一种优化逆变器内部布局的设计方法与流程

本发明涉及逆变器布局技术，尤其是涉及一种优化逆变器内部布局的设计方法。

背景技术：

逆变器是一个把直流电转变成交流电的设备，目前市面上逆变器内部布局分为两种设计，一种是箱体内分为两层设计，但是这种设计使得生产过程中接线工艺比较复杂，后期维护也比较困难，但为了缩小体积和提高功率密度，大部分厂家依旧在用这种设计。一种是箱体内单层设计，这种设计在后期维护中比较方便，但是内部的走线工艺比较复杂，生产过程会比较繁琐，逆变器在后期的运行过程中，发热的功率器件会影响逆变器内部繁琐的走线，使线路老化，进而影响逆变器的寿命，机器的故障率增大的结果会使后期的运维成本增加。所以说逆变器如果没有成熟的内部布局设计将会对逆变器的安全稳定运行产生很大的障碍。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种优化逆变器内部布局的设计方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种优化逆变器内部布局的设计方法，包括结构设计、元件布局、线路板布局和走线布局；所述的结构设计包括全铝机身设计，并将机身分为上盖、壳体和散热器；所述的元件布局采用紧凑以及便于接线的布局设计；所述的线路板设计为将线路板分成功率单元、控制单元、显示单元和电源单元；所述的走线布局采用就近连接，避开功率器件的走线设计。

所述的结构设计的组装过程如下：先把散热器和壳体用螺丝连接，当内部线路板和走线生产调试完成后用螺丝把上盖和壳体连接起来。

所述的功率单元包括直流部分、逆变部分和交流部分，所述的直流部分的作用是把直流电压升高到母线电压、直流电压采样和直流电流采样；所述的逆变部分的作用是把直流转换成交流和母线电压采样，所述的交流部分的作用是交流滤波、交流电压采样、交流电流采样、漏电流检测和继电器控制。

所述的控制单元的作用是负责各种信号的采样以及驱动信号的发出；所述的电源部分负责为控制单元、继电器和风扇的供电；所述的显示单元为逆变器的显示和通信。

所述的走线布局分为三种走线布局，分别功率线走线布局、电源线走线布局和信号线走线布局；

其中功率线的走线为两路直流接入直流板，接入升压电感输出母线电压，正负母线电压接入逆变板，逆变板接入交流电感后输出到交流电感，经过交流板输出；

电源线的走线为电源板输出连接至控制板，继电器和风扇的电源输出连接至交流板；

信号线的走线为直流电压和电流采样连接至控制板，升压驱动用排线连接至控制板，逆变板的驱动分三相驱动接入控制板，而交流板则所有的信号通过一个排线连接至控制板，显示板安装在上盖上，用排线引入，通信接口也通过端子连接出来。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、采用全新的内部结构布局，使后期的维护更加便捷；

2、采用模块式的线路板布局，使内部结构更紧凑，模块式的线路板也为后期维护提供了便利；

3、采用新的布线工艺，结合线路板设计，使得布线简单，避开功率器件，减小逆变器故障率，提高逆变器的寿命。

附图说明

图1为本发明设计的铝制外壳结构的示意图；

图2为本发明设计的内部功能单元结构的示意图。

其中图1中标号所示：

1、上盖板，2、中间壳体，3、散热器，4、显示板。

图2中标号所示：

5、逆变板，6、控制板，7、交流板，8、直流板，9电源板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

一种优化逆变器内部布局的设计，包括全铝机身设计以及内部功能单元包括以下几个部分：

1)结构设计；本设计的结构设计为全铝机身，分为上盖、壳体和散热器，组装的过程中先把散热器和壳体用螺丝连接，当内部线路板和走线生产调试完成，用螺丝把上盖和壳体连接起来，安装简单，体积小，全铝机身，体重轻。

2)元件布局；本设计的元器件布局采用紧凑的布局设计以及便于接线的布局设计。

3)线路板布局；本设计的线路板设计分为功率单元、控制单元，显示单元和电源单元。功率单元包括直流板、逆变板和交流板。这样的设计有利于后期的维护和问题的分析。

4)；走线布局；本设计的走线均采用就近连接，避开功率器件的走线设计。这样的设计易于生产安装，也增强逆变器的稳定性和可靠性。

本发明的设计原理具体如下：

逆变器是一个把直流电转变成交流电的设备，分为直流部分，逆变部分和交流部分，本设计根据此划分线路板设计，线路板分为功率单元、控制单元、电源单元和显示单元。功率单元分为直流部分、逆变部分和交流部分，直流部分的作用是把直流电压升高到母线电压、直流电压采样和直流电流采样。逆变部分的作用是把直流转换成交流和母线电压采样。交流部分的作用是交流滤波、交流电压采样、交流电流采样、漏电流检测和继电器控制。控制单元的作用是负责各种信号的采样以及驱动信号的发出。电源部分负责为控制单元、继电器和风扇的供电。显示单元为逆变器的显示和通信。这样的布局设计使内部的布局更加的紧凑，为后期逆变器的维护提供便利。

走线的布局分为三种走线，功率线、电源线和信号线。

功率线的走线两路直流接入直流板，接入升压电感输出母线电压，正负母线电压接入逆变板，逆变板接入交流电感后输出到交流电感，经过交流板输出。

电源线的走线为电源板输出连接至控制板，继电器和风扇的电源输出连接至交流板

信号线的走线直流电压和电流采样连接至控制板，升压驱动用排线连接至控制板，逆变板的驱动分三相驱动接入控制板，而交流板则所有的信号通过一个排线连接至控制板，显示板安装在上盖上，用排线引入，通信接口也通过端子连接出来。

这样的内部布局设计保证逆变器的散热要求，也能保证排线远离发热元件，减小逆变器故障率，提高逆变器的寿命。

本发明的铝制外壳结构和内部功能单元结构如图1和图2所示，所有铝制和功能单元通过螺丝有效装配。装置通过散热器3的铝制成型边进行搬运。

四路直流电连接到直流开关，经直流开关合成两路，连接到直流板8，升压电感连接到直流板8，直流电压的母线连接至逆变板5，逆变板5经过逆变电感连接至交流板7，交流板7输出。采样信号通过排线连接到控制板6，电源板9为控制板6和交流板7提供电源。

直流板8，逆变板5，交流板7，升压电感和交流滤波电感紧贴散热器布局，这样有利于功率器件的的散热，而控制板6和电源板9在直流板8和逆变板5的电容上面，这样使得模块式的线路板连线最短，连线也避开了功率器件，避免后期随着逆变器的运行导致排线的老化。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。