一种集成PCB板的控制器结构的制作方法

本实用新型涉及控制器，特别涉及一种集成PCB板的控制器结构。

背景技术：

典型的控制器元器件主要由高压母线、外壳体、IGBT、薄膜电容、低压线束、PCB板等组成。在电驱动产品竞争日益激烈的环境下，能够设计出一款内部器件高度集成、体积小、重量轻、成本可观的小型化控制器是体现核心竞争力的关键所在。

以水冷控制器为例，就控制器外部布局而言，其壳体端会设计安装用来调试信号、刷写程序的低压插座，以及传递直流信号的高压正负极插座（直流母线）和输出交流信号的三相插座（三相线）；就控制器内部布局而言，水道结构往往设计在壳体底部或控制器基板内部，水道出入口有专门设计的水嘴。通过一定量的冷却水来对安装在水道上方的IGBT进行散热。传统的薄膜电容会通过螺栓安装在壳体上部，并与IGBT及外部母线进行连接。最后在IGBT上端安装驱动板模块、隔离板及控制板模块。控制板与驱动板之间会插接低压线束，用来传递电信号。

现有技术的缺点有：

1．现有的PCB布局集成性较差，控制板与驱动板相互独立。不仅如此，还要额外增加信号线和隔离板。

2．现有的薄膜电容外端都有安装支脚，用以固定在壳体上，体积往往较大，且占用一定安装空间。

3．现有的控制器整体布局若按传统方式设计，其整体尺寸会很大，重量也会增加，竞争力会因此大打折扣。

技术实现要素：

本实用新型目的是：提供一种集成PCB板的控制器结构，通过优化PCB布局来减少不必要的的元器件，提高装配效率，减轻后期维修难度；另一方面改进薄膜电容的安装工艺，优化水道设计制造方法，进一步压缩控制器空间，减轻控制器重量，降低控制器制造成本，提升控制器功率密度。

本实用新型的技术方案是：

一种集成PCB板的控制器结构，包括控制器壳体、薄膜电容、水冷板、IGBT器件和集成式PCB板，所述薄膜电容安装在控制器壳体底部，水冷板处在薄膜电容上表面，并于与控制器壳体固定连接，IGBT器件安装在水冷板上方，集成式PCB板安装在IGBT器件上。

优选的，所述薄膜电容与控制器壳体之间灌注有胶质。

优选的，所述集成式PCB板上集成有控制单元和驱动单元。

优选的，所述集成式PCB板外边缘还设置有转接板组件。

优选的，所述集成式PCB板上集成有控制单元、驱动单元以及转接板组件。

优选的，所述水冷结构集成在IGBT器件底部。

优选的，所述控制器壳体外部设有加强筋。

优选的，所述集成式PCB板上的EMC元器件全部集成在高压母线周围。

本实用新型的优点是：

1．本实用新型的集成PCB板的控制器结构，水冷板处在IGBT和薄膜电容的中间位置，其特有的三明治构层，使得水冷板在给IGBT散热的同时也对薄膜电容进行散热，整体布局紧凑，散热程度高。

2．本实用新型的集成PCB板的控制器结构，薄膜电容的结构去除了螺钉安装孔，采用全新的灌胶方案进行固定，此种固定方式能使薄膜电容做小，节省空间。

3．本实用新型的集成PCB板的控制器结构，PCB板上同时集成有控制单元和驱动单元，这种二合一设计，去除掉了多余的驱动线束、驱动电源线束和转接板线束。更为先进的地方在于，它去除了占用一定空间的隔离板结构，由PCB板上的覆铜起到隔离作用，节省了一定空间，控制器布局紧凑，体积可以做的很小，功率密度也随之提高，产品的装配效率也得到相应地提升，同时也降低了控制器设计制造成本。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的集成PCB板的控制器结构的爆炸图；

图2为本实用新型的水冷板、薄膜电容、IGBT三合一结构示意图；

图3为本实用新型的薄膜电容的局部安装俯视图；

图4为本实用新型的集成式PCB板的结构示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，本实用新型的集成PCB板的控制器结构，包括控制器壳体1、薄膜电容2、水冷板3、IGBT器件4、集成式PCB板5和转接板组件6。所述薄膜电容2安装在控制器壳体1底部，水冷板3处在薄膜电容2上表面，并于与控制器壳体1固定连接，IGBT器件4安装在水冷板3上方，集成式PCB板5安装在IGBT器件4上，所述转接板组件6通过插针焊接到集成式PCB板外边缘。

如图2所示，所述薄膜电容2与控制器壳体1之间灌注有胶质。水冷板3处在IGBT器件4和薄膜电容2的中间位置，其特有的三明治构层，使得水冷3板在给IGBT器件4散热的同时也对薄膜电容2进行散热，整体布局紧凑，散热程度高。如图3所示，薄膜电容结构与一般电容的明显区别在于其周围没有用于固定螺钉的安装孔，本方案薄膜电容2采用局部灌胶方式，从控制器壳体1的灌胶口7注入胶质，随着胶质的固化，薄膜电容便可固定住。此种固定方式能使薄膜电容做小，节省空间。

本实用新型为了使控制器整体布局更紧凑，控制器外部尺寸做得更小，一方面移除薄膜电容2的支撑脚，采用灌胶密封方式，将薄膜电容2固定在壳体内部；另一方面将壳体壁厚减薄，设计加强筋来增加强度；并将PCB板上的EMC元器件全部集成在高压母线8周围，进一步缩小空间；最后设计满足冷却要求的最小体积水冷板模块，采用上下散热方式给IGBT器件4和薄膜电容2进行散热。

如图4所示，所述集成式PCB板5上集成有控制单元51和驱动单元52。在集成式PCB板外边缘焊接有转接板组件6。此集成式PCB板优势在于，去除掉了多余的驱动线束、驱动电源线束和转接板线束。更为先进的地方在于，它去除了占用一定空间的隔离板结构，由PCB板上的覆铜起到隔离作用，在节省一定空间，减少多余线束件同时也降低了控制器设计制造成本，提升了控制器装配效率。

在此方案中，所示转接板组件6是通过排针进行焊接安装的，而非集成式PCB板5上的一个子模块。在终极集成化PCB板中，可以设法让转接板组件6进行集成，使其与控制单元、驱动单元同时作为集成式PCB板5上的一个子模块。

此方案中水冷板和IGBT器件是独立式构造，如果可行的话，尝试将水冷结构集成在IGBT上，这样能缩减更多空间。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。