连接。
[0009]进一步地，散热器9的上表面的侧边处设置有多个支杆11，电容4固定在多个支杆11之间。
[0010]优选地，散热器9、半导体开关元件5、驱动板8、无感母排7和电容4从下至上为层叠式设置；控制电路2设置在控制盒3内，控制盒3设置于功率电路I的上方。
[0011]优选地，半导体开关元件5选自IGBT。
[0012]优选地，IGBT设置为八个，其中两个为斩波IGBT，且一个所述斩波IGBT与制动电阻连接。
[0013]优选地，驱动板8紧贴散热器9设置。
[0014]优选地，电流传感器6设置为三个，分别设置于功率电路I的三相输出端。
[0015]本实用新型的有益效果是:本实用新型实施例提供的逆变器模块既实现了输出功率的控制，又实现了对功率电路的检测、保护和控制，从而保证自身不损坏，同时将要保护的内容上传至TCU，为其发出相应的指令提供基础，便于TCU对逆变器模块进行控制。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型实施例提供的逆变器模块的结构示意图；
[0017]图2是本实用新型实施例提供的逆变器模块的原理框图；
[0018]图3是本实用新型实施例提供的逆变器模块的控制电路的原理示意图。
[0019]图中，各符号的含义如下:
[0020]I功率电路，2控制电路，3控制盒，4电容，5半导体开关元件，6电流传感器，7无感母排，8驱动板，9散热器，10温度传感器，11支杆，12温度比较单元，13电流比较单元，14CPLD。
【具体实施方式】
[0021]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0022]参见图1-3，本实用新型实施例提供了一种逆变器模块，包括功率电路I和控制电路2，其中，功率电路I包括半导体开关元件5和驱动板8，半导体开关元件5与驱动板8信号连接(参见图2);功率电路I的输入端连接直流母线的正负极，功率电路I的输出端连接电机(图中未示出)，功率电路I的输出端上设置有电流传感器6(参见图2);控制电路2包括CPLD14和电流比较单元13 (参见图3)，电流比较单元13包括调理电路和比较电路；CPLD14与驱动板8信号连接，电流比较单元13与电流传感器6信号连接。
[0023]本实施例中，CPLD(ComplexProgrammable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。
[0024]本实施例中，TCU(Tract1n Control Unit)，牵引控制单元，一般用于机车、地铁、矿车等车辆领域，负责整车的牵引传动控制。
[0025]如图2所示，本实用新型实施例提供的逆变器模块包括功率电路和控制电路。其中，控制电路2是整个模块的控制部分，可以对模块进行脉冲控制和故障保护。功率电路有两个输入，四个输出，输入连接在直流母线的正负极上，输出的U、V、W连接电机的三个接线端，CHOPPER可连接制动电阻的一端，电阻的另一端可以根据用户需求接至直流母线的正极或负极上。
[0026]功率电路I的连接电机的三个输出端可以使用三根铜排，并可以安装三个电流传感器6，用于测量电机每一相的输出电流。而且，通过将电流传感器6与控制电路2中的电流比较单元13连接，电流传感器6检测到的每一相的电流信号可以发送至电流比较单元13，电流比较单元13由调理电路和比较电路组成，当电流的峰值超过设定值时，电流比较单元13将信号传递给CPLD14。CPLD14可以将接收到的电流的故障信号，首先进行滤波，再进行闭锁，然后封锁驱动脉冲，并且将故障信号反馈给TCU，此时CPLD14处于闭锁状态。
[0027]TCU发送解锁信号后，CPLD14恢复正常，并接收TCU的脉冲控制信号，并将信号发送给驱动板8，驱动板8控制半导体开关元件5的通断，来控制该逆变器模块功率电路I的输出电压，从而控制电机的功率，如图3所示。
[0028]驱动板8控制半导体开关元件5的ge端，开通电平为+15V，关断电平为-10V，并具有保护功能。
[0029]驱动板8可以将故障信号发送至CPLD14，CPLD14可以将接收到的驱动板的故障信号，首先进行滤波，再进行闭锁，然后封锁驱动脉冲，并且将故障信号反馈给TCU，此时CPLD14处于闭锁状态，直至T⑶发送解锁信号后，CPLD14恢复正常。
[0030]本实用新型实施例提供的逆变器模块既实现了输出功率的控制，又实现了对功率电路的检测、保护和控制，从而保证自身不损坏，同时将要保护的内容上传至TCU，为其发出相应的指令提供基础。
[0031]本实用新型实施例中，功率电路I还包括散热器9和温度传感器10，温度传感器10设置于散热器9上，半导体开关元件5设置于散热器9上；控制电路2还包括温度比较单元12，温度比较单元12包括调理电路和比较电路，温度传感器10与温度比较单元12信号连接。
[0032]半导体开关元件5在使用过程中，会产生大量的热，为了能够使其及时的散热，在半导体开关元件5上设置散热器9。半导体开关元件5可以紧贴散热器9，从而提高散热效果，散热器9可以根据用户需求独立散热或者集中散热。
[0033]本实用新型实施例中，通过在散热器9上设置温度传感器10，来检测逆变器模块的温度，并通过将温度传感器10与温度比较单元12信号连接，温度传感器10检测到的温度信号可以发送至温度比较单元12，温度比较单元12由调理电路和比较电路组成，当温度的峰值超过设定值时，温度比较单元12将信号传递给CPLD14。CPLD14可以将接收到的温度的故障信号，首先进行滤波，再进行闭锁，然后封锁驱动脉冲，并且将故障信号反馈给TCU，此时CPLD14处于闭锁状态。直到T⑶发送解锁信号后，CPLD14恢复正常。
[0034]本实用新型实施例中，功率电路I还包括电容4，电容4和半导体开关元件5之间通过无感母排7连接。
[0035]无感母排7采用层叠式母排，电容4采用薄膜电容，用无感母排7连接电容4和半导体开关元件5，可以减小电容4和半导体开关元件5之间的线路电感，抑制半导体开关元件5的通断过电压，电容4具有电压支撑的作用，可以防止直流母线电压突变。
[0036]本实用新型实施例中，散热器9的上表面的侧边处设置有多个支杆11，电容4固定在多个支杆11之间。
[0037]采用这样的结构，可以防止电气接口受力。在本实用新型实施例中，支杆11可以设置为4个，分别设置在四个侧边处。如本领域技术人员可以理解的，还可以根据需求设置其他数量的支杆11。
[0038]本实用新型实施例中，散热器9、半导体开关元件5、驱动板8、无感母排7和电容4从下至上为层叠式设置；控制电路2设置在控制盒3内，控制盒3设置于功率电路