Модульная электрическая плата для силовых компонентов



Модульная электрическая плата для силовых компонентов
Модульная электрическая плата для силовых компонентов

 


Владельцы патента RU 2474986:

САЖЕМ ДЕФАНС СЕКЮРИТЕ (FR)

Изобретение относится к электрической плате (4), в частности к модульной плате выключателя. Плата (4) содержит силовые модули, состоящие из силовых компонентов (15) и из компонентов (18) управления, установленных на планках (14; 17), закрепленных на опорной пластине (5), которая содержит пластину (9) электрической массы. Силовые компоненты (15) соединены с шинами (19) управления и с силовыми шинами (21), установленными на опорной пластине (5) и проходящими вдоль слоя, смежного с пластиной электрической массы. Технический результат - создание полностью модульной и конфигурируемой электрической платы, модули которой имеют конструкцию, обеспечивающую улучшенное охлаждение. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к модульной электрической плате, в частности, но не исключительно, к модульной плате выключателя.

Уровень техники

С учетом все более широкого использования электрических приводов в транспортных средствах, как в наземных, так и воздушных, в настоящее время эти транспортные средства оборудуют электрическими блоками, содержащими электрические платы, включающие в себя силовые компоненты. Для облегчения обслуживания электрического блока функции распределяют между компонентами, сгруппированными в силовые модули, каждый из которых содержит силовые компоненты и компоненты управления.

В существующих платах, как правило, силовые шины выполняют в виде многослойных схем, при этом питание каждого модуля происходит через проводящую схему, выполненную в одном слое. Это расположение позволяет адаптировать топографию силовых схем питания к расположению силовых компонентов на плате.

Однако токи, проходящие в силовых модулях, могут достигать нескольких десятков ампер. Такие токи приводят к нагреву проводников, и современные устройства не обеспечивают достаточного рассеяния тепла, поэтому температура внутри электрической платы может достигать критических значений, в частности, если плату устанавливают на самолете, предназначенном для полетов на больших высотах, где воздух разрежен, или в случае отказа устройства вентиляции электрического блока, в котором установлена электрическая плата.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состоит в создании полностью модульной и конфигурируемой электрической платы, модули в которой имеют конструкцию, обеспечивающую улучшенное охлаждение.

Поставленная задача решена в электрической плате, содержащей силовые модули, состоящие из силовых компонентов и из компонентов управления, установленных на планках, закрепленных на опорной пластине, содержащей пластину электрической массы, при этом силовые компоненты соединены, с одной стороны, с шинами управления и, с другой стороны, с силовыми шинами, установленными на опорной пластине и проходящими вдоль слоя, смежного с пластиной электрической массы.

Таким образом, облегчается обслуживание электрической платы, содержащей силовые компоненты, а пластина электрической массы действует как теплоотвод. Учитывая ее большие размеры, она обеспечивает быстрое рассеяние тепла.

Предпочтительно опорная пластина содержит также металлическую пластину механического ужесточения на стороне силовых шин, противоположной пластине электрической массы.

Металлическая пластина ужесточения тоже действует наподобие теплоотвода и имеет большие размеры, которые позволяют ей обеспечивать быстрое рассеяние тепла.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения силовые шины питания проходят в едином слое, смежном со стороной пластины массы, а соединительные шины находятся на стороне пластины массы, противоположной силовым шинам.

Таким образом, пластина массы обеспечивает не только рассеяние тепла, выделяемого силовыми компонентами, то также тепловую и электромагнитную защиту соединительных шин и соответствующих компонентов управления.

Согласно другим предпочтительным отличительным признакам изобретения, силовые компоненты установлены на планках, проходящих перпендикулярно к пластине массы и расположенных так, чтобы ограничивать вместе с пластиной массы удлиненные каналы, при этом компоненты управления установлены на планках, проходящих в каналах и отстоящих от силовых планок, при этом предпочтительно компоненты управления установлены на планках управления, проходящих в осевом направлении каналов на половине расстояния от концов каналов. Таким образом, компоненты управления расположены посреди воздушного потока, циркулирующего в каналах, что сводит к минимуму нагрев в результате передачи тепла от силовых компонентов за счет теплопроводности или радиации.

Краткое описание чертежей

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания частного неограничивающего варианта осуществления платы в соответствии с настоящим изобретением со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 схематично показана электрическая плата в соответствии с настоящим изобретением, вид в перспективе;

на фиг.2 то же, что на фиг.1, с частичным вырезом некоторых слоев, вид в перспективе.

Осуществление изобретения

Как показано на фиг.1, электрический блок, обозначенный общей позицией 1, содержит наружный кожух 2 с жестко установленными в нем опорными направляющими 3, на которых крепят платы 4, из которых на фигурах показана только одна плата.

В представленном варианте осуществления блок показан лежащим на одной стороне. Каждая плата 4 содержит опорную пластину 5, которая после монтажа будет проходить в блоке вертикально. На своем крае, соответствующем опорной направляющей 3, каждая плата содержит переднюю стенку 6, закрепленную на опорной пластине 5 перпендикулярно к ней при помощи соединительных элементов 7, и оборудована устройствами 8 стопорения, взаимодействующими с опорными направляющими 3.

Опорная пластина 5 содержит металлическую пластину 9 электрической массы, более наглядно представленную на фиг.2, где она показана без планок компонентов и шин соединения с компонентами управления с частичным вырезом, чтобы лучше представить конструкцию силовых шин. Вдоль своего заднего края пластина 9 электрической массы изогнута в виде L. Загнутая часть 10 образует заднюю стенку платы 4. Пластина 9 электрической массы находится между двумя слоями 11 и 12 изоляционного материала.

На одном из своих концов пластина 9 электрической массы содержит лапки 13 электрической массы, вырезанные в пластине 9 электрической массы и отогнутые перпендикулярно к ней, образуя выступы относительно одной стороны пластины 9 электрической массы.

Опорная пластина 5 оборудована силовыми планками 14, на которых установлены силовые компоненты 15 и которые соединены с лапками 13 электрической массы, проходя перпендикулярно к опорной пластине 5 в ее продольном направлении так, чтобы ограничивать продольные каналы 16, в которых может циркулировать воздух, как показано сплошными стрелками на фиг.1, за счет естественной конвекции или принудительной вентиляции при помощи не показанного устройства вентиляции.

Согласно отличительному признаку изобретения каждый модуль содержит также планки 17 управления, которые отделены от силовых планок 14 и на которых установлены компоненты 18 управления. Предпочтительно планки управления расположены на половине расстояния от концов каналов, ограниченных силовыми планками. Таким образом, планки управления образуют сужение сечения канала, что создает местное ускорение охлаждающего потока. Планки 17 управления соединены соединительными шинами 19, оборудованными на одном конце соединительными лапками 20, обеспечивающими соединение (при помощи не показанных соединителей) соединительных шин 19 со схемами управления, внешними относительно модуля. Эти соединительные шины 19 могут быть выполнены в виде обычной электронной карты, оборудованной охватываемым соединителем, содержащим соединительные лапки 20.

Как показано на фиг.2, опорная пластина 5 содержит в данном случае силовую шину 21, выполненную в виде проводящих полос, находящихся между электроизоляционным слоем 12 и электроизоляционным слоем 26, покрывающим металлическую пластину 22 механического ужесточения на ее внутренней поверхности со стороны силовых шин 21. В показанном предпочтительном варианте осуществления силовые шины 21 проходят в едином слое, непосредственно смежном, с одной стороны, с пластиной 9 электрической массы, от которой он отделен только изоляционным слоем 12, и, с другой стороны, с пластиной 22 механического ужесточения, от которой он отделен только изоляционным слоем 26. Силовые шины 21 имеют L-образные формы, заходящие друг в друга, и содержат на одном конце соединительные силовые лапки 23, которые проходят через отверстия 24 пластины 9 электрической массы и соединены с силовыми планками 14.

В представленном предпочтительном варианте осуществления силовые соединительные лапки 24 расположены в линию как в продольном направлении, так и в поперечном направлении опорной пластины 5 таким образом, чтобы силовые планки 14 могли иметь идентичную конструкцию, независимо от выполняемой ими функции, что упрощает модульное выполнение и монтаж модуля.

На конце, противоположном силовым соединительным лапкам 23, силовые шины 21 оборудованы лапками 25 соединения с не показанным внешним соединителем.

Следует отметить, что шины 19 управления проходят на стороне пластины 9 электрической массы, противоположной силовой шине 21. Таким образом, тепло, передаваемое силовой шиной 21, рассеивается пластиной 9 электрической массы и пластиной 22 механического ужесточения, поэтому шины 19 управления, а также связанные с ними компоненты 18 управления защищены от чрезмерного нагрева. Кроме того, пластина 9 электрической массы образует электромагнитный экран между силовыми шинами 21 и шинами 19 управления, а пластина 22 механического ужесточения образует электромагнитный экран между всей электронной платой и ее внешним окружением внутри блока 1.

Модуль закрыт крышкой 26 L-образной формы.

Разумеется, изобретение не ограничивается представленным предпочтительным вариантом осуществления и может содержать версии выполнения, которые может предусматривать специалист, но которые не выходят за рамки изобретения, определенные формулой изобретения.

В частности, хотя изобретение представлено с силовыми шинами, проходящими вдоль единого слоя, можно предусмотреть выполнение опорной пластины, в которой силовые шины проходят вдоль двух слоев по обе стороны от пластины массы, чтобы использовать пластину массы в качестве радиатора. В этом случае предпочтительно группировать компоненты управления в отдельном модуле.

Хотя силовые шины 21 показаны в виде L-образной полосы, их можно выполнять в виде проводников любой формы.

Представленная опорная пластина имеет L-образную форму, образуя заднюю стенку модуля, однако можно предусмотреть плоскую опорную пластину, на которой крепят заднюю стенку модуля.

Хотя показанные лапки 13 электрической массы представлены сгруппированными на одном конце пластины 9 электрической массы, лапки 13 электрической массы можно выполнять в центральной части или в любом положении на плате.

1. Электрическая плата (4), содержащая силовые модули, состоящие из силовых компонентов (15) и из компонентов (18) управления, отличающаяся тем, что силовые компоненты (15) и компоненты (18) управления установлены на планках (14; 17), закрепленных на опорной пластине (5), содержащей пластину (9) электрической массы, при этом силовые компоненты (15) соединены с шинами (19) управления и с силовыми шинами (21), установленными на опорной пластине (5) и проходящими вдоль слоя, смежного с пластиной электрической массы.

2. Электрическая плата по п.1, отличающаяся тем, что опорная пластина (5) содержит также металлическую пластину (22) механического ужесточения на стороне силовых шин (21), противоположной пластине (9) электрической массы.

3. Электрическая плата по п.1, отличающаяся тем, что силовые шины (21) расположены в едином слое, смежном со стороной пластины (9) электрической массы, причем соединительные шины (19) находятся на стороне пластины (9) электрической массы, противоположной силовым шинам (21).

4. Электрическая плата по п.1, отличающаяся тем, что силовые компоненты (15) установлены на силовых планках (14), расположенных перпендикулярно к пластине (9) электрической массы и ограничивающих вместе с пластиной (9) электрической массы удлиненные каналы (16).

5. Электрическая плата по п.4, отличающаяся тем, что компоненты (18) управления установлены на планках (17) управления, расположенных в каналах (16), ограниченных силовыми планками, и отстоящих от этих силовых планок (14).

6. Электрическая плата по п.4, отличающаяся тем, что компоненты (18) управления установлены на планках (17) управления, проходящих в осевом направлении каналов (16).

7. Электрическая плата по п.6, отличающаяся тем, что планки (17) управления расположены посередине каналов (16) между их концами.

8. Электрическая плата по п.1, отличающаяся тем, что силовые шины (21) содержат полосы, расположенные рядом друг с другом и содержащие концы, образующие выступающие лапки, расположенные на одной прямой как в продольном направлении, так и в поперечном направлении опорной пластины (5).

9. Электрическая плата по п.8, отличающаяся тем, что силовые шины (21) имеют L-образные формы, заходящие друг в друга.

10. Электрическая плата по п.1, отличающаяся тем, что опорная пластина (5) имеет L-образную форму, часть (10) которой образует заднюю стенку силового модуля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе кодирования для первого конструктивного элемента, которому соответствует второй конструктивный элемент с, по меньшей мере, одним средством позиционирования.

Изобретение относится к электронной плате, которая предназначена, например, для интегрирования в бортовом оборудовании летательного аппарата. .

Изобретение относится к несущей системе авиационного электронного оборудования для сменных (вдвижных, вводимых со скольжением) модулей. .

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при проектировании и изготовлении радиоэлектронных блоков. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в несущих конструкциях радиоэлектронной аппаратуры, преимущественно подвижных, может применяться в геофизическом приборостроении, а также в любом виде транспорта, включая морской и авиационно-космический, в любых передвижных и стационарных комплексах.

Изобретение относится к радиотехнике, к области телекоммутаций, в которых потребители соединяются с коммутатором посредством линий связи. .

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при разработке герметичной радиоаппаратуры. .

Изобретение относится к области радиоэлектроники, а именно к радиоэлектронным блокам пакетного типа, в которых металлические рамки электронных модулей являются частью корпуса радиоэлектронного блока, и может быть использовано при изготовлении радиоэлектронной аппаратуры, реализуемой на основе однотипных электронных модулей, например аппаратуры систем связи, вычислительных систем и т.п.

Изобретение относится к электрическому блоку и, в частности, хотя не исключительно, к блоку модулей автоматического выключателя

Изобретение относится к конструкции здания для компьютерного (вычислительного) центра, предназначенной для размещения множества коммуникационных стоек (шкафов), которые предоставляют пространство для помещения в него компьютерных аппаратных средств. Технический результат - создание вычислительного центра, который имеет более эффективный и универсальный механизм охлаждения для стоек с компьютерными аппаратными средствами и позволяет избежать необходимости окружения этих стоек воздуховодом охлаждающего воздуха, оптимизация энергопотребления и расходов, а также достижение более высокой пространственной плотности расположения компьютерных стоек, чтобы минимизировать суммарную требуемую длину кабелей в сети, благодаря чему улучшается также производительность коммуникаций. Достигается тем, что в вычислительном центре, предназначенном для размещения множества коммуникационных стоек (202), каждая из которых предоставляет место для размещения компьютерных аппаратных средств (101), первый охлаждающий контур (205) предназначен для снабжения, по меньшей мере, некоторых из коммуникационных стоек (202) охлаждающим веществом, причем первый охлаждающий контур (205) предназначен также для отвода нагретого охлаждающего вещества, по меньшей мере, от некоторых из коммуникационных стоек (202), причем вышеупомянутые коммуникационные стойки (202) имеют узлы (206, 207) теплообменников, предназначенные для передачи выделяемого тепла охлаждающему веществу, и размеры узлов (206, 207) теплообменников выбраны таким образом, что имеется возможность отводить через них все количество тепла, генерируемого компьютерными аппаратными средствами (101), так что в процессе эксплуатации теплый воздух не передается от множества коммуникационных стоек (202) в помещение вычислительного центра. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электронному модулю, прежде всего для ручной машины. Технический результат - обеспечение возможности полного и защищенного размещения, соответственно полной и защищенной установки печатной платы в корпусной детали электронного модуля, обеспечение компактной конструкции, оптимального и эффективного охлаждения электронного модуля. Достигается тем, что электронный модуль имеет корпус, по меньшей мере, одну печатную плату, которая кинематически, и/или термически, и/или электрически разобщена от, по меньшей мере, одной детали корпуса, по меньшей мере, один полупроводниковый прибор, по меньшей мере, одно охлаждающее устройство, образованное, по меньшей мере, одной корпусной деталью, и, по меньшей мере, один дистанционный элемент, который изготовлен из металла и которым, по меньшей мере, одна печатная плата удерживается на расстоянии от, по меньшей мере, одного охлаждающего устройства. Дистанционный элемент предназначен для образования тепловой связи, по меньшей мере, между, по меньшей мере, одним полупроводниковым прибором и, по меньшей мере, одной печатной платой. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к сменному модулю для контроллеров передвижных горных комбайнов. Технический результат - обеспечение мобильной диагностики электрической и электронной аппаратуры управления, для обеспечения ее безопасности и надежного предотвращения искры воспламенения или напряжения воспламенения, которые создаются в зонах добычи, подверженных угрозам взрыва. Достигается тем, что сменный модуль для контроллеров передвижных горных комбайнов имеет корпус (11), соединительный разъем (17), электронные панели (21, 22, 23) и, по меньшей мере, одно гнездо (25) разъема для подсоединения приводов или датчиков. Корпус (11) состоит из коробки со стенками (12, 13, 14) и пластиной (15) основания, содержащей вырез (16) для соединительного разъема (17), при этом электронные панели образуют панельную коробку (24) путем соединения двух торцевых панелей и двух боковых панелей (22), причем панельная коробка (24) размещена во внутреннем пространстве (19) корпуса (11), и, по меньшей мере, одно гнездо (25) разъема механически соединено с корпусом (11) посредством зажима (30) с компенсатором натяжения. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано в аппаратуре системы железнодорожной автоматики, к которой предъявляются высокие требования по защите от влаги и пыли. Технический результат - повышение надежности защиты блока от электромагнитного излучения, воздействия внешних вибраций, проникновения влаги и пыли и обеспечение эффективного теплоотвода от наиболее тепловыделяющих электронных компонентов. Достигается тем, что блок вычислителя содержит функциональные ячейки в виде печатных плат с электронными элементами, устанавливаемые по направляющим и соединяемые посредством электрических соединителей на их торцах с объединительной платой и защищенные корпусом. Корпус состоит из боковых стенок, передней и задней рам, которые в сборе образуют каркас, к которому крепятся крышка, основание, передняя и задняя панели. На внутренней стороне боковых стенок имеются ребра жесткости, вдоль верхних краев которых выполнены канавки, с торцов - отверстия для крепления передней и задней рам, а сбоку к ним примыкают выступы, к которым крепятся рейки, а перпендикулярно к ним направляющие. По внутреннему периметру передней и задней рам выполнены стыковочные поверхности, на которых с внешней стороны выполнены канавки под эластичные прокладки, по углам отверстия для крепления к ребрам жесткости боковых стенок, а с внутренней стороны вдоль верхнего и нижнего краев горизонтальные выступы, образующие канавки, которые при сборке каркаса образуют замкнутый контур из канавок на его верхней и нижней поверхностях под эластичные прокладки. Функциональные ячейки вставляются в каркас и одним торцом закрепляются за стыковочную поверхность передней рамы, а другим подключаются к объединительной плате, установленной поперек каркаса и прикрепленной к задним рейкам. На функциональные ячейки с высокой теплоотдачей установлены теплоотводы. Передняя панель выполнена с радиаторами и функциональные ячейки с теплоотводами устанавливаются под радиаторы. С внутренней стороны передней панели по контуру отверстий под соединители выполнены канавки под эластичные прокладки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу и устройству управления модулем, выполненным, в частности, в виде прибора автоматизированной системы с интерфейсом связи на стороне модуля. Технический результат - эффективное управление приборами автоматизированных систем. Изобретение предусматривает блок управления со средствами стыковки для разъемного крепления блока управления к модулю, со средством ввода и выдачи для ввода и выдачи информации, с первым интерфейсом связи, который при закрепленном блоке управления соединен с интерфейсом связи со стороны модуля и сконструирован для обмена данными между блоком управления и модулем, а также соединен со вторым интерфейсом связи для связи с отдельным блоком управления. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к стойкам и шкафам, в частности, используемым для размещения оборудования для обработки данных, сетевого и телекоммуникационного оборудования. Технический результат - создание аппаратных стоек достаточно гибких для удовлетворения различных требований по распределению электроэнергии, охлаждению и размещению кабелей на уровне стойки, способных выполнять промышленные стандарты, с достаточно простой по конструкции, чтобы быть экономически эффективными. Достигается тем, что устройство выполнено с возможностью закрепления в аппаратной стойке, относящейся к типу, имеющему два разнесенных друг от друга монтажных фланца, причем каждый фланец имеет множество отверстий, сформированных в нем с разнесением друг от друга на предварительно определенное расстояние. Устройство включает удлиненное тело, имеющее два противоположных конца, и два крепежных средства - по одному для каждого конца удлиненного тела. Каждое крепежное средство имеет по меньшей мере один удерживающий элемент, предназначенный для его введения в отверстия монтажных фланцев. По меньшей мере одно крепежное средство имеет фиксатор для удержания устройства на монтажных фланцах. Крепежное средство сконструировано таким образом, чтобы обеспечивать установку устройства на монтажных фланцах и снятие устройства с монтажных фланцев без использования инструментов. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к изогнутому устройству отображения. Техническим результатом является создание изогнутого устройства отображения, имеющего опорную структуру, подходящую для дисплея, который является изогнутым, таким образом, что оба его боковых конца изогнутого дисплея выступали вперед относительно центральной части дисплея. Указанный технический результат достигается тем, что опорная рамка, имеющая нижний конец, поддерживаемая на горизонтальной поверхности и позволяющая дисплею быть расположенным внутри себя, при этом опорная рамка изгибается таким образом, что ее противоположные боковые концы выступают вперед относительно ее центральной части, при этом по меньшей мере одна из верхней стороны, нижней стороны и каждой из противоположных боковых сторон блока отображения удалены от внутренней стороны опорной рамки. 14 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к телекоммуникационным патч-панелям, которые используются в телекоммуникационных системах для обеспечения возможности изменения, при необходимости, оптоволоконных или электрических соединений. Технический результат - обеспечение патч-панели, которая могла бы находиться в подвешенном состоянии в ее конечной монтажной позиции, без необходимости оставлять свободное пространство в стойке выше или ниже того пространства, которое эта патч-панель занимает в ее конечной монтажной позиции для повышения плотности монтажа. Достигается тем, что телекоммуникационная патч-панель (10) содержит монтажный интерфейс для монтажа патч-панели (10) в монтажной позиции стойки, причем монтажный интерфейс содержит приспособление (120) фиксации для подвешивания и жесткой фиксации патч-панели (10) в стойке. Приспособление/приспособления (120) фиксации выполнены с возможностью совершать линейные перемещения относительно монтажного интерфейса в первом направлении между первым положением и вторым положением и во втором направлении между вторым положением и третьем положением. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Электронный модуль (1), например устройство отображения, содержит первый соединитель, а каркас (20), например каркас приборной панели летательного аппарата, содержит второй соединитель (22), дополняющий первый соединитель. Первый соединитель установлен в боковой выемке (11) на стенке модуля, второй соединитель установлен со свободным вращением в каркасе на опорах (23), которые также включают в себя фиксирующую ручку (24) для обеспечения электрического и механического соединения модуля в каркасе. Обеспечивается простая и легкая установка электронного модуля в каркас. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх