驅(qū)動電路復(fù)合屏蔽裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及IGBT與驅(qū)動單元間的屏蔽絕緣隔離技術(shù)，具體為一種驅(qū)動電路復(fù)合屏蔽裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電流，電壓等級不斷提高，IGBT成為交流傳動機車環(huán)境中的變流器裝置中的理性工作器件，而高壓大電流IGBT的開通與關(guān)斷，是完成功率單元功能變換的關(guān)鍵。驅(qū)動單元用來控制IGBT開關(guān)和保護IGBT，所以驅(qū)動電路對整個變流器有著重要影響。牽引控制單元Tract1n Control Unit (以下簡稱TCU)發(fā)出控制信號傳遞給驅(qū)動電路(驅(qū)動板)，驅(qū)動電路再發(fā)出信號控制IGBT開關(guān)，IGBT工作狀態(tài)通過驅(qū)動板的反饋信號傳遞給TCU，出現(xiàn)故障及時進行保護。所以信號傳遞的品質(zhì)對IGBT的控制和保護起到至關(guān)重要的作用，如果輸入信號受到干擾，直接造成IGBT的損壞，甚至爆炸。目前，驅(qū)動板至IGBT的信號通過電纜進行傳輸，而二者之間是電磁干擾最嚴重的地方，所以做好驅(qū)動板與IGBT之間屏蔽工作尤為重要。
[0003]目前驅(qū)動板與IGBT之間的屏蔽采用如下技術(shù)方案:1)只采取絕緣隔離措施，不設(shè)置專門的屏蔽層；
2)采用金屬屏蔽板和絕緣板分立的模式。
[0004]但是這些技術(shù)存在如下缺點:
O不設(shè)置屏蔽層，對高壓大電流電路，電磁屏蔽效果很差，IGBT容易損壞；
2)采用金屬屏蔽板和絕緣板分立的模式，占用很大的空間，系統(tǒng)很臃腫，不能滿足空間體積要求。
[0005]因此非常需要一種能夠又省空間，又有效屏蔽驅(qū)動板對IGBT的電磁干擾以及高壓干擾的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為解決目前IGBT與驅(qū)動單元之間電磁干擾不能完全屏蔽且不能隔離高壓干擾的技術(shù)問題，提供一種驅(qū)動電路復(fù)合屏蔽裝置。
[0007]本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種驅(qū)動電路復(fù)合屏蔽裝置，包括一個復(fù)合屏蔽板，復(fù)合屏蔽板由型材為6061銷合金制成的I?1.5mm厚的金屬層、緊貼金屬層兩側(cè)固定的由絕緣材料GP0-3制成的厚度為1~1.5_絕緣層以及復(fù)合在兩側(cè)絕緣層外表面的絕緣保護膜組成；復(fù)合屏蔽板外表面上開有驅(qū)動板安裝孔；金屬層上下左右四個邊均部分向外延伸，延伸部分開有安裝引腳。
[0008]電磁兼容性是產(chǎn)品質(zhì)量重要的指標之一。為降低交變電場對敏感電路的耦合干擾電壓，可以在干擾源和敏感電路之間設(shè)置導(dǎo)電性好的金屬屏蔽體，并將金屬屏蔽體接地。當干擾電磁場的頻率較高時，利用低電阻率的金屬材料中產(chǎn)生的渦流，形成對外來電磁波的抵消作用，從而達到屏蔽的效果；當干擾電磁波的頻率較低時，要求采用高導(dǎo)磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部，防止擴散到屏蔽的空間去。一般采用電屏蔽體的厚度不必過大，而以趨膚深度和結(jié)構(gòu)強度為主要考慮因素。
[0009]復(fù)合屏蔽板由五層結(jié)構(gòu)組成，一層采用導(dǎo)電性良好，成本較低的I?1.5_厚型材為6061的鋁合金(金屬層)，作為驅(qū)動電路復(fù)合屏蔽裝置的屏蔽主體；另一層采用絕緣和機械性能良好的絕緣材料GP0-3，厚度為I?1.5mm,壓制在金屬層的兩側(cè)，用于防止局部放電和高壓隔離；另兩絕緣層外表面各復(fù)合一層絕緣保護膜，對驅(qū)動電路實現(xiàn)電氣絕緣和壓封為一體的作用。鋁合金與絕緣層的材質(zhì)以及厚度的選擇能夠在綜合成本低廉的前提下起到最大限度屏蔽驅(qū)動板與IGBT之間電磁干擾的作用。
[0010]進一步的，復(fù)合屏蔽板的外表面中部靠近上下頂端的位置分別固定有一個絕緣槽；驅(qū)動板安裝孔為絕緣通孔。
[0011]驅(qū)動板安裝孔為絕緣通孔，實現(xiàn)電氣絕緣；在復(fù)合屏蔽板中間開口處貼上絕緣槽，增加框架到驅(qū)動板的爬電距離；復(fù)合屏蔽板伸出的安裝引腳為屏蔽主體(金屬層)的邊角，安裝在金屬框架上，從而實現(xiàn)電場屏蔽。
[0012]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案解決了三個問題:1)由于高壓交流母排工作時產(chǎn)生的電磁場對驅(qū)動板低壓信號產(chǎn)生干擾，所以本發(fā)明采用一種電導(dǎo)率好的金屬材料作為復(fù)合屏蔽板的主體(即金屬層)；2)由于受模塊外形限制，驅(qū)動板離模塊高壓信號比較近，避免由于金屬屏蔽板的尖角與復(fù)合母排的部分尖角之間產(chǎn)生放電現(xiàn)象，采用一種絕緣性能好的絕緣材料，并壓制在金屬層兩側(cè)；3)受模塊結(jié)構(gòu)限制，驅(qū)動板離框架和金屬材料(金屬層)比較近，滿足不了電氣絕緣條件，所以在屏蔽板表面增加一種絕緣槽和絕緣保護膜，以滿足電氣絕緣要求。
[0013]本發(fā)明具有如下技術(shù)優(yōu)點:
1)減少交變磁場對驅(qū)動板低壓信號的干擾，提高IGBT工作的可靠性；
2)體積小，節(jié)省空間，并能滿足電氣絕緣條件；
3)由于受模塊結(jié)構(gòu)約束，滿足不了爬電距離和電氣間隙，復(fù)合屏蔽裝置增加了爬電距離和電氣間隙，有效解決了此問題。
【附圖說明】
[0014]圖1本發(fā)明主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2本發(fā)明側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3本發(fā)明復(fù)合屏蔽板剖視示意圖。
[0017]1-復(fù)合屏蔽板，2-金屬層，3-絕緣層，4-絕緣保護膜，5-驅(qū)動板安裝孔，6_安裝引腳，7-絕緣槽。
【具體實施方式】
[0018]—種驅(qū)動電路復(fù)合屏蔽裝置，包括一個復(fù)合屏蔽板I，復(fù)合屏蔽板I由型材為6061銷合金制成的 1~1.5mm(可選擇 1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm)厚的金屬層 2、緊貼金屬層2兩側(cè)的由絕緣材料GP0-3制成的厚度為1~1.5mm (可選擇1.0mm、l.lmm、l.2mm、
1.3mm、1.4mm、1.5mm)絕緣層3以及復(fù)合在絕緣層3外表面的絕緣保護膜4組成；復(fù)合屏蔽板I外表面上開有驅(qū)動板安裝孔5 ;金屬層2上下左右四個邊均部分向外延伸，延伸部分開有安裝引腳6。圖1中復(fù)合屏蔽板的各個邊部分的向外延伸，如右邊只是部分向外延伸，而左邊則整體向外延伸。
[0019]復(fù)合屏蔽板I的外表面中部靠近上下頂端的位置分別固定有一個絕緣槽7 ;驅(qū)動板安裝孔5為絕緣通孔。
[0020]所述絕緣槽7呈L型結(jié)構(gòu)，所述上下兩個絕緣槽7以復(fù)合屏蔽板I水平中心線為對稱軸上下對稱設(shè)置。如圖1所述，L形的絕緣槽上下對稱設(shè)置，上方的絕緣槽7其豎直段位于水平段的上方；而下方的絕緣槽7其豎直段位于水平段的上方。絕緣槽突出于復(fù)合屏蔽板的外表面，可以進一步提高復(fù)合絕緣板的電氣絕緣性能。
[0021]所述絕緣保護膜4采用聚酰亞胺或聚乙烯或聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯制成。該種材料絕緣效果好，且成本低廉。將上述材料復(fù)合在復(fù)合屏蔽板表面的技術(shù)是本領(lǐng)域的公知技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種驅(qū)動電路復(fù)合屏蔽裝置，其特征在于，包括一個復(fù)合屏蔽板(1)，復(fù)合屏蔽板(I)由型材為6061銷合金制成的I?1.5mm厚的金屬層(2)、緊貼金屬層(2)兩側(cè)固定的由絕緣材料GPO-3制成的厚度為1~1.5mm絕緣層(3)以及復(fù)合在兩側(cè)絕緣層(3)外表面的絕緣保護膜(4)組成；復(fù)合屏蔽板(I)外表面上開有驅(qū)動板安裝孔(5);金屬層(2)上下左右四個邊均部分向外延伸，延伸部分開有安裝引腳(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路復(fù)合屏蔽裝置，其特征在于，復(fù)合屏蔽板(I)的外表面中部靠近上下頂端的位置分別固定有一個絕緣槽(7);驅(qū)動板安裝孔(5)為絕緣通孔。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動電路復(fù)合屏蔽裝置，其特征在于，所述絕緣槽(7)呈L型結(jié)構(gòu)，所述上下兩個絕緣槽(7)以復(fù)合屏蔽板(I)水平中心線為對稱軸上下對稱設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動電路復(fù)合屏蔽裝置，其特征在于，所述絕緣保護膜(4)采用聚酰亞胺或聚乙烯或聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯制成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及IGBT與驅(qū)動單元間的屏蔽及隔離技術(shù)，具體為一種驅(qū)動電路復(fù)合屏蔽裝置。解決了目前IGBT與驅(qū)動單元之間電磁干擾不能完全屏蔽且不能隔離高壓干擾的技術(shù)問題。一種驅(qū)動電路復(fù)合屏蔽裝置，包括一層金屬屏蔽板，兩層絕緣板以及將這三層板壓封為一體的絕緣保護膜。金屬屏蔽板由1~1.5mm厚的6061鋁合金板材加工制成、緊貼金屬屏蔽板兩側(cè)為由絕緣材料GPO-3加工制成的厚度為1~1.5mm絕緣層，利用高耐壓的絕緣保護膜將金屬屏蔽層和兩層絕緣層壓封在成為一體；復(fù)合屏蔽板上開有驅(qū)動板安裝孔；金屬層上下左右四個邊的金屬部分分段向外延伸，延伸部分開有安裝孔。本發(fā)明能減少交變磁場對驅(qū)動板低壓信號的干擾，提高IGBT工作的可靠性；還能滿足高達10000V的電氣耐壓絕緣條件。
【IPC分類】H05K9-00
【公開號】CN104754929
【申請?zhí)枴緾N201510199643
【發(fā)明人】牛勇, 管俊青, 代全業(yè), 李相鋒, 吳曉燕
【申請人】永濟新時速電機電器有限責任公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月25日