專利名稱：變頻控制器電路板布局方法、電路板及其變頻控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路板，更具體地說，涉及一種變頻控制器電路板布局方法、電路板及 其變頻控制器。
背景技術(shù)：
變頻器在能源、供電、控制領(lǐng)域中具有較多的使用場(chǎng)合，一般而言，變頻器需要設(shè) 置功率因素校正單元(PFC)，一方面，使得變頻器的工作不至于為電網(wǎng)帶來太多的電磁干 擾，另一方面也使得變頻器工作更穩(wěn)定、更加節(jié)省能源。但是，PFC與變頻驅(qū)動(dòng)具有硬開關(guān)特 性，會(huì)在變頻器內(nèi)部產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾，而在目前占主流地位的變頻器電阻采樣的方案中，公 共阻抗干擾又占有主要地位，如果對(duì)此不加以解決，則這些干擾可能會(huì)對(duì)變頻其中的采樣 值帶來一定的誤差，在嚴(yán)重的情況下，可能會(huì)使得上述變頻器工作不正?；虿环€(wěn)定。因此， 為了保證變頻器的正常或穩(wěn)定的工作，需要對(duì)其電路板加以適當(dāng)布局。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述變頻器中可能存在的由接地 帶來的公共阻抗干擾造成的不正常或不穩(wěn)定的缺陷，提供一種減小變頻器中公共阻抗并使 得其較為正?；蚍€(wěn)定工作的變頻控制器電路板布局方法、電路板及其變頻控制器。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種變頻控制器的電路板布局 方法，所述電路板上設(shè)置有多個(gè)功能單元，包括微控制器單元、功率因素控制采樣單元、智 能驅(qū)動(dòng)模塊(Intelligent Power Module, IPM)采樣單元，所述各功能單元分別設(shè)置有各自 的接地區(qū)域；設(shè)置功率因素控制采樣單元和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元的接地區(qū)域相互臨 近且相互連接；設(shè)置所述微控制器單元的接地區(qū)域獨(dú)立于所述功率因素控制采樣區(qū)域和所 述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域，并通過電容與之連接。在本發(fā)明所述的變頻控制器的電路板布局方法中，設(shè)置所述功率因素控制采樣區(qū) 域和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域的連接線路為長(zhǎng)方形或矩形或多邊形。在本發(fā)明所述的變頻控制器的電路板布局方法中，所述電路板為多層板，設(shè)置所 述微控制器單元接地區(qū)域與所述電路板頂層或底層，設(shè)置所述功率因素控制采樣區(qū)域和所 述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域于所述電路板底層或頂層，所述兩個(gè)區(qū)域通過所述電 容和多個(gè)連接所述電路板頂層和底層的過孔連接。本發(fā)明還涉及一種變頻控制器的電路板，所述電路板上設(shè)置有多個(gè)功能區(qū)，包括 微控制器單元、功率因素控制采樣單元、智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元，其特征在于，所述各功能 單元分別包括各自的接地區(qū)域，功率因素控制采樣單元和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元的接 地區(qū)域相互臨近且相互連接，所述微控制器單元的接地區(qū)域獨(dú)立于所述功率因素控制采樣 區(qū)域和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域，并通過電容與之連接。在本發(fā)明所述的變頻控制器電路板中，所述功率因素控制采樣區(qū)域和所述智能驅(qū) 動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域的連接線路為長(zhǎng)方形或矩形或多邊形。
在本發(fā)明所述的變頻控制器電路板中，所述電路板為多層板，所述微控制器單元 接地區(qū)域位于所述電路板頂層或底層，所述功率因素控制采樣區(qū)域和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采 樣區(qū)域的接地區(qū)域位于所述電路板底層或頂層，所述兩個(gè)區(qū)域通過所述電容和多個(gè)連接所 述電路板頂層和底層的過孔連接。本發(fā)明還涉及一種變頻控制器，包括變頻控制器電路板，所述變頻控制器電路板 設(shè)置有多個(gè)功能區(qū)，包括微控制器單元、功率因素控制采樣單元、智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元， 其特征在于，所述各功能單元分別包括各自的接地區(qū)域，功率因素控制采樣單元和所述智 能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元的接地區(qū)域相互臨近且相互連接，所述微控制器單元的接地區(qū)域獨(dú)立 于所述功率因素控制采樣區(qū)域和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域，并通過電容與之 連接；所述功率因素控制采樣區(qū)域和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域的連接線路為 長(zhǎng)方形或矩形或多邊形或所述變頻控制器電路板設(shè)置有多個(gè)功能區(qū)，包括微控制器單元、 功率因素控制采樣單元、智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元，其特征在于，所述各功能單元分別包括各 自的接地區(qū)域，功率因素控制采樣單元和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元的接地區(qū)域相互臨近 且相互連接，所述微控制器單元的接地區(qū)域獨(dú)立于所述功率因素控制采樣區(qū)域和所述智能 驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域，并通過電容與之連接；所述功率因素控制采樣區(qū)域和所述 智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域的連接線路為長(zhǎng)方形或矩形或多邊形；所述電路板為多 層板，所述微控制器單元接地區(qū)域位于所述電路板頂層或底層，所述功率因素控制采樣區(qū) 域和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域位于所述電路板底層或頂層，所述兩個(gè)區(qū)域通 過所述電容和多個(gè)連接所述電路板頂層和底層的過孔連接。實(shí)施本發(fā)明的變頻控制器電路板布局方法、電路板及其變頻控制器，具有以下有 益效果由于將變頻控制器的電路板上的功率因素取樣單元和智能驅(qū)動(dòng)模塊取樣單元的位 置設(shè)置為相鄰，且將其取樣單元的接地區(qū)域相互靠進(jìn)，同時(shí)將微控制器的接地區(qū)域獨(dú)立并 通過電容使其與上述取樣單元接地區(qū)域連接，所以其公共阻抗較小、其干擾對(duì)于采樣的影 響也較小、工作較為穩(wěn)定、抗干擾能力較好。


圖1是本發(fā)明變頻控制器電路板布局方法、電路板及其變頻控制器實(shí)施例中電路 板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中電路板上電路的電原理圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說明。如圖1所示，在本發(fā)明變頻控制器電路板布局方法、電路板及其變頻控制器實(shí)施 例中電路板，在圖1中，該電路板上包括功率因數(shù)控制采樣單元1、智能驅(qū)動(dòng)采樣單元2、微 控制器單元3 ；上述各單元采用的也是現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)；但是，這些單元在電路板上的布 局與現(xiàn)有技術(shù)中是不一樣的。在圖1中，上述各單元均有自己的接地區(qū)域，其中，上述功率 因數(shù)控制采樣單元1的接地區(qū)域?yàn)楣β室蛩乜刂撇蓸咏拥貐^(qū)域11，智能驅(qū)動(dòng)采樣單元2的 接地區(qū)域?yàn)橹悄茯?qū)動(dòng)采樣單元接地區(qū)域21以及微控制器單元3的接地區(qū)域微控制器單元 接地區(qū)域31，功率因素控制采樣接地區(qū)域11和智能驅(qū)動(dòng)采樣單元接地區(qū)域21通過電路板上的銅箔形成的連接線4連接在一起；而且上述兩個(gè)接地區(qū)域的位置非常接近，在電路板 設(shè)置時(shí)就盡量使其接近；此外，微控制單元接地區(qū)域31獨(dú)立于上述兩個(gè)接地區(qū)域，也就是 說微控制器單元接地區(qū)域31與上述兩個(gè)接地區(qū)域之間沒有通過電路板上銅箔連接，而是 僅僅通過電容與上述兩個(gè)接地區(qū)域連接在一起。在本實(shí)施例中，上述功率因素控制采樣接 地區(qū)域11和智能驅(qū)動(dòng)采樣單元接地區(qū)域21之間的連接線4是長(zhǎng)方形，在其他實(shí)施例中，也 可以是矩形或多邊形；這樣設(shè)置的目的是減少功率因素控制采樣接地區(qū)域11和智能驅(qū)動(dòng) 采樣單元接地區(qū)域21之間的阻抗，使得該公共接地阻抗所引入的干擾降低，以提高該電路 板的穩(wěn)定性和抗干擾性。在本實(shí)施例中，該電路板為單面電路板，上述各接地區(qū)域都設(shè)置在 電路板的銅箔面；在其他實(shí)施例中，上述電路板也可以是雙層板或多層板，功率因素控制采 樣接地區(qū)域11、智能驅(qū)動(dòng)采樣單元接地區(qū)域21、微控制器單元接地區(qū)域31可以設(shè)置在同一 個(gè)銅箔面上，也可以設(shè)置在不同的銅箔面上，例如，功率因素控制采樣接地區(qū)域11、智能驅(qū) 動(dòng)采樣單元接地區(qū)域21設(shè)置在電路板的低層，連接其間的連接線4也設(shè)置在電路板底面， 而微控制器單元接地區(qū)域31設(shè)置在電路板的頂層，微控制器單元接地區(qū)域31通過電容、設(shè) 置在連接線4或微控制器接地區(qū)域31上的多個(gè)過孔連接。圖2是本實(shí)施例中的電路板的電原理圖，按照現(xiàn)有技術(shù)的連接，就會(huì)形成一個(gè)地 環(huán)接收干擾，如圖2中虛線所示。在本實(shí)施例中，設(shè)置Rl (采樣電阻)與R2(采樣電阻)的 地線距離很近，PFC及IPM與MCU的地線連接就能統(tǒng)一成1個(gè)點(diǎn)，避免地環(huán)，保證抗干擾性。 但是，由于電路板布局上的原因，Rl與R2通常會(huì)有一定的距離，所以，刪除PFC與MCU之間 的地線連接(Cl的打χ位置)，MCU與PFC的連接就會(huì)因?yàn)榈鼐€問題引入如粗線所示的公共 阻抗干擾；可在MCU與PFC的地線之間串入1個(gè)電容(Cl)，構(gòu)成1個(gè)高頻通路，高頻時(shí)采用 多點(diǎn)接地(電容在高頻時(shí)也算1個(gè)接地點(diǎn))，低頻時(shí)采用單點(diǎn)接地(電容在低頻時(shí)相當(dāng)于開 路)，可以有效抑制噪聲。本實(shí)施還涉及一種變頻控制器，該變頻控制器包括變頻控制器電路板，而變頻控 制器電路板正是上述的電路板。本實(shí)施例還涉及一種變頻控制器的布局方法，在該電路板布局方法中，由于電 路板上設(shè)置有多個(gè)功能單元，包括微控制器單元、功率因素控制采樣單元、智能驅(qū)動(dòng)模塊 (Intelligent Power Module, IPM)采樣單元，而各功能單元分別設(shè)置有各自的接地區(qū)域； 所以，首先設(shè)置功率因素控制采樣單元和智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元的接地區(qū)域相互臨近且相 互連接；之后，設(shè)置所述微控制器單元的接地區(qū)域獨(dú)立于所述功率因素控制采樣區(qū)域和所 述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域，并設(shè)置使上述功率因素控制采樣區(qū)域、智能驅(qū)動(dòng)模 塊采樣區(qū)域的連接后的接地區(qū)域與微控制器單元的接地區(qū)域通過電容與之連接。在本實(shí)施 例中，設(shè)置上述功率因素控制采樣區(qū)域和智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域的連接線路為 長(zhǎng)方形或矩形或多邊形。此外，如果電路板為多層板，還可以設(shè)置微控制器單元接地區(qū)域于 電路板頂層或底層，而設(shè)置功率因素控制采樣區(qū)域和智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域于 所述電路板底層或頂層，兩個(gè)區(qū)域通過所述電容和多個(gè)連接所述電路板頂層和底層的過孔 連接。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種變頻控制器的電路板布局方法，所述電路板上設(shè)置有多個(gè)功能單元，包括微控 制器單元、功率因素控制采樣單元、智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元，其特征在于，所述各功能單元 分別設(shè)置有各自的接地區(qū)域；設(shè)置功率因素控制采樣單元和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元的 接地區(qū)域相互臨近且相互連接；設(shè)置所述微控制器單元的接地區(qū)域獨(dú)立于所述功率因素控 制采樣區(qū)域和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域，并通過電容與之連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻控制器的電路板布局方法，其特征在于，設(shè)置所述功率 因素控制采樣區(qū)域和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域的連接線路為長(zhǎng)方形或矩形 或多邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻控制器的電路板布局方法，其特征在于，所述電路板為 多層板，設(shè)置所述微控制器單元接地區(qū)域與所述電路板頂層或底層，設(shè)置所述功率因素控 制采樣區(qū)域和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域于所述電路板底層或頂層，所述兩個(gè) 區(qū)域通過所述電容和多個(gè)連接所述電路板頂層和底層的過孔連接。
4.一種變頻控制器的電路板，所述電路板上設(shè)置有多個(gè)功能區(qū)，包括微控制器單元、功 率因素控制采樣單元、智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元，其特征在于，所述各功能單元分別包括各自 的接地區(qū)域，功率因素控制采樣單元和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元的接地區(qū)域相互臨近且 相互連接，所述微控制器單元的接地區(qū)域獨(dú)立于所述功率因素控制采樣區(qū)域和所述智能驅(qū) 動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域，并通過電容與之連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻控制器的電路板，其特征在于，所述功率因素控制采樣 區(qū)域和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域的連接線路為長(zhǎng)方形或矩形或多邊形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變頻控制器的電路板，其特征在于，所述電路板為多層板，所 述微控制器單元接地區(qū)域位于所述電路板頂層或底層，所述功率因素控制采樣區(qū)域和所述 智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域位于所述電路板底層或頂層，所述兩個(gè)區(qū)域通過所述電 容和多個(gè)連接所述電路板頂層和底層的過孔連接。
7.一種變頻控制器，包括變頻控制器電路板，其特征在于，所述變頻控制器電路板為權(quán) 利要求4-6中任意一項(xiàng)所述的電路板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變頻控制器的電路板布局方法，所述電路板上設(shè)置有多個(gè)功能單元，所述各功能單元分別設(shè)置有各自的接地區(qū)域；設(shè)置功率因素控制采樣單元和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣單元的接地區(qū)域相互臨近且相互連接；設(shè)置所述微控制器單元的接地區(qū)域獨(dú)立于所述功率因素控制采樣區(qū)域和所述智能驅(qū)動(dòng)模塊采樣區(qū)域的接地區(qū)域，并通過電容與之連接。本發(fā)明還涉及一種電路板及變頻控制器。實(shí)施本發(fā)明的變頻控制器電路板布局方法、電路板及其變頻控制器，具有以下有益效果變頻器工作較為穩(wěn)定、抗干擾能力較強(qiáng)。
文檔編號(hào)H02M1/44GK102044960SQ201010286589
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者孫冬晨, 李志娟 申請(qǐng)人:深圳和而泰智能控制股份有限公司