一种功率系统与控制系统的集成组件技术方案

本发明专利技术提供的一种功率系统与控制系统的集成组件，包括功率变换与隔离电路、负载点电路、功率管理电路、控制系统电路、平面汇流排、输出连接器等。该功率系统与控制系统的集成组件，在同一块PCB中集成多种功能电路，实现功率变换、传输与管理，同时完成系统控制，并与壳体结构共形设计，增强了散热性能，减小了功率系统与控制系统的整体厚度和重量。统与控制系统的整体厚度和重量。统与控制系统的整体厚度和重量。

【技术实现步骤摘要】
一种功率系统与控制系统的集成组件


[0001]本专利技术属于电力电子及电工
，具体涉及一种功率系统与控制系统的集成组件。

技术介绍

[0002]功率系统包括功率变换与隔离、负载点变换、功率传输、功率管理等，功率变换采用高功率密度电源变换电路，大电流功率传输采用汇流排形式，功率管理采用数字芯片进行功率管理与监测，控制系统采用高速电路对系统实时控制与通讯。目前常用的功率系统、功率管理、功率传输以及控制系统多为独立设计，再通过系统集成，实现功率及信号互联，进而完成系统功能。但对于系统集成度高、尺寸薄、重量轻、负载较多且空间随机分布的情况，采用常规设计方法，占据的尺寸较大，重量较重，无法在有限的空间内，实现对多个负载供电与控制。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种功率系统与控制系统的一体化设计方法，减小空间高度，实现尺寸薄、重量轻，匹配多个负载空间随机分布的要求。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案，一种功率系统与控制系统的集成组件，所述集成组件包括：功率变换与隔离电路，用于实现电压变换与电气隔离，并提供分布式供电所需的中间电压；多个输出连接器，用于将所述集成组件的输出功率与控制信号传输给负载，与相应负载对应设置；多个负载点电路，用于将功率变换与隔离电路提供的中间电压变换成负载的供电电压，所述负载点电路围绕输出连接器分布；控制系统电路，用于接收上位机发出的信号，并生成功率变换与隔离电路、负载点电路和负载的控制指令同时将所述集成组件的工作状态和负载的状态反馈给上位机；功率管理电路，用于接收控制系统电路发出的功率变换与隔离电路以及负载点电路控制指令后对功率变换与隔离电路以及负载点电路进行控制，并同时监测功率变换与隔离电路以及负载点电路的工作状态反馈给控制系统电路；平面汇流排，用于传输所述集成组件的输入功率，所述功率变换与隔离电路、负载点电路、功率管理电路、控制系统电路、平面汇流排和输出连接器在同一块PCB上集成。
[0005]本专利技术所提供的功率系统与控制系统的集成组件，还具有这样的特征，在PCB中，将功率与控制信号分层、分区布线，层间采用不等厚铜层和层叠对称布置。
[0006]本专利技术所提供的功率系统与控制系统的集成组件，还具有这样的特征，所述功率管理电路布置在所述控制系统电路和所述功率变换与隔离电路之间。
[0007]本专利技术所提供的功率系统与控制系统的集成组件，还具有这样的特征，所述平面汇流排在PCB上均匀对称分布，所述平面汇流排的输入端通过铜凸台与外部互联，输出端通过突出铜钉与PCB焊盘焊接互联，同时平面汇流排底面与PCB整体焊接。
[0008]本专利技术所提供的功率系统与控制系统的集成组件，还具有这样的特征，所述平面
汇流排扁平设计，平面汇流排的高度不高于所述功率变换与隔离电路、负载点电路、功率管理电路、控制系统电路和输出连接器中器件的最高高度。
[0009]本专利技术所提供的功率系统与控制系统的集成组件，还具有这样的特征，所述PCB与所述集成组件的应用结构壳体共形，所述集成组件与所述结构壳体之间填充导热介质。
[0010]有益效果
[0011]本专利技术提供的功率系统与控制系统的集成组件，在同一块PCB中集成多种功能电路，实现功率变换、传输与管理，同时完成系统控制，并与壳体结构共形设计，增强了散热性能，减小了功率系统与控制系统的整体厚度和重量。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0013]图1为本专利技术实施例中的功率系统与控制系统的集成组件的结构图；
[0014]图2为本专利技术实施例中的分层走线不等厚对称层叠示意图；
[0015]图3为本专利技术实施例中的汇流排局部示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。
[0017]在本专利技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术创造的限制。
[0018]此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0019]术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术创造中的具体含义。
[0020]如图1
‑
图3所示，本专利技术实施例提供了一种功率系统与控制系统的集成组件，所述集成组件包括：功率变换与隔离电路，用于实现电压变换与电气隔离，并提供分布式供电所需的中间电压；多个输出连接器
①
，用于将所述集成组件的输出功率与控制信号传输给负载，与相应负载对应设置；多个负载点电路，用于将功率变换与隔离电路提供的中间电压变换成负载的供电电压，所述负载点电路围绕输出连接器
①
分布；控制系统电路，用于接收上
位机发出的信号，并生成功率变换与隔离电路、负载点电路和负载的控制指令同时将所述集成组件的工作状态和负载的状态反馈给上位机；功率管理电路，用于接收控制系统电路发出的功率变换与隔离电路以及负载点电路控制指令后对功率变换与隔离电路以及负载点电路进行控制，并同时监测功率变换与隔离电路以及负载点电路的工作状态反馈给控制系统电路；平面汇流排，用于传输所述集成组件的输入功率，所述功率变换与隔离电路、负载点电路、功率管理电路、控制系统电路、平面汇流排和输出连接器
①
在同一块PCB上集成。其中，图1中的
①
为输出连接器。
[0021]在上述实施例中，功率变换与隔离电路根据输入输出电压及功率要求，设计相应的变换电路，实现电压变换与电气隔离，提供分布式供电所需的中间电压；负载点电路分布于输出连接器
①
附近，将中间电压变换成负载所需供电电压。功率管理电路对功率进行开关机控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率系统与控制系统的集成组件，其特征在于，所述集成组件包括：功率变换与隔离电路，用于实现电压变换与电气隔离，并提供分布式供电所需的中间电压；多个输出连接器，用于将所述集成组件的输出功率与控制信号传输给负载，与相应负载对应设置；多个负载点电路，用于将功率变换与隔离电路提供的中间电压变换成负载的供电电压，所述负载点电路围绕输出连接器分布；控制系统电路，用于接收上位机发出的信号，并生成功率变换与隔离电路、负载点电路和负载的控制指令同时将所述集成组件的工作状态和负载的状态反馈给上位机；功率管理电路，用于接收控制系统电路发出的功率变换与隔离电路以及负载点电路控制指令后对功率变换与隔离电路以及负载点电路进行控制，并同时监测功率变换与隔离电路以及负载点电路的工作状态反馈给控制系统电路；平面汇流排，用于传输所述集成组件的输入功率，所述功率变换与隔离电路、负载点电路、功率管理电路、控制系统电路、平面汇流排和输出连接器在同一块PCB上集成。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，谢君甫，吴锡渊，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：