CN101485240B - 具有锁定构件的电子模块以及包括该电子模块的系统 - Google Patents

Abstract

一种电子模块。该电子模块包括机架和连接到该机架上的锁定构件。该锁定构件包括手柄部分、弯曲部分和突出部分。该弯曲部分与该手柄部分相邻。该突出部分与该弯曲部分相对。

Description

具有锁定构件的电子模块以及包括该电子模块的系统

相关申请的交叉参考

本申请要求于2006年6月30日提交的美国临时专利申请No.60/817,870的优先权。

技术领域

本申请公开的发明总体上且在各种实施例中均涉及一种具有锁定构件的电子模块。

背景技术

电子模块具有多种形状和尺寸，并且应用范围很广。例如，在一些应用中，电子模块成为电源的组成部分。一般来说，电源中的每个电子模块的重量随着其整体尺寸而变化。对于具有较大重量的电子模块而言，较大重量会导致很难将电子模块安装到所需的位置和/或将电子模块移离电源。

作为电源一部分的每个电子模块可以接收三相交流输入电力并输出单相交流电压。因此，对于这些应用来说，每个电子模块需要五个电接头(三个输入和两个输出)。

当利用直接连接到相应的电子模块的电源线实现这五个电接头时，制造这些电接头的劳动密集型过程会增加电源的总成本。而且，当需要更换直接连接有电源线的电子模块时，断开电源线的劳动密集型过程同样会增加更换电子模块的相关成本。

发明内容

从总的方面讲，本申请公开了一种电子模块。根据各种实施例，该电子模块包括机架以及连接到该机架的锁定构件。该锁定构件包括手柄部分、弯曲部分以及突出部分。该弯曲部分与该手柄部分相邻。该突出部分与该弯曲部分相对。

从另一总的方面讲，本申请公开了一种系统。根据各种实施例，该系统包括电子模块以及与该电子模块接触的第一和第二模块支撑轨道。该电子模块包括机架以及连接到该机架的锁定构件。该锁定构件包括手柄部分、弯曲部分以及突出部分。该弯曲部分与该手柄部分相邻。该突出部分与该弯曲部分相对。

附图说明

在本文中，结合以下附图，以举例的方式描述了本发明的各种实施例。

图1示出了电子模块的各种实施例；

图2示出了图1中电子模块的锁定构件的各种实施例；

图3示出了图1中电子模块的锁定构件和机架之间连接的各种实施例；

图4示出了电子模块的各种实施例；

图5A和5B示出了系统的各种实施例；

图6示出了图5A中系统的模块支撑轨道的各种实施例；

图7A和7B示出了图5A中系统的系统总线的各种实施例；

图8示出了图7A中系统总线的一部分的各种实施例；以及

图9A-9C分别示出了图5A所示的系统的电子模块处于将其装入系统的过程中的不同阶段。

具体实施方式

首先要理解的是，为了更关注于那些与清楚理解本发明相关的元件，对本发明的至少某些附图和描述予以了简化，同时，为了清楚起见，省掉了其它那些本领域普通技术人员可以理解也会构成本发明一部分的元件。然而，因为这样的元件在本领域都是公知的，也因为它们对于更好的理解本发明并不是必需的，所以本文不对这些元件进行描述。

图1示出了电子模块10的各种实施例。电子模块10可以实现为任何类型的模块，例如，电池、电源、逆变器、驱动机架等。根据各种实施例，电子模块10实现为电池，其接收三相交流输入电力并输出单相交流电压。在美国专利5625545(Hammond)中描述了这样的电池，其包括交流变直流的整流器、平波电路、输出端的直流变交流的逆变器、和控制电路。

电子模块10包括机架12和连接到机架12的锁定构件14。根据各种实施例，机架12可以包括连接在一起的若干个部分(例如，顶部、底部和四个侧部)，机架12的一个或多个部分可以是可拆卸下的。机架12限定了电子模块10的外部部分，并包围了电子模块10的各种部件(例如，下列的任意个或所有：电容器、印刷电路板、散热片等)。机架12可以由任何合适的材料制成。例如，根据各种实施例，机架12由导电材料制成，例如镀锌钢材。对于这些实施例，机架12的导电材料可以用于为机架12中的电弧故障提供低阻抗路径，以最小化由此引起的潜在损害。机架12可以具有足够的厚度以阻止由电子模块10的内部部件的故障而导致的任何残骸离开机架12所包围的空间，从而阻止对电子模块10附近的其他部件产生任何间接损坏。另外，机架12可以用来保护电子模块10的内部部件在运输和搬运过程中不受损坏，并可以构造成将电子模块10放置在其任一侧上都不会对电子模块10的部件造成任何损坏。进一步地，机架12还可以限定空气室，用于帮助对机架12中的所有部件进行强制空气冷却。

图2示出了锁定构件14的各种实施例。锁定构件14限定了开口16，并包括手柄部分18、弯曲部分20以及突出部分22。如图2所示，弯曲部分20与手柄部分18相邻，而突出部分22与弯曲部分20相对。锁定构件14可以由任何合适的材料制成，例如，镀锌钢材。手柄部分18、弯曲部分20以及突出部分22可以分开制作或彼此形成一体。

锁定构件14可以以任何合适的方式连接到机架12上。例如，锁定构件14可以可旋转地连接到机架12的一侧。图3示出了锁定构件14和机架12之间的可旋转连接的各种实施例。对于这些实施例，旋转连接是通过带肩螺丝24穿过弹簧垫圈26、开口16、位于第一锁定构件14和机架12之间的带肩垫圈28、机架12中的开口，并螺纹连接螺母30而形成的。根据各种实施例，螺母30是连接到机架12上的压铆螺母。带肩垫圈28允许锁定构件14在保持与机架12连接的同时进行旋转，弹簧垫圈26则向锁定构件14提供旋转阻力。

手柄部分18可以是适合人手抓握的任何形状。例如，根据各种实施例，手柄部分18的形状可以是大致为矩形截面的长型形状。根据各种实施例，锁定构件14也可以包括手柄部分18上的包覆物32(参见图1)。包覆物32可以为使用者提供保护，以避免其接触到任何尖锐的边缘，包覆物32可以由任何适合的材料制成，例如，橡胶、乙烯基、塑胶等。弯曲部分20和突出部分22可以是适于相互配合以安装、固定电子模块10到系统(例如，电源)或将电子模块10从系统上拆下的任何形状。根据各种实施例，弯曲部分20是基本上凸轮形状，而突出部分22是基本上矩形形状。

返回到图1，根据各种实施例，电子模块10还包括连接到机架12上的第二锁定构件34。第二锁定构件34可以与锁定构件14相同。因此，第二锁定构件34可以包括手柄部分、与手柄部分相邻的弯曲部分、与弯曲部分相对的突出部分、以及在手柄部分上的包覆物。另外，第二锁定构件34连接到机架12的方式可以与针对锁定构件14所描述的方式相同。因此，第二锁定构件34可以可旋转地连接到机架12上。如图1所示，锁定构件14和第二锁定构件34连接在电子模块10的相反两侧上。

图4示出了电子模块40的各种实施例。根据各种实施例，电子模块40包括针对图1的电子模块10所描述的所有特征。电子模块40包括母线系统42和连接到母线系统42的电源插头连接器44。母线系统42包括多个母线42a。各个母线可以由任何适合的导电材料制成，并共同地构造成发送电力到电子模块10或从电子模块10中接收电力。至少两个母线42a构造成为输入母线，并且至少两个母线42a构造成为输出母线。母线42a的数目、尺寸和形状可以随应用而变化。一般可对相应母线42a的尺寸进行设计以适应与特定应用相关的需求。

电源插头连接器44包括导电材料46和包围导电材料46的外壳48。导电材料46可以由任何适合的导体制成，例如铜。外壳48可以由任何合适的绝缘材料制成，例如塑料。外壳48限定了开口，该开口构造成当电子模块40连接到系统总线时接收一部分系统总线。该开口包围导电材料46，导电材料46则限定了更小的开口，该更小的开口构造成当电子模块40连接到系统总线时接收该一部分系统总线。这样，外壳48和导电材料46就共同地限定了开口50，该开口的尺寸设计成当电子模块40连接到系统总线时，接收该一部分系统总线。

电源插头连接器44可以通过任何合适的方式连接到母线系统42上。例如，根据各种实施例，电源插头连接器44通过紧固件(例如螺钉或螺母和螺栓)机械地连接到母线系统42上，使得导电材料46直接接触母线系统42。从而，母线系统42也可作为电源插头连接器44的散热片。电源插头连接器44构造成使得它可以以允许自己进行少许移动的方式连接到母线系统42上。如图4所示，电子模块40可以包括连接到母线系统42上的多个电源插头连接器44。

根据其他实施例，电源插头连接器可以构造成不同的形式。例如，根据各种实施例，一种给定的电源插头连接器可以包括凸起部分和分开的凹形部分，它们共同起作用使电子模块40和系统总线相连。在一些实施例中，凸起部分与母线系统42相连，凹形部分和系统总线相连。在另外一些实施例中，凸起部分与系统总线相连，凹形部分和母线系统42相连。一般地，对于一个给定的应用，要选择电源插头连接器的特定构造以满足与特定应用相关的要求。

根据各种实施例，电子模块40也包括母线系统支撑52。母线系统支撑52可由任何合适的非导电材料制成，例如塑料、玻璃纤维等，可用于减小电子模块40内的部件上的机械应力。母线系统支撑52也可用于对齐母线系统42的各种母线42a并为它们提供机械支撑。根据各种实施例，电子模块40也包括如图4所示的第二母线系统支撑54。第二母线系统支撑54可与母线系统支撑52类似，并可提供相似的功能。

图5A和5B是系统60的各种实施例的图示。系统60可用于多种应用。例如，系统60可做为电源。系统60包括电子模块62。根据各种实施例，电子模块62包括针对图1中电子模块10和/或图4中电子模块40所描述的全部特征。根据各种实施例，系统60可包括任意数量的电子模块62。例如，根据各种实施例，系统60可包括一至二十四个电子模块62。为简洁起见，图5A和5B都只示出一个电子模块62。

系统60还包括模块支撑轨道64。模块支撑轨道64都成对安排，每对种的两个模块支撑轨道64彼此镜像对称。一旦给定的电子模块62被装入系统60中，则每对模块支撑轨道64与给定的电子模块62接触并为给定的电子模块62提供机械支撑。当将电子模块62装入系统60或从系统60上卸下时，模块支撑轨道64还为电子模块62引导路径，一旦电子模块62被装入系统60中，模块支撑轨道64还用于阻止电子模块62的侧向移动，并且帮助将它们保持在位。模块支撑轨道64可由任何合适的材料制成。例如，根据各种实施例，模块支撑轨道64由导电材料(例如金属)制成。根据其他实施例，模块支撑轨道64由非导电材料制成(例如非金属材料)。下文中根据图6对模块支撑轨道64的各种实施例予以了更加详细的描述。

系统60也可包括系统围板66、围板支撑结构68、后板70和系统总线72。为简洁起见，图5A和5B都只画出一部分系统围板66做为示意。系统围板66可由任何合适的材料制成，例如镀锌钢材。系统围板66用于包围系统60的各种部件，它可以限定任意数目的开口或敲除件(knockout)(例如用于电力和控制连接)，并可包括任意数目的铰接式面板或可拆卸面板，用来接近和维护系统围板66内的各种部件。

围板支撑结构68安置在系统围板66内并与之连接。围板支撑结构68可用任何合适的方式和系统围板66相连。例如，根据各种实施例，围板支撑结构68可通过机械紧固件以可拆卸方式与系统围板66相连。根据其他实施例，围板支撑结构68可焊接到系统围板66上。围板支撑结构68可如图5A所示布置成水平的或如图5B所示布置成竖直的。对于给定尺寸的电子模块62，可采用竖直布置的围板支撑结构68，与采用水平布置的围板支撑结构68相比，其可使系统60保持较低高度。

后板70可由任何合适的非导电材料制成。根据各种实施例，后板70由高强度的非导电层压材料制成。后板70可通过机械紧固件(如螺钉，或螺母和螺栓)与围板支撑结构68相连。后板70限定了数个开口，这些开口构造成允许对电子模块62的电源插头连接器和系统总线72之间的连接进行视觉检查。后板70还限定了数个开口(例如狭槽或狭缝)，这些开口构造成接收一部分模块支撑轨道64，下文中会对此予以更加详细的描述。

图6示出了图5A中系统60的模块支撑轨道64之一的各种实施例。根据各种实施例，每个模块支撑轨道64包括第一部分74和与第一部分74方向基本一致的第二部分76。第一部分74限定了开口78，该开口构造成与围板支撑结构68的开口对齐，以便于模块支撑轨道64连接到围板支撑结构68。第一部分74限定了一个或多个开口80，该开口80构造成接收电子模块62的锁定构件的突出部分与弯曲部分和/或电子模块62的第二锁定构件的突出部分与弯曲部分。根据各种实施例，该一个或多个开口80构造成狭槽或狭缝。每个模块支撑轨道64还可包括附到第一部分74上的低摩擦材料82，例如聚乙烯。低摩擦材料82用于使电子模块62被装入系统60或被从系统60上卸下时所需的力量最小化。

第二部分76包括部分84，其构造成穿过由后板70所限定的开口(例如狭槽或狭缝)，并与其形成互锁连接。根据各种实施例，该部分84一般可以是如图6所示的钩形部分。对于采用图5B所示的竖直布置的围板支撑结构68，第二部分76限定了和开口78相似的开口，该开口构造成与围板支撑结构68的开口对齐，以便于模块支撑轨道64与围板支撑结构68的连接。

图7A和7B示出了图5A中系统60的系统总线72的各种实施例。系统总线72的每个相应部分可以在至少两个不同的位置中通过紧固件(例如螺钉，或螺母和螺栓)连接到后板70上。系统总线72构造成当电子模块62装入系统60时与电子模块62的电源插头连接器啮合。如图8所示，可以将与电子模块62的电源插头连接器相啮合的系统总线72的部分86可以是倒圆或倒角的。当电子模块62连接到系统总线72上时，系统总线72的倒圆或倒角的部分86用于使因电源插头连接器与系统总线72之间的任何错位引起的对相应的电源插头连接器外壳的任何潜在的机械损害最小化。系统总线72的部分86的倒圆或倒角与电源插头连接器连接到电子模块62的母线系统的方式的结合，使得即使系统总线72和电源插头连接器相互未对准也能在系统总线72和母线系统之间形成适当的电连接。例如，根据各种实施例，如果系统总线72和任何电源插头连接器之间在所有方向上错位约六度或更小，系统总线72和电子模块62的母线系统之间仍将形成适当的电连接。

系统总线72可由任何合适的导电材料制成。例如，根据各种实施例，系统总线72由铜或铝制成，并且靠近倒圆或倒角的部分86的地方涂有镀镍层或镀银层。根据各种实施例，系统总线72靠近倒圆或倒角的部分86的地方施加有电润滑剂。如图7B所示，电线88或另外的总线可用于将系统总线72连接到系统60的其他部件上。

图9A-9C分别示出了电子模块62，该电子模块62处于将其装入图5A所示的系统中的过程的不同阶段。如图9A所示，电子模块62已被放置在一对模块支撑轨道64的相应的第一部分上，并且锁定构件34的手柄部分已被旋转到朝向电子模块62“前部”的“水平”位置，从而使得锁定构件34的突出部分位于电子模块62的“底部”处或该“底部”的上方。可以在电子模块62被放置到相应的第一部分上之前或之后转动该手柄部分。如图9B所示，当电子模块62沿相应的第一部分上的低摩擦材料向系统围板的“背部”移动时，突出部分将与模块支撑轨道64的第一部分所限定的开口80(例如狭槽或狭缝)相对齐。一旦突出部分和开口80对齐，手柄部分就会朝“竖直”位置“向上”旋转，如图9C所示。当手柄部分“向上”旋转时，弯曲部分也旋转，并与第一部分配合以使得电源插头连接器开始和系统总线啮合。当弯曲部分旋转时，突出部分也旋转。当手柄部分旋转到“竖直”位置时，电源插头连接器就和系统总线完全啮合，通过突出部分和第一部分的配合，电子模块62就被锁定入位。对于电子模块62还包括第二锁定构件的实施例，除了第二锁定构件伴随锁定构件一起旋转之外，与上面的描述过程相似。

从系统上卸下电子模块62的过程与上文所描述的装载过程相反。例如，锁定构件34可由“竖直”位置旋转至“水平”位置，从而与第一部分配合，以使电源插头连接器和系统总线脱离开。然后电子模块62可沿相应的第一部分上的低摩擦材料向系统围板的“前部”移动，直至离开系统。

虽然本文通过举例的方式对本发明的几个实施例进行了描述，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离附加权利要求所限定的本发明的精神和范围下，仍可对所描述实施例作各种修改、变更和改进。

Claims (20)

1.一种电子模块，包括：

机架；

多个母线；

多个电连接器，所述电连接器被配置成在电子模块和系统总线建立电连接，所述系统总线被配置成接收多个电子模块并且经由所述多个母线发送电力到所述多个电子模块或从所述多个电子模块中接收电力，其中所述母线的至少一部分被配置成输入母线，所述母线的至少一部分被配置成输出母线，而且其中所述多个母线中的每一个经由所述多个电连接器中的至少一个可操作地连接到所述系统总线，从而建立所述母线与所述系统总线之间的连接，藉此可操作地连接所述电子模块和所述系统总线；以及

连接到该机架的锁定构件，其中该锁定构件包括：

手柄部分；

与该手柄部分相邻的弯曲部分；和

与该弯曲部分相对的突出部分；

其中，所述锁定构件被配置成将所述电子模块锁定到电源系统，从而使得当所述锁定构件处于锁定位置时，所述至少一个电连接器建立与至少一个输入母线和所述系统总线、与至少一个输出母线和所述系统总线的电连接。

2.根据权利要求1所述的电子模块，其中机架限定了电子模块的外部部分。

3.根据权利要求1所述的电子模块，其中机架包围了电子模块的至少一个部件。

4.根据权利要求1所述的电子模块，其中机架由导电材料制成。

5.根据权利要求1所述的电子模块，其中锁定构件可旋转地连接到机架。

6.根据权利要求1所述的电子模块，其中手柄部分是长型的。

7.根据权利要求1所述的电子模块，进一步包括手柄部分上的包覆物。

8.根据权利要求1所述的电子模块，进一步包括与机架相连的第二锁定构件。

9.根据权利要求8所述的电子模块，其中第二锁定构件可旋转地连接到机架。

10.根据权利要求8所述的电子模块，其中锁定构件和第二锁定构件连接到电子模块的相反两侧。

11.根据权利要求8所述的电子模块，其中第二锁定构件包括：

手柄部分；

与该第二锁定构件的该手柄部分相邻的弯曲部分；和

与该第二锁定构件的该弯曲部分相对的突出部分。

12.根据权利要求11所述的电子模块，其中第二锁定构件的手柄部分是长型的。

13.根据权利要求11所述的电子模块，进一步包括第二锁定构件的手柄部分上的包覆物。

14.一种系统，包括：

电子模块；和

与该电子模块接触的第一和第二模块支撑轨道，其中该电子模块包括：

机架；多个母线；

多个电连接器，所述电连接器被配置成在电子模块和系统总线建立电连接，所述系统总线被配置成接收多个电子模块并且经由所述多个母线发送电力到所述多个电子模块或从所述多个电子模块中接收电力，其中所述母线的至少一部分被配置成输入母线，所述母线的至少一部分被配置成输出母线，而且其中所述多个母线中的每一个经由所述多个电连接器中的至少一个可操作地连接到所述系统总线，从而建立所述母线与所述系统总线之间的连接，藉此可操作地连接所述电子模块和所述系统总线；以及

连接到该机架的锁定构件，其中该锁定构件包括：

手柄部分；

与该手柄部分相邻的弯曲部分；和

与该弯曲部分相对的突出部分；

其中，所述锁定构件被配置成将所述电子模块锁定到电源系统，从而使得当所述锁定构件处于锁定位置时，所述至少一个电连接器建立与至少一个输入母线和所述系统总线、与至少一个输出母线和所述系统总线的电连接。

15.根据权利要求14所述的系统，其中该系统是电源。

16.根据权利要求14所述的系统，其中锁定构件可旋转地连接到机架。

17.根据权利要求14所述的系统，进一步包括手柄部分上的包覆物。

18.根据权利要求14所述的系统，进一步包括连接到机架的第二锁定构件。

19.根据权利要求18所述的系统，其中第二锁定构件可旋转地连接到机架。

20.根据权利要求18所述的系统，其中锁定构件和第二锁定构件连接到电子模块的相反两侧。

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