專利名稱：電功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的組合密封模塊控制計(jì)算單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的控制計(jì)算單元裝置，特別是采用數(shù)據(jù)處理器( DSP)或微處理器(MPU)以直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)進(jìn)行電能功率轉(zhuǎn)換控制計(jì)算的單 元裝置，其包括控制計(jì)算單元電路需要的電子元件和安裝這些元件的印刷電路板，該單元裝 置通過(guò)電氣連接接口與系統(tǒng)其它單元以及系統(tǒng)外的設(shè)備連接，進(jìn)而組合成為電能功率轉(zhuǎn)換系 統(tǒng)設(shè)備。
背景技術(shù)：
電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備，如逆變電源、變頻電源、加熱電源等設(shè)備，是常用的把一種電 源形式轉(zhuǎn)換為另外一種電源形式以滿足不同需要的電功率設(shè)備，如把50Hz市電轉(zhuǎn)換為不同頻 率范圍正弦波的變頻電源，還如把蓄電池直流電轉(zhuǎn)換為不同頻率范圍正弦波的逆變電源。以 變頻電源為例，電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備一般包括控制計(jì)算單元l，大功率開(kāi)關(guān)單元2，交-直流變 換單元3，模擬信號(hào)采集反饋單元，顯示器和鍵盤輸入單元等單元部分。這類電能功率轉(zhuǎn)換 設(shè)備已經(jīng)逐漸采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP—Digital Signal Processer)或微處理器(MPU— Micro-Processing Unit)以直接數(shù)字頻率合成(DDS—Direct Digital Frequency Synthesizing)技術(shù)進(jìn)行電能功率轉(zhuǎn)換，控制計(jì)算單元功能是接收控制指令，計(jì)算輸出控制 信號(hào)，控制大功率電子開(kāi)關(guān)協(xié)同工作，完成電能功率轉(zhuǎn)換。目前的控制計(jì)算單元的實(shí)現(xiàn)形式 是與其它單元的部分電路制作在同一個(gè)印刷電路板上，通過(guò)印刷板導(dǎo)線和電氣連接接口與電 能功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)內(nèi)的其它單元以及與系統(tǒng)外的其它設(shè)備連接，集成為整機(jī)。中國(guó)專利ZL 200620170205，中國(guó)專利ZL 200720064002，中國(guó)專利申請(qǐng)200510104244，中國(guó)專利申請(qǐng) 200710026878公開(kāi)了各自發(fā)明的電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備，這些設(shè)備都包含控制計(jì)算單元裝置。
目前采用直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)的電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的控制計(jì)算單元是與 設(shè)備的一些其他單元電路一同制作在一塊印刷電路板上，電路板上的電子元件暴露在空氣中 。這樣的單元電路面積較大元件較多，工作時(shí)相互干擾強(qiáng)，生產(chǎn)制作過(guò)程相對(duì)繁雜，可靠性 相對(duì)低，在高粉塵高濕度環(huán)境下工作故障率較高，出故障時(shí)無(wú)法直接代換維修
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種配套電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的控制計(jì)算單元裝置， 作為獨(dú)立單元裝置被單獨(dú)封裝為模塊，在實(shí)際使用時(shí)，將其安裝在電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備內(nèi)部， 通過(guò)模塊表面的電氣連接接口與電能功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)內(nèi)的其它單元以及與系統(tǒng)外的其它設(shè)備連 接，組合成電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明為控制計(jì)算單元單獨(dú)制作印刷電路板，在印刷電路板 上安裝數(shù)據(jù)處理器(DSP)或微處理器(MPU)芯片和芯片工作必要的外圍元件，印刷電路板 上還安裝諸如外部程序和數(shù)據(jù)存貯器芯片，電源變換穩(wěn)壓調(diào)整芯片，模擬信號(hào)調(diào)理電路等外 圍電路芯片和電阻電容器等元件，與電能功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)內(nèi)的其它單元以及與系統(tǒng)外的上位機(jī) 或其它設(shè)備進(jìn)行聯(lián)系的通信接口，系統(tǒng)寫入接口，顯示器和鍵盤接口，模擬量采樣輸入接口 ，控制信號(hào)輸出接口，供電接口等電氣接口與印刷電路板通過(guò)飛線懸空連接或者安裝在印刷 電路板上，安裝并調(diào)試后的電路單元能夠完成控制計(jì)算單元的功能。把安裝并調(diào)試后的電路 單元放置固定在封裝殼內(nèi)，把各個(gè)電氣接口安裝在封裝殼表面預(yù)留的相應(yīng)開(kāi)口位置并進(jìn)行必 要的密封處理，用可固化的絕緣流體材料把封裝殼內(nèi)剩余空間充滿，固化之后成為控制計(jì)算 單元裝置模塊。
采用這樣的密封封裝，控制計(jì)算單元的電子元件不與外界空氣、水分、灰塵接觸， 耐環(huán)境腐蝕能力得到提高；電子元件被固化的絕緣材料包圍固定，控制計(jì)算單元在振動(dòng)或移 動(dòng)車載條件下的可靠性以及耐運(yùn)輸能力得到提高；當(dāng)封裝殼采用金屬材料時(shí)，控制計(jì)算單元 抗電磁干擾的能力得到提高。
控制計(jì)算單元被制作成為獨(dú)立模塊，實(shí)現(xiàn)單元電路板的零件化或組件化，在設(shè)備生產(chǎn)中 能夠方便地與其它單元組合成電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備整機(jī)，在使用中能夠十分方便地進(jìn)行維修替 代。
控制計(jì)算單元被制作成為獨(dú)立模塊，開(kāi)辟了控制計(jì)算單元從電路板和軟件組合向通用零 件組件發(fā)展的方向，有利于開(kāi)發(fā)生產(chǎn)獨(dú)立的控制計(jì)算單元零件系列產(chǎn)品，有利于電能功率轉(zhuǎn) 換設(shè)備整機(jī)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)選型和提高設(shè)計(jì)效率。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明
圖1為一般電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的組成示意圖。
圖2為本發(fā)明電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的控制計(jì)算單元組成示意圖。
圖3為本發(fā)明組合密封模塊控制計(jì)算單元的剖面示意圖和俯視示意圖。
具體實(shí)施例方式
在獨(dú)立的控制計(jì)算單元印刷電路板16上安裝全部芯片和其余電子元件，包括通信 IC芯片4、外部程序和數(shù)據(jù)存貯器芯片5、穩(wěn)壓電源芯片6、 DSP (或MPU)芯片7。電氣連接器 與印刷電路板的連接可以采用飛線方式不固定位置的懸空連接如14的形式，有的連接器也可 以采用安裝在印刷電路板上的固定連接如15的形式，連接器包括供電連接器8，控制信號(hào)輸 出連接器9，顯示和鍵盤電路連接器IO，下載調(diào)試連接器ll，模擬信號(hào)輸入連接器12，通信 接口連接器13。對(duì)完成安裝連接的控制計(jì)算單元電路進(jìn)行檢査測(cè)試調(diào)試之后，將其放置在有 連接器預(yù)留開(kāi)孔的封裝外殼17內(nèi)并固定，把各個(gè)連接器安裝在封裝殼表面預(yù)留的相應(yīng)開(kāi)口位 置并進(jìn)行必要的密封處理，電路板在封裝殼內(nèi)的固定和連接器在封裝殼開(kāi)口處的安裝可以采 用螺絲固定、鉚釘固定、卡口固定、插接固定、膠接固定等各種方法。模塊表面的電連接接 口位置可以在模塊外表面的任意位置，甚至可以在流體封裝材料的灌入口范圍。安裝的連接 器可以凸出模塊封裝殼表面，也可以凹入模塊封裝殼表面。完成在封裝殼開(kāi)口處安裝連接器 之后，把可固化的絕緣流體材料灌入封裝殼并把封裝殼內(nèi)剩余空間充滿。包敷模塊外表面的 外殼材料可以是固化的密封材料或者其它非金屬材料，也可以是具有電磁屏蔽作用的金屬材 料，或者是該兩種材料的組合。絕緣流體材料灌入口的位置可以在封裝殼的任何表面。灌入 絕緣流體材料之后，灌入口可以用其它材料封堵，也可以不封堵，當(dāng)不采取封堵時(shí)，待絕緣 流體材料固化后自然封堵灌入口。固化后的控制計(jì)算單元成為單元模塊，可以與設(shè)備其它部 分的單元電路通過(guò)連接器聯(lián)系，共同組合成為電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備整機(jī)，實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)功能。
這樣的組合密封模塊控制計(jì)算單元裝置，具有可靠性高，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，系統(tǒng)設(shè)備 維修時(shí)可替代性好，方便設(shè)計(jì)和方便組合成不同規(guī)格的電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備等特點(diǎn)。
本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式
，只要將電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的控制計(jì)算單元制作成獨(dú) 立固態(tài)模塊形式，而且其電子元件被密封在模塊內(nèi)部，連接器安裝在模塊表面，不論模塊采 用何種幾何尺寸以及何種形狀，不論連接器數(shù)量和形狀，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種用于電能功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制計(jì)算單元裝置，包括主數(shù)據(jù)處理器(DSP)芯片或者主微處理器(MPU)芯片(7)和必要的外圍元件，包括通信芯片(4)，外部程序和數(shù)據(jù)存貯器芯片(5)，穩(wěn)壓電源芯片(6)，包括模擬信號(hào)調(diào)理電路等外圍電路，還包括供電連接器(8)，控制信號(hào)輸出連接器(9)，顯示和鍵盤電路連接器(10)，下載調(diào)試連接器(11)，模擬信號(hào)輸入連接器(12)，通信接口連接器(13)等，其特征是，該控制計(jì)算單元電路有獨(dú)立的印刷電路板(16)，電路板被密封為固體形態(tài)的模塊，在模塊表面有與電能功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)內(nèi)部其它單元或系統(tǒng)外部進(jìn)行聯(lián)系的各個(gè)連接器接口，連接器包括供電連接器(8)，控制信號(hào)輸出連接器(9)，顯示和鍵盤電路連接器(10)，下載調(diào)試連接器(11)，模擬信號(hào)輸入連接器(12)，通信接口連接器(13)。
2.按照權(quán)利要求l所述的控制計(jì)算單元裝置，其特征為，單元電路被 封裝為獨(dú)立的固態(tài)模塊裝置。
3.按照權(quán)利要求l所述的控制計(jì)算單元裝置，其特征為，控制計(jì)算單 元的電子元件和安裝元件的電路板被封裝在模塊內(nèi)，除了電連接接口之外，模塊外面沒(méi)有裸 露的電子元件。
4.按照權(quán)利要求l所述的控制計(jì)算單元裝置，其特征為，模塊內(nèi)部填 充絕緣密封材料，模塊內(nèi)部沒(méi)有裸露在空氣中的電子元件。
5.按照權(quán)利要求l所述的控制計(jì)算單元裝置，其特征為，包敷模塊外 表面的外殼材料可以是固化的密封材料或者其它非金屬材料，也可以是具有電磁屏蔽作用的 金屬材料，或者是該兩種材料的組合。
6.按照權(quán)利要求l所述的控制計(jì)算單元裝置，其特征為，模塊表面的 電連接接口位置可以在模塊外表面的任意位置，連接器可以凸出模塊表面，也可以凹入模塊 表面。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種配套電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備的控制計(jì)算單元裝置，它作為獨(dú)立單元裝置被單獨(dú)封裝為模塊，實(shí)現(xiàn)了單元電路板的零件化或組件化，在設(shè)備生產(chǎn)中能夠方便地與其它單元組合成電能功率轉(zhuǎn)換設(shè)備整機(jī)，在使用中能夠十分方便地進(jìn)行維修替代。模塊印刷電路板上安裝全部芯片和其余電子元件，連接器包括供電連接器，控制信號(hào)輸出連接器，顯示和鍵盤電路連接器，下載調(diào)試連接器，模擬信號(hào)輸入連接器，通信接口連接器。把電路單元放置固定在封裝殼內(nèi)，把各個(gè)電氣接口安裝在封裝殼表面預(yù)留的相應(yīng)開(kāi)口位置并進(jìn)行必要的密封處理，用可固化的絕緣流體材料把封裝殼內(nèi)剩余空間充滿，固化之后成為控制計(jì)算單元裝置組合模塊。
文檔編號(hào)H02M1/00GK101645645SQ20081030358
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者韓知躬, 韓磊光 申請(qǐng)人:韓磊光