專利名稱：電梯門屏蔽式疊層變頻控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電梯門變頻控制器，特別是一種在電梯轎頂安裝的具有邏輯控制功能 和變頻功能的電梯門屏蔽式疊層變頻控制器。它主要適合在電梯轎頂使用。
技術(shù)背景電梯門是電梯的重要組成部分之一，乘客在乘坐電梯時(shí)，都需要通過(guò)電梯門出入電梯 轎箱。電梯在運(yùn)行過(guò)程中，由電梯主控制器發(fā)出控制指令，然后由電梯門控制器自動(dòng)對(duì)電 梯門進(jìn)行控制。隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)電梯門的控制從傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單直流控制、交 流控制，發(fā)展到現(xiàn)今的變頻控制?，F(xiàn)有的電梯變頻控制器有單板的、組合的，控制器的外 部接口基本都設(shè)置在主控電路板的端子上，并且外殼無(wú)屏蔽。無(wú)屏蔽外殼的電梯門控制器 在現(xiàn)場(chǎng)使用中，常受到外界的空間電磁輻射干擾，造成電梯控制器故障死機(jī)，并且電梯井 道內(nèi)的灰塵和水汽對(duì)電梯門控制器的電路板造成腐蝕和損壞。據(jù)專利文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，在中國(guó)專 利號(hào)為90102973.4的"電梯自動(dòng)門電腦控制器"中，公開(kāi)了一種8位單片機(jī)控制器，其 采用了可控硅觸發(fā)方式，并以無(wú)屏蔽設(shè)計(jì)的直流電機(jī)控制。中國(guó)專利號(hào)為03224902.0的 "電梯門直流電機(jī)控制器"，采用的是直流門機(jī)控制器，不是變頻門機(jī)控制器。中國(guó)專利 號(hào)為200720097063.9的"矢量控制永磁同步變頻電梯門機(jī)控制器"，其設(shè)計(jì)采用單板結(jié)構(gòu)， 不便于使用和維護(hù)；在控制功能方面，其只針對(duì)同步電機(jī)控制，不能對(duì)異步電機(jī)控制。目前，單板形式的電梯門變頻控制器在使用過(guò)程中，如果某個(gè)元件損壞，都必須更換 整個(gè)電路板，故其使用壽命較短；而組合形式的電梯門變頻控制器，又都采用塑料外殼， 在實(shí)際的使用中，由于電梯門的變頻控制器基本都安裝在電梯轎箱頂部，電梯井道內(nèi)灰塵、 油漬、或淋水都容易對(duì)其造成永久性損壞。在檢修的過(guò)程中，同樣也非常容易被損壞。因 此，目前的使用都是在其外部安裝金屬防護(hù)外殼，這樣做又給接線帶來(lái)了不便，每次接線 時(shí)都需要將金屬防護(hù)外殼拆下，給調(diào)試、維護(hù)帶來(lái)很多不變，并且外部增設(shè)的金屬外殼也 增加了電梯成本。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，從根本 上解決現(xiàn)有的電梯門控制器無(wú)屏蔽外殼、易損壞、調(diào)試維護(hù)不便等問(wèn)題，其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 布置合理，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比提高了使用性能、降低了成本、提高了工作效率，安裝、維護(hù) 方便，在滿足電梯門變頻控制功能的基礎(chǔ)上，外殼具備屏蔽功能，顯著提高防護(hù)等級(jí)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:該電梯門屏蔽式疊層變頻控制器包括帶有外部接口插座3的殼體及組裝在殼體內(nèi)的功率驅(qū)動(dòng)板、主控電路板、人機(jī)交互電路板和散熱片，其技術(shù)要 點(diǎn)是所述殼體采用鍍鋅板焊接結(jié)構(gòu)的表面噴涂的屏蔽外殼，且與其底部設(shè)置的所述散熱 片形成完整的屏蔽空間，所述功率驅(qū)動(dòng)板利用絕緣支柱固定在所述散熱片上表面，且所述 散熱片與所述功率驅(qū)動(dòng)板上的大功率發(fā)熱元件直接接觸，所述主控電路板通過(guò)絕緣支柱及 連接導(dǎo)線與所述功率驅(qū)動(dòng)板連接，所述人機(jī)交互電路板固定組裝在所述主控電路板的上表 面，設(shè)置于所述屏蔽外殼上的外部接口插座通過(guò)連接導(dǎo)線與所述主控電路板和所述功率驅(qū) 動(dòng)板分別連接。
所述主控電路板上設(shè)置有通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接及獨(dú)立覆銅的CPU模塊、人機(jī)交互模塊、 10模塊和系統(tǒng)保護(hù)模塊，所述10模塊采用多級(jí)濾波的開(kāi)關(guān)量輸入模塊和繼電器輸出的開(kāi) 關(guān)量輸出模塊。
所述功率驅(qū)動(dòng)板采用集成的線性電源模塊、整流模塊、IPM模塊，所述線性電源模 塊獨(dú)立且隔離了控制電源和驅(qū)動(dòng)電源。
所述人機(jī)交互電路板將鍵盤和顯示數(shù)碼管集成在一起，且通過(guò)單排針與所述主控電路 板緊密連接。
所述屏蔽外殼與所述散熱片通過(guò)螺釘緊固連接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和所產(chǎn)生的積極的技術(shù)效果是由于本發(fā)明的殼體采用鍍鋅板焊接結(jié)構(gòu) 的表面噴涂的屏蔽外殼，且與其底部設(shè)置的散熱片形成完整的屏蔽空間，通過(guò)屏蔽外殼與 散熱片的組合，能夠非常有效的保護(hù)其內(nèi)部電子器件免受周圍電磁干擾(EM I )和射頻 干擾(R F I )，該外殼設(shè)計(jì)達(dá)到IP43防護(hù)等級(jí)。功率驅(qū)動(dòng)板的四周采用絕緣支柱與散熱
片連接，散熱片與功率驅(qū)動(dòng)板上的大功率發(fā)熱元件直接接觸，主控電路板通過(guò)絕緣支柱及 連接導(dǎo)線與功率驅(qū)動(dòng)板連接，人機(jī)交互電路板固定組裝在主控制板的上面，這種疊層設(shè)計(jì) 給調(diào)試、維修提供了極大的方便。調(diào)試的過(guò)程可以單板實(shí)現(xiàn)，拆裝過(guò)程簡(jiǎn)單，在實(shí)際的使 用中，如果出現(xiàn)故障可以將故障的電路板單獨(dú)更換，給故障排除及維修帶來(lái)方便。屏蔽外
殼與散熱片通過(guò)螺釘緊固連接，控制器外部接口插座為AMP防護(hù)插座，安裝在屏蔽外殼 側(cè)面，給外部接線提供很大方便。屏蔽外殼本體具有很高的強(qiáng)度，能夠承受200公斤的重 物，因此安裝在電梯轎箱頂部，即節(jié)省了空間又節(jié)約了材料。本發(fā)明的外殼屏蔽設(shè)計(jì)屏蔽 能力強(qiáng)，防護(hù)等級(jí)高，用戶現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)不需要另外增加外殼，減少了使用成本。其結(jié)構(gòu)疊 層設(shè)計(jì)可以直接更換有問(wèn)題的電路板，而不必因部分問(wèn)題將整個(gè)控制器的電路板整板拋 棄，故從根本上解決現(xiàn)有的電梯門控制器無(wú)屏蔽外殼、易損壞、調(diào)試維護(hù)不便的問(wèn)題，具 有非常的實(shí)用價(jià)值。
另外，可以使主控電路板上的CPU模塊、人機(jī)交互模塊、IO模塊和系統(tǒng)保護(hù)模塊通 過(guò)數(shù)據(jù)總線連接及獨(dú)立覆銅，從而能達(dá)到消除相互干擾的目的。因此，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)
4上大大提高了抗電磁干擾能力。如果其中IO模塊采用多級(jí)濾波的開(kāi)關(guān)量輸入模塊和繼電 器輸出的開(kāi)關(guān)量輸出模塊，就能實(shí)現(xiàn)既與外界起到了隔離作用，也提高了輸入輸出信號(hào)的 準(zhǔn)確性。還可以使功率驅(qū)動(dòng)板采用集成的線性電源模塊、整流模塊、IPM模塊替代原有 的分散元件，這不僅節(jié)省了空間，而且提高了控制的精度。其中獨(dú)立的線性電源模塊可以 保證控制電源和驅(qū)動(dòng)電源的隔離，能在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上大大提高抗電磁干擾和線路脈動(dòng)干 擾的能力。人機(jī)交互電路板可以將鍵盤和顯示數(shù)碼管集成在一起，通過(guò)單排針與主控電路 板緊密連接，人機(jī)交互電路板固定組裝在主控電路板的上面，屏蔽外殼與散熱片通過(guò)螺釘 緊固連接，這些簡(jiǎn)單實(shí)用的設(shè)計(jì)，既方便了操作，也方便了觀察，大大提高了工作效率。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1是本發(fā)明的一種具體結(jié)構(gòu)的立體分解示意圖。
圖中序號(hào)說(shuō)明l屏蔽外殼、2人機(jī)交互電路板、3主控電路板、4絕緣支柱、5功率 驅(qū)動(dòng)板、6絕緣支柱、7連接導(dǎo)線、8外部接口插座、9散熱片。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖l對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。本發(fā)明由帶有外部接口插座8的殼體及組裝在殼體內(nèi) 的功率驅(qū)動(dòng)板5、主控電路板3、人機(jī)交互電路板2、散熱片9、絕緣支柱4、外部接線端 子及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)件等組成。其中殼體采用鍍鋅板焊接結(jié)構(gòu)的表面噴涂屏蔽外殼l，且與其 底部設(shè)置的散熱片9形成完整的屏蔽空間，這種設(shè)計(jì)能夠非常有效的保護(hù)其內(nèi)部電子器件 免受周圍電磁干擾(EM I )和射頻干擾(RF I )，該屏蔽外殼1的設(shè)計(jì)能達(dá)到IP43 防護(hù)等級(jí)。屏蔽外殼1作為控制器上蓋，散熱片9作為控制器底座，屏蔽外殼1與散熱片 9通過(guò)螺釘緊固連接，以便于安裝與維護(hù)。如果不設(shè)置這種屏蔽外殼l，在并道內(nèi)的門機(jī) 變頻控制器，極其容易受到外界電磁信號(hào)的干擾。屏蔽外殼l在使用時(shí)接地，能夠有效處 理電磁干擾信號(hào)，保證內(nèi)部電路正常工作。功率驅(qū)動(dòng)板5利用絕緣支柱6固定在散熱片9 上表面，且使散熱片9與功率驅(qū)動(dòng)板5上的大功率發(fā)熱元件直接接觸，其目的是使功率驅(qū) 動(dòng)板5上的大功率發(fā)熱元件通過(guò)底座散熱片9實(shí)現(xiàn)散熱的作用。功率驅(qū)動(dòng)板5采用集成的 線性電源模塊、整流模塊、IPM模塊，線性電源模塊獨(dú)立且隔離了控制電源和驅(qū)動(dòng)電源。 主控電路板3通過(guò)絕緣支柱4固定在功率驅(qū)動(dòng)板5上，且利用連接導(dǎo)線7與功率驅(qū)動(dòng)板5 連接。主控電路板3上設(shè)有通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接及獨(dú)立覆銅的CPU模塊、人機(jī)交互模塊、 10模塊和系統(tǒng)保護(hù)模塊，10模塊采用多級(jí)濾波的開(kāi)關(guān)量輸入模塊和繼電器輸出的開(kāi)關(guān)量 輸出模塊。人機(jī)交互電路板2固定組裝在主控電路板3的上表面。人機(jī)交互電路板2將鍵 盤和顯示數(shù)碼管集成在一起，且通過(guò)單排針與主控電路板3緊密連接。外部接口插座8 采用AMP插座，設(shè)置于屏蔽外殼1側(cè)面,且通過(guò)連接導(dǎo)線6與主控電路板3和功率驅(qū)動(dòng)板5分別連接。這種設(shè)計(jì)能夠提高連接導(dǎo)線6連接部位的牢固程度和防護(hù)等級(jí)，同時(shí)這種設(shè) 計(jì)，在安裝時(shí)方便快捷，只需要將插頭與插座連接，避免產(chǎn)生現(xiàn)有采用端子技術(shù)的接線復(fù) 雜、不規(guī)范的問(wèn)題。
主控電路板3的CPU模塊采用市售的SPMC75F2413A，該CPU模塊集成了多功能 I/O 口、同步和異步串行口、 ADC、定時(shí)計(jì)數(shù)器等功能模塊，以及多功能捕獲比較模塊、 BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)專用位置偵測(cè)接口 、兩相增量編碼器接口 、產(chǎn)生各種電機(jī)驅(qū)動(dòng)波形的PWM 發(fā)生器等特殊硬件模塊。利用這些硬件模塊支持，完成電梯門屏蔽式疊層變頻控制器的自 動(dòng)控制。人機(jī)交互模塊與CPU模塊的A[8-13]接口連接，采用低功耗喚醒功能模式，將 CPU模塊的功耗降低到最低，與傳統(tǒng)的掃描方式對(duì)人機(jī)交互模塊的處理相比較，這種方 式在很大程度上降低了系統(tǒng)的功耗，同時(shí)增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗電磁干擾能力。IO模塊與CPU 模塊的D[4-10]接口連接，IO模塊的輸入信號(hào)采用多級(jí)濾波處理，并且在IO模塊的輸出 端采用光電藕合器隔離，實(shí)現(xiàn)了輸入輸出信號(hào)的電氣隔離，輸出信號(hào)通過(guò)光電隔離器和繼 電器，連接到外部AMP端子上，與傳統(tǒng)的信號(hào)處理方式比較，這種電路設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的 抗電磁干擾能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)保護(hù)模塊與CPU模塊的A
接口連接， 通過(guò)設(shè)置CPU模塊的A
，將其設(shè)置為高速AD轉(zhuǎn)換輸入功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)電壓、電 流信號(hào)的實(shí)時(shí)采樣功能和電機(jī)控制保護(hù)功能，與傳統(tǒng)的分散式設(shè)計(jì)相比，集成度更高，系 統(tǒng)處理速度更快、抗電磁干擾能力更強(qiáng)。
主控電路板3通過(guò)連接器將CPU模塊的C[9-15]接口和5V電源與功率驅(qū)動(dòng)板5的IPM 驅(qū)動(dòng)模塊和集成線性電源模塊連接，電機(jī)控制信號(hào)由CPU模塊通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，然后通過(guò) CPU模塊的C[9-15]及連接器，與功率驅(qū)動(dòng)板5的高速光電隔離器連接，高速光電隔離器 的輸出端與IPM模塊連接，集成線性電源模塊為主控電路板3提供獨(dú)立的5V電源，同時(shí) 為IPM模塊提供獨(dú)立的上、下橋臂工作電源，這種設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)比較，在IPM供電電 源方面，上、下橋臂獨(dú)立，保證IPM模塊在高速開(kāi)關(guān)時(shí)的電壓穩(wěn)定可靠，同時(shí)各橋臂電 壓隔離，減少了線路輻射干擾，增強(qiáng)了整機(jī)抗電磁干擾能力。
本發(fā)明的整體設(shè)計(jì)提高了控制器性能、降低了成本、增加了工作效率。
權(quán)利要求
1、一種電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，包括帶有外部接口插座的殼體及組裝在殼體內(nèi)的功率驅(qū)動(dòng)板、主控電路板、人機(jī)交互電路板、散熱片，其特征在于所述殼體采用鍍鋅板焊接結(jié)構(gòu)的表面噴涂的屏蔽外殼，且與其底部設(shè)置的所述散熱片形成完整的屏蔽空間，所述功率驅(qū)動(dòng)板利用絕緣支柱固定在所述散熱片上表面，且所述散熱片與所述功率驅(qū)動(dòng)板上的大功率發(fā)熱元件直接接觸，所述主控電路板通過(guò)絕緣支柱及連接導(dǎo)線與所述功率驅(qū)動(dòng)板連接，所述人機(jī)交互電路板固定組裝在所述主控電路板的上表面，設(shè)置于所述屏蔽外殼上的外部接口插座通過(guò)連接導(dǎo)線與所述主控電路板和所述功率驅(qū)動(dòng)板分別連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，其特征在于所述主控電 路板上設(shè)置有通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接及獨(dú)立覆銅的CPU模塊、人機(jī)交互模塊、IO模塊和系統(tǒng) 保護(hù)模塊，所述IO模塊采用多級(jí)濾波的開(kāi)關(guān)量輸入模塊和繼電器輸出的開(kāi)關(guān)量輸出模塊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，其特征在于所述功率驅(qū) 動(dòng)板采用集成的線性電源模塊、整流模塊、IPM模塊，所述線性電源模塊獨(dú)立且隔離了 控制電源和驅(qū)動(dòng)電源。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，其特征在于所述人機(jī)交 互電路板將鍵盤和顯示數(shù)碼管集成在一起，且通過(guò)單排針與所述主控電路板緊密連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，其特征在于所述屏蔽外 殼與所述散熱片通過(guò)螺釘緊固連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電梯門屏蔽式疊層變頻控制器，解決了現(xiàn)有的電梯門控制器無(wú)屏蔽外殼、易損壞、調(diào)試維護(hù)不便等問(wèn)題。包括帶有外部接口插座的殼體及組裝在殼體內(nèi)的功率驅(qū)動(dòng)板、主控電路板、人機(jī)交互電路板和散熱片，其技術(shù)要點(diǎn)是殼體為屏蔽外殼，且與其底部設(shè)置的散熱片形成完整的屏蔽空間，功率驅(qū)動(dòng)板利用絕緣支柱固定在散熱片上表面，且散熱片與功率驅(qū)動(dòng)板上的大功率發(fā)熱元件直接接觸，主控電路板通過(guò)絕緣支柱及連接導(dǎo)線與功率驅(qū)動(dòng)板連接，人機(jī)交互電路板固定組裝在主控電路板的上表面，設(shè)置于屏蔽外殼上的外部接口插座通過(guò)連接導(dǎo)線與主控電路板和功率驅(qū)動(dòng)板分別連接。其整機(jī)結(jié)構(gòu)合理，外殼具有屏蔽功能，顯著提高防護(hù)等級(jí)，安裝維護(hù)方便。
文檔編號(hào)B66B13/14GK101648666SQ20091018742
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者侯連君, 磊 張, 李振才, 宇 苗, 谷云松, 金東光, 征 黃 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)博林特電梯有限公司