350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及大功率動車四象限功率模塊中的傳輸方式，具體為一種350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)和動車交流技術(shù)的發(fā)展，以及高壓大功率IGBT在變流器上的廣泛應(yīng)用，功率單元作為整個變流器的核心部件，也正朝著高頻、小型化、智能化、高可靠性的方向發(fā)展。機車控制單元發(fā)出的指令信號需要經(jīng)過一定距離的傳輸才能到達(dá)功率單元，信號傳輸?shù)臓顩r將關(guān)系到變流器能否正?？煽康墓ぷ?。傳統(tǒng)的方法是采用雙絞屏蔽線組成線束，通過接線端子的連接，進(jìn)行信號的傳輸。但是這種線束存在的問題是:①信號干擾大②傳輸功能弱③接線端子壓接不可靠④端子的氧化銹蝕⑤屏蔽層的處理不當(dāng)，容易引起短路⑥電纜數(shù)量較多，容易使線號張冠李戴⑦電氣連接錯位⑧結(jié)構(gòu)臃腫⑨安裝維護(hù)不便、可靠性差等缺點。
[0003]為了克服傳統(tǒng)信號傳輸?shù)牟蛔?，就需要對電氣連接方式采用新方法、引入新材料、使用新工藝，以滿足功率單元高頻、小型化、智能化、高可靠性的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型為解決目前機車控制單元所采用的信號傳輸線束存在的信號干擾大、傳輸功能弱、接線端子壓接不可靠以及端子存在氧化銹蝕等技術(shù)問題，提供一種350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束。
[0005]本實用新型設(shè)計了一種適用于大功率動車四象限功率模塊中的傳輸結(jié)構(gòu)(驅(qū)動適配板線束)，采用了一種整體性較強的連接結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了信號正確、可靠的傳輸，減少了模塊體積，并且具有防插錯功能，提高了功率模塊工作的可靠性。
[0006]本實用新型是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束，包括由四根同軸電纜采用排線制作方式制成的線束，線束外套設(shè)有一個硅橡膠套管，線束的兩端均伸出硅橡膠套管且兩端均連接有一個連接器。
[0007]本實用新型所述的線束適用于采用兩電平單相四象限整流電路的四象限功率模塊，主要功能是傳輸:①門極信號②15V電源信號③短路保護(hù)檢測信號④鉗位電路信號。適配板接受來自變流器控制單元(TCU)的控制信號后，按PWM控制算法，生成IGBT的控制信號(包括驅(qū)動時間，關(guān)斷時間，死區(qū)時間等)；驅(qū)動板作為執(zhí)行部件，響應(yīng)脈沖適配板的信號，驅(qū)動開關(guān)管動作。
[0008]本線束需要傳輸?shù)男盘栍猩鲜?類，對于組成單相四象限整流電路的IGBT來說(圖1)，每塊IGBT驅(qū)動板必須有獨立的供電電源和驅(qū)動控制信號。為了簡化控制系統(tǒng)的布線，采用8束此類線束來實現(xiàn)信號的多路分配。這樣，控制系統(tǒng)只需要給出I路電源信號，而且對于同一個橋臂的2個IGBT，也只需給出一路驅(qū)動控制信號，從而一個驅(qū)動板可以控制2個獨立的IGBT驅(qū)動單元。同軸電纜的傳輸速度可達(dá)到幾百Mb/s，并且傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定。每根同軸電纜的內(nèi)軸導(dǎo)體與它的外圍金屬網(wǎng)線共同傳輸一組信號。因此本實用新型能夠有效提高傳輸速率，且能夠提高傳輸過程中的信號穩(wěn)定性。采用同軸電纜制作集成線束，可以減少電纜數(shù)量，節(jié)省空間，簡化布局。四根同軸電纜采用排線制作方式，并通過連接器與其它部件連接，提高了線束與各部件的壓接可靠性，避免了端子的氧化銹蝕，同時也有效防止了電氣連接錯位，解決安裝維護(hù)不便的問題。硅橡膠套管與同軸電纜緊密貼合，保證同軸電纜不會散落。
[0009]進(jìn)一步的，連接器與同軸電纜之間用環(huán)氧樹脂灌封膠固定在一起。
[0010]灌封膠位置位于連接器靠近硅橡膠套管的一側(cè)。環(huán)氧樹脂灌封膠采用雙組份環(huán)氧樹脂膠，其主劑和固化劑分開分裝及存放，用前按質(zhì)量比4:1進(jìn)行AB混合配比，攪拌均勻后便可進(jìn)行灌封作業(yè)。灌封膠在未固化前屬于液體狀，具有較好的流動性，容易滲透進(jìn)產(chǎn)品的間隙中，膠體本身對于金屬、線纜、電子元器件以及塑料件無腐蝕。膠體可在常溫或中溫條件下固化，且固化速度適中。固化后表面無氣泡、光亮、平整、不開裂。成品散熱性好，硬度高，對外來沖擊、震動的抵抗力強。它避免了器件的直接暴露，改善器件的防水、防潮、防腐蝕等性能，也提高了內(nèi)部器件、線路間絕緣。材料本身環(huán)保阻燃，耐酸堿性能好，耐濕熱和大氣老化，無毒無害，符合嚴(yán)苛的環(huán)保要求。
[0011]灌封膠的使用，使產(chǎn)品具有較好的整體性，而且其密度較低，也有利于器件小型化、輕量化設(shè)計。
[0012]進(jìn)一步的，硅橡膠套管外部在靠近其兩端的位置處捆扎有錦絲繩。
[0013]進(jìn)一步的，同軸電纜采用50 Ω同軸電纜，連接器采用16個15芯方形連接器。
[0014]選用的連接器具備下述特點:
[0015]①可以耐更高的電壓與電流、有更好的抗磁性、抗腐蝕性、還可以防塵、防水、防震動等；
[0016]②體積小，重量輕，接觸偶密度高，插核面界面密封、防斜插設(shè)計；
[0017]③螺紋快速連接并帶防脫配機構(gòu)，耐劇烈振動與沖擊。
[0018]利用50Ω同軸電纜制作此類線束，目的是把同軸電纜的金屬網(wǎng)線作為獨立的導(dǎo)線使用，可以很好的阻隔外界的電磁干擾。
[0019]在布線時①線束的彎曲半徑盡可能大，最小半徑為25_，過度折彎會導(dǎo)致信號衰減過大，影響信號傳輸；②采用盡可能短的同軸線纜傳輸信號有利于減少線束的寄生電感，降低驅(qū)動信號的波動，使驅(qū)動高頻方波信號穩(wěn)定，保證開關(guān)正常動作。
[0020]本實用新型所述的驅(qū)動適配板線束的設(shè)計及應(yīng)用，有以下有益效果:
[0021]I)采用同軸電纜分配信號，不僅可以減少電纜數(shù)量，簡化線路布局，節(jié)省空間，而且還大幅度地降低了材料的成本費用；
[0022]2)采用整體性較好的插頭插座的連接方式，便于安裝、維修及更換，降低維修成本；
[0023]3)采用環(huán)氧灌封膠，使連接更為牢固，也增加部件的對外界環(huán)境的抵抗力；避免以往連接器對外連接處不夠密封，易受水及灰塵腐蝕，易短路的現(xiàn)象；
[0024]4)采用了具有定位鍵的連接器(即插頭)，具有較好的防插錯功能。
【附圖說明】
[0025]圖1本實用新型應(yīng)用于連接驅(qū)動電路板和適配電路板時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]1-線束，2-硅橡膠套管，3-連接器，4-錦絲繩，5-標(biāo)識熱塑管，6-驅(qū)動電路板，7-適配電路板，8-灌封膠位置，9-350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束，10-螺栓。
【具體實施方式】
[0028]一種350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束，包括由四根同軸電纜采用排線制作方式制成的線束1，線束I外套設(shè)有一個硅橡膠套管2，線束I的兩端均伸出硅橡膠套管2且兩端均連接有一個連接器3。
[0029]連接器3與同軸電纜之間用環(huán)氧樹脂灌封膠固定在一起。
[0030]硅橡膠套管2外部在靠近其兩端的位置處捆扎有錦絲繩4。
[0031]同軸電纜采用50Ω同軸電纜，連接器3采用16個15芯方形連接器。
[0032]硅橡膠套管I外側(cè)還套有標(biāo)識熱塑管5。
[0033]本實用新型所述的四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束的各種性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。
[0034]驅(qū)動適配板線束主要部分組成如下:
[0035](a) 16個15芯方形連接器(帶插針)；
[0036](b) 8根線束(每根線束控制I個IGBT驅(qū)動單元)；
[0037](c)絕緣強度為1kV的硅橡膠(樹脂)套管；
[0038](d) 50 Ω 同軸電纜；
[0039](e)相關(guān)附件(如熱塑管、錦絲繩、標(biāo)簽等)。
[0040]圖2中，帶有IGBT標(biāo)識的一端連接在適配板上，帶有Driver標(biāo)識的一端連接在驅(qū)動板上。因為兩種電路板連接器管腳的意義截然不同，所以必須用標(biāo)簽加以區(qū)別。標(biāo)識熱塑管5上可以寫明產(chǎn)品的具體生產(chǎn)信息。圖中使用錦絲繩4的目的是防止線纜松弛，避免在使用過程中線束對連接器3的插針造成破環(huán)性的拉力，有效保護(hù)線束的完整、緊湊。錦絲繩整齊綁扎后，要對其進(jìn)行浸漆固化處理，防止松散脫落。使用絕緣強度為1kV的硅樹脂套管，對線束整體起到了有效的絕緣及防護(hù)作用。在每個驅(qū)動板上連接兩根此類線束，分別傳遞控制信號給同一個橋臂的2個IGBT驅(qū)動電路。圖中標(biāo)號8為灌封膠時的位置，連接器通過螺栓10與帶連接部件相連接。
【主權(quán)項】
1.一種350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束，其特征在于，包括由四根同軸電纜采用排線制作方式制成的線束(I )，線束(I)外套設(shè)有一個硅橡膠套管(2)，線束(I)的兩端均伸出硅橡膠套管(2 )且兩端均連接有一個連接器(3 )。
2.如權(quán)利要求1所述的350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束，其特征在于，連接器(3)與同軸電纜之間用環(huán)氧樹脂灌封膠固定在一起。
3.如權(quán)利要求1或2所述的350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束，其特征在于，硅橡膠套管(2 )外部在靠近其兩端的位置處捆扎有錦絲繩(4 )。
4.如權(quán)利要求1或2所述的350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束，其特征在于，同軸電纜采用50 Ω同軸電纜，連接器(3)采用16個15芯方形連接器。
5.如權(quán)利要求3所述的350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束，其特征在于，同軸電纜采用50Ω同軸電纜，連接器(3)采用16個15芯方形連接器。
6.如權(quán)利要求1或2所述的350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束，其特征在于，硅橡膠套管(I)外側(cè)還套有標(biāo)識熱塑管(5 )。
【專利摘要】本實用新型涉及大功率動車四象限功率模塊中的傳輸技術(shù)，具體為一種350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束。解決了目前機車控制單元所采用的信號傳輸線束存在的信號干擾大、傳輸功能弱、接線端子壓接不可靠以及端子的氧化銹蝕等技術(shù)問題。一種350公里動車四象限功率模塊驅(qū)動適配板線束，包括由四根同軸電纜采用排線制作方式制成的線束，線束外套設(shè)有一個硅橡膠套管，線束的兩端均伸出硅橡膠套管且兩端均連接有一個連接器；連接器與同軸電纜之間用環(huán)氧樹脂灌封膠固定在一起。本實用新型采用同軸電纜分配信號，不僅可以減少電纜數(shù)量，簡化線路布局，節(jié)省空間，而且還大幅度地降低了材料的成本費用。
【IPC分類】H01R31-06, H01R13-52, H01R13-66
【公開號】CN204481294
【申請?zhí)枴緾N201520224593
【發(fā)明人】寇娜, 王雷, 楊春宇, 牛勇, 劉志敏
【申請人】永濟(jì)新時速電機電器有限責(zé)任公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月15日