(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211198570.7 (22)申请日 2022.09.29 (71)申请人 徐州徐工矿业机 械有限公司 地址 221000 江苏省徐州市徐州经济技 术 开发区和平大道169号 (72)发明人 李斌　张亮　张亚鹏　张莉　 褚福阳　房康宁　王冠　于振华　 (74)专利代理 机构 徐州市三联专利事务所 32220 专利代理师 史海涛 (51)Int.Cl. H02M 7/5387(2007.01) H02M 1/088(2006.01) H02H 7/122(2006.01) H02P 21/14(2016.01)H02P 27/12(2006.01) H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种矿用自卸车智能集成功率模块 (57)摘要 本发明涉及一种矿用自卸车智能集成功率 模块， 属于工程机械技术领域,由I GBT开关器件、 母线电容、 IGBT驱动电路和控制电路构成； IGBT 开关器件分别组成三相全桥逆变电路、 成斩波电 路， 母线电容、 三相全桥逆变电路、 成斩波电路构 成并联电路； 控制电路接收上位控制器下发的输 入指令， 并向驱动电路输出驱动信号， 由驱动电 路控制三相全桥逆变电路、 成斩波电路。 该智能 集成功率模块具有安装体积小、 控制线路少、 集 成度更高、 拆装更便捷、 使用更简单、 散热方式可 选的优点， 在矿用自卸车高粉尘、 强震动的恶劣 工况下， 可以有效减少分立器件组装 带来的大体 积、 难维护、 多线束、 紧固点异常多的缺点， 可以 有效提升产品的维护便捷性及使用可靠性。 权利要求书2页 说明书3页 附图2页 CN 115360929 A 2022.11.18 CN 115360929 A 1.一种矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 由IGBT开关器件、 母线电容、 IGBT 驱动电路和控制电路构成； IGBT开关器件分别组成三相全桥逆变电路、 成斩波电路， 母线电 容、 三相全桥逆变电路、 成斩波电路构成并联电路； 控制电路接收上位控制器下发的输入指 令， 并向驱动电路输出驱动信号， 由驱动电路控制三相全桥逆变电路、 成斩波电路。 2.根据权利要求1所述的一种 矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述三相全 桥逆变电路由IGBT开关器件Sa、 Sb、 Sc、 构成， Sa、 Sb、 Sc、 两两串联为一 组， 并相互并联构成三相全桥逆变电成路， 所述Sa、 Sb、 Sc的发射极分别输出异 步电机的三相 电压Ua、 Ub、 Uc。 3.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述Sd、 串联构成斩波电路， 所述Sd发射极通过电阻与负极连接 。 4.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述IGBT驱 动电路配有DC/DC电源、 动态Vce检测电路、 动态高级有源钳位功能、 门极监控功能、 IGBT驱动 功能。 5.根据权利要求1或4所述的一种矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述 IGBT驱动电路的输出引脚C、 G、 E分别与IGBT的集电极、 门极和发射极连接 。 6.根据权利要求1或4所述的一种矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述 IGBT驱动电路具备短路故障保护、 门极故障保护和驱动器电源欠压故障保护功能， 并同时 对外发送故障状态信号。 7.根据权利要求1所述的一种 矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述控制电 路以变流模块控制电路构成核心控制单元， 接 收上位控制器下发的输入指令， 根据工况运 行异步电机矢量控制算法和/或异步电机直接转矩控制算法， 从驱动信号输出端口输出指 令给驱动电路。 8.根据权利要求7所述的一种 矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述上位控 制器下发的输入指令包括车辆车速、 驱动功率、 电机转矩中其 一或任意组合。 9.根据权利要求7所述的一种 矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述异步电 机矢量控制算法： 矢量控制在转子磁场定 向的前提下， 将定子电流分解成励磁分量和转矩 分量， 然后采用比例积分调节器在同步旋转坐标系 上对其进行分别调节， 最后利用空间矢 量脉宽调制策略合成参 考电压矢量。 10.根据权利要求7所述的一种矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述异步 电机直接转矩控制算法： 直接转矩控制在定子磁场定向的前提下， 利用空间矢量分析方法， 直接在定子坐标系下计算控制电机的转矩， 借助于离散的两点式调节产生PWM控制 信号， 直 接对逆变器的开关器件进行控制。 11.根据权利要求7所述的一种矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述控制 电路具备驱动信号输出、 驱动故障保护、 模拟信号的采集处理以及与上位处理系统的通信 交互功能。 12.根据权利要求7所述的一种矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述控制 电路还集成有模拟量采集电路。 13.根据权利要求12所述的一种 矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述模拟权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115360929 A 2量采集电路包括电压检测电路、 电流检测电路、 温度检测电路。 14.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述集成 功率模块还 包括光纤通信电路， 通过CAN 通信总线完成传输 。 15.根据权利要求14所述的一种 矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述光纤 通信电路实现控制电路、 IGBT驱动电路、 模拟量采集电路之间的命令下发、 状态反馈和数据 交互。 16.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述能集 成功率模块的IGBT和母线电容， 可根据需求配置不同的规格。 17.根据权利要求1所述的一种矿用自卸车智能集成功率模块， 其特征在于： 所述集成 功率模块采用风冷散热或水冷散热散热封装 模式。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115360929 A 3