本實用新型涉及一種電子模塊，特別涉及一種直流無刷電機高溫驅動模塊。

背景技術：

隨著技術進步，無刷直流電機在測井儀器中的使用越來越廣泛，油井測井儀器中使用的無刷直流電機工作特點為“三高一小”，高電壓、高功率、高耐溫和小體積，工作電壓最高超過600V，電機功率最大超過2000W，工作溫度超過150℃，體積要求越小越好，直徑通常不超過50mm。這種情況下，迫切需要一種小體積高耐溫大功率的無刷直流電機驅動模塊來驅動油井測井儀器中的無刷直流電機工作。

無刷直流電機分為有傳感器的無刷直流電機和無傳感器的無刷直流電機兩種，這兩種電機需要不同的電路來驅動。有感無刷通過三只霍爾位置傳感器來獲取電機轉子的位置信號，無感無刷通過檢測轉子繞組中感應的反電動勢來計算位置信號。所以如何可靠的取得位置信號是無刷電機驅動電路要解決的難題。

傳統的無刷直流電機驅動電路由功率器件和驅動電路構成，功率器件通常需要專門的散熱片來散熱，對減小驅動電路的體積非常不利，怎樣可靠散熱是無刷電機驅動電路縮小體積要解決的難題。

技術實現要素：

本實用新型是針對現在直流無刷電機驅動模塊存在的問題，提出了一種直流無刷電機高溫驅動模塊，設計一種小體積、大功率、高耐溫并且能夠適應多種電機的驅動電路，實現驅動測井無刷電機可靠工作。

本實用新型的技術方案為：一種直流無刷電機高溫驅動模塊，包括上蓋、核心控制電路、PCB電路板、功率器件、底板和螺絲，功率器件陣列排列放置在底板上，功率器件的散熱面貼在底板上，功率器件管腳向上彎折焊接在PCB電路板上，核心控制電路元器件焊接在PCB電路板上，核心控制電路元器件、PCB電路板、功率器件和底板從上到下固定放置，螺絲從底板底部穿出底板，再穿過PCB電路板與上蓋上孔鎖緊后成一體式模塊，底板為鋁板，上蓋為金屬外殼，電機接線從上蓋一端的引線孔引出，電源和控制線從上蓋另一端的引線孔引出。

所述直流無刷電機高溫驅動模塊，還包括自緊螺母和沉頭螺絲，每個IGBT功率器件都通過沉頭螺絲和自緊螺母與底板固定，通過鎖緊自緊螺母使每個IGBT功率器件與底板更壓合，保證IGBT功率器件通過底板散熱。所述PCB電路板上對應下方的每一個自緊螺母位置有一通孔，自緊螺母嵌入PCB電路板上對應的通孔，節省空間。

所述直流無刷電機高溫驅動模塊，還包括底板與PCB電路板之間的銅柱，螺絲固定時穿過同高的銅柱，銅柱高度保證底板與PCB電路板之間的上下距離。

所述核心控制電路內部集成霍爾傳感器信號處理電路和反電動勢檢測電路，自適應各種有傳感器無刷電機和無傳感器無刷電機。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型直流無刷電機高溫驅動模塊，體積小、大功率、高耐溫，適用于驅動高溫環境下使用的油井測井儀器用無刷直流電機，核心控制電路芯片采用定制的soc芯片，內部集成霍爾傳感器信號處理電路和反電動勢檢測電路，能夠自動適應各種有傳感器無刷電機和無傳感器無刷電機。

附圖說明

圖1為本實用新型直流無刷電機高溫驅動模塊電路原理框圖；

圖2為本實用新型直流無刷電機高溫驅動模塊裝配一圖；

圖3為本實用新型直流無刷電機高溫驅動模塊裝配二圖；

圖4為本實用新型直流無刷電機高溫驅動模塊裝配三圖；

圖5為本實用新型直流無刷電機高溫驅動模塊裝配完后圖。

具體實施方式

如圖1所示直流無刷電機高溫驅動模塊電路原理框圖，核心控制電路芯片采用定制的soc芯片，內部集成霍爾傳感器信號處理電路和反電動勢檢測電路，能夠自動適應各種有傳感器無刷電機和無傳感器無刷電機。尤其當電機的傳感器因故障產生錯誤信號時，該電路能夠自動轉換工作模式到無傳感器模式。功率器件的工作電流約5安培（4000W/800V），選擇耐壓1200V、電流24A的IGBT器件做為功率開關管。三相無刷驅動所需的六個橋臂中，每個橋臂使用一只IGBT，六只IGBT組成IGBT功率器件陣列，簡化功率驅動電路設計，同時有利于縮小模塊的體積。輸入控制引線輸入核心控制電路，輸出電機引線從IGBT功率器件陣列出。

如圖2所示直流無刷電機高溫驅動模塊裝配一圖，模塊包括，上蓋1、核心控制電路2、PCB電路板3、自緊螺母4、功率器件5、銅柱6、底板7、沉頭長螺絲8和沉頭短螺絲9，如圖3所示直流無刷電機高溫驅動模塊裝配二圖，六只IGBT功率器件5并排放置，功率器件5的散熱面貼在底板上，底板7為長方形鋁板，功率器件5管腳向上彎折焊接在PCB電路板3上，核心控制電路2元器件焊接在PCB電路板3上，PCB電路板3在并排放置的IGBT功率器件5上方，每個IGBT功率器件5由沉頭短螺絲9和自緊螺母4固定在長方形鋁底板7上，通過緊固自緊螺母4使IGBT功率器件5與底板7更壓合，保證IGBT器件5通過長方形鋁底板7散熱。同時PCB電路板3上對應下方的每一個自緊螺母4位置有一通孔，自緊螺母4嵌入PCB電路板3上對應的通孔，充分利用縱向的空間使模塊更緊湊。底板7與PCB電路板3之間的上下距離靠四個角放置的4個同高的銅柱6來保證，4根沉頭長螺絲8從底板7底部穿出底板，通過銅柱6再穿過PCB電路板3與上蓋1連接，銅柱6同時可使上蓋1和底板7連成一金屬散熱體，如圖4所示直流無刷電機高溫驅動模塊裝配三圖，4個沉頭長螺絲8與上蓋1上的孔鎖緊后成一體式模塊，如圖5所示直流無刷電機高溫驅動模塊裝配完后圖。上蓋1通過螺絲與底板連接，在內部固定PCB，同時在外部對電路提供保護。電機接線從上蓋1一端的引線孔引出，電源和控制線從上蓋1另一端的引線孔引出，引線選用耐高溫的氟膠高溫鍍銀線。

PCB電路板3上的元器件全部采用高溫貼片元件，充分利用IGBT上方的空間，減小模塊的體積。

模塊體積為35*140*16mm，設計最大工作電壓800V，設計最大驅動功率4000W，設計最高環境工作溫度150℃。

上蓋1為一個長條形金屬外殼，功率器件和控制電路全部集成在外殼內，外露的底板7和上蓋1均為金屬，功率器件的散熱面安裝在底板上，通過底板的安裝面散熱，控制電路PCB電路板安裝在功率器件上方的上蓋內，可通過上蓋1散熱，底板7和上蓋1通過螺絲連接，接線由上蓋1兩端的引線孔引出。整個模塊體積小、大功率、耐溫高。