CN105529936B - 用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，该装置包含若干模块框架、散热底板、底板加强筋、上绝缘板、下绝缘板以及汇流铜排；模块框架的下部与散热底板连接，模块框架垂直于散热底板；底板加强筋固定在模块框架内的散热底板上；上绝缘板位于底板加强筋的上表面，下绝缘板位于底板加强筋的下表面；汇流铜排安装在底板加强筋上，汇流铜排贯穿下绝缘板、底板加强筋和上绝缘板并固定，汇流铜排垂直于模块框架。本发明提供的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，解决了在尺寸小和重量轻的条件限制情况下，传统功率汇集、分配电能形式所存在的可维修性差、装置重量重、导线固定困难和散热差的问题。

Description

用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置
技术领域
本发明涉及一种用于空间电源系统控制设备的大功率汇集分配结构，具体地，涉及一种用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置。
背景技术
随着我国空间应用的不断发展，空间电源控制设备正朝着高性能集成化、长寿命、高可靠性、小型化、可维修性和轻量化的方向发展。电源控制设备日益复杂，内部元器件数量不断增加，集成密度不断提高，且由于设备尺寸和重量条件的限制，通过电缆方式来汇集和分配电能已不能满足控制设备的小型化、可维修性和轻量化的要求。
空间电源系统控制设备的功率汇集结构为了满足小型化、可维修性和轻量化的要求，采用母线铜排作为电源控制设备内电能传输导体，通过电缆连接各元器件，用来汇集和分配电能。现阶段空间电源控制设备大功率汇集分配结构，主要将母线铜排绝缘安装在产品结构框架的顶壁板、侧壁板和散热底板上。目前大功率电源控制设备中的大热耗元器件数量多，集成密度高，为了保证设备的散热性能，需要将大热耗元器件结合电性能要求集中均匀的布置在设备的散热底板上。为了保证设备结构的小型化，因此散热底板结构不适宜放置非大热耗的器件。母线铜排是用来汇集和分配电能的导体。它与放置在散热底板上发热量大的元器件有电性能连接关系，需要通过导线连接。为了保证设备的轻量化要求，需要尽量减少连接导线的长度，因此需要将母线铜排放置在离散热底板距离尽量近的位置。同时由于铜排与散热底板设置的距离近，也利于功率汇集分配结构的散热。因此功率汇集分配结构不适宜放置在结构框架的顶壁板和侧壁板处。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于空间飞行器电源系统控制设备的大功率汇集分配结构，设置在控制设备中间部位靠近散热底板的结构加强筋位置上，解决了电源系统控制设备在尺寸小和重量轻的条件限制情况下，空间大功率汇集分配结构的传统功率汇集、分配电能形式所存在的可维修性差、装置重量重、导线固定困难和散热差的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其中，该装置包含若干模块框架、散热底板、底板加强筋、上绝缘板、下绝缘板以及汇流铜排；所述模块框架的下部与所述散热底板连接，所述模块框架垂直于所述散热底板；所述底板加强筋固定在所述模块框架内的所述散热底板上；所述上绝缘板位于所述底板加强筋的上表面，所述下绝缘板位于所述底板加强筋的下表面；所述汇流铜排安装在所述底板加强筋上，所述汇流铜排贯穿所述下绝缘板、底板加强筋和上绝缘板并固定，所述汇流铜排垂直于所述模块框架。
上述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其中，所述装置还包含位于所述汇流铜排表面的汇流焊片，以及压在所述汇流焊片表面的紧固件；所述汇流铜排通过所述汇流焊片和所述紧固件与所述底板加强筋固定。
上述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其中，所述汇流铜排、汇流焊片、底板加强筋、上绝缘板、下绝缘板上分别设有安装孔。
上述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其中，所述安装孔与紧固件适配；所述紧固件通过所述安装孔将汇流铜排、汇流焊片、和底板加强筋、上绝缘板、下绝缘板固定。
上述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其中，所述汇流铜排和汇流焊片表面采用镀金处理。
上述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其中，所述汇流铜排依次贯穿若干模块框架并分别与模块框架通过底板加强筋紧固连接。
上述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其中，所述模块框架依次紧贴并平行设置，相邻的模块框架的边缘能够彼此拼接。
上述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其中，所述散热底板与底板加强筋为一体成型连接。
上述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其中，所述散热底板、底板加强筋与模块框架一体成型。
上述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其中，所述散热底板是所述空间飞行器电源系统控制设备的底板。
本发明提供的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置具有以下优点：
采用将大功率汇集分配结构设置在设备中间部位靠近产品散热底板的结构加强筋上，从而缩短了元器件与汇流铜排之间的导线长度，减轻了设备的重量；采用汇流铜排代替电缆进行设备的功率汇集、分配，从而解决了柔性电缆固定困难的问题；采用紧固件将汇流焊片压接在汇流铜排上，便于汇流焊片与汇流铜排的拆装，提高了设备的可维修性能；采用上绝缘板、下绝缘板将汇流铜排、汇流焊片通过紧固件固定在底板加强筋上，相比电缆传输增加了汇流结构的热传导及热辐射面积，同时由于安装位置缩短了元器件与汇流铜排之间的导线长度，可降低汇流结构的热传导热阻，提高热传导效率，降低汇流结构的温度；汇流铜排和汇流焊片表面采用镀金处理，从而避免铜导体氧化产生氧化层，影响汇流结构的电流传输分配性能，提高了产品的可靠性。
附图说明
图1为本发明的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置的结构示意图。
图2为本发明的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置的底板加强筋示意图。
图3为本发明的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置的多框架应用示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
如图1所示，本发明提供的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，包含：若干模块框架、散热底板7、底板加强筋4、上绝缘板2、下绝缘板5以及汇流铜排6。
模块框架的下部与散热底板7连接，模块框架垂直于散热底板7。底板加强筋4固定在模块框架内的散热底板7上。
散热底板7是空间飞行器电源系统控制设备的底板。散热底板7与底板加强筋4为一体成型连接。散热底板7、底板加强筋4与模块框架一体成型。
上绝缘板2位于底板加强筋4的上表面，下绝缘板5位于底板加强筋4的下表面。
汇流铜排6安装在底板加强筋4上，汇流铜排6贯穿下绝缘板5、底板加强筋4和上绝缘板2并固定，汇流铜排6垂直于模块框架。
该装置还包含位于汇流铜排6表面的汇流焊片1，以及压在汇流焊片1表面的紧固件3；汇流铜排6通过汇流焊片1和紧固件3与底板加强筋4固定。
汇流铜排6、汇流焊片1、底板加强筋4、上绝缘板2、下绝缘板5上分别设有安装孔8。安装孔8与紧固件3适配；紧固件3通过安装孔8将汇流铜排6、汇流焊片1、和底板加强筋4、上绝缘板2、下绝缘板5固定。参见图2所示。
汇流铜排6和汇流焊片1表面镀金。
汇流铜排6依次贯穿若干模块框架并分别与模块框架通过底板加强筋4紧固连接。模块框架依次紧贴并平行设置，相邻的模块框架的边缘能够彼此拼接。
以下通过实施例对本发明的实施方式进行更详细的说明。
实施例1：
如图3所示，本发明提供的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，包含：模块A框架9，模块A框架9下部壁板为散热底板7，散热底板7用于连接支撑底板加强筋4，底板加强筋4用于安装汇流铜排6；位于底板加强筋4上表面的上绝缘板2；位于底板加强筋4下表面的下绝缘板5；汇流铜排6贯穿下绝缘板5、底板加强筋4、上绝缘板2，安装于底板加强筋4；还包括：位于汇流铜排6表面的汇流焊片1；压在汇流焊片1表面的紧固件3。
该装置还包括：与汇流铜排6紧固连接并与模块A框架9拼接的模块B框架10，与汇流铜排6紧固连接并与模块B框架10拼接的模块C框架11，与汇流铜排6紧固连接并与模块C框架11拼接的模块D框架12，与汇流铜排6紧固连接并与模块D框架12拼接的模块E框架13，与汇流铜排6紧固连接并与模块E框架13拼接的模块F框架14，与汇流铜排6紧固连接并与模块F框架14拼接的模块G框架15。采用紧固件3将汇流焊片1、汇流铜排6、上绝缘板2和下绝缘板5固定在模块B框架10、模块C框架11、模块D框架12、模块E框架13、模块F框架14、模块G框架15上。
模块A框架9、模块B框架10、模块C框架11、模块D框架12、模块E框架13、模块F框架14、模块G框架15的材料为铝合金2A12，模块A框架9、模块B框架10、模块C框架11、模块D框架12、模块E框架13、模块F框架14、模块G框架15用来实现汇流铜排6的支撑连接和导热功能；上绝缘板2和下绝缘板5的材料为环氧玻璃布层压板3240，上绝缘板2和下绝缘板5用来实现汇流铜排6与模块A框架9、模块B框架10、模块C框架11、模块D框架12、模块E框架13、模块F框架14、模块G框架15的绝缘安装功能；汇流焊片1和汇流铜排6的材料为铜合金T2，汇流焊片1和汇流铜排6用来实现电流的传输功能；如图2所示，底板加强筋4上加工有安装孔8；上绝缘板2、下绝缘板5、汇流铜排6、汇流焊片1上加工有安装孔8。
多模块框架功率汇集结构组装时，首先将3根汇流铜排6及3个汇流焊片1依次通过3个紧固件3安装在模块A框架9上；然后将装好上绝缘板2的模块B框架10沿着3根汇流铜排6从远离模块A框架9的汇流铜排6的一端，缓慢的移动到模块A框架9配合凹槽处，此时将3根汇流铜排6及3个汇流焊片1依次通过3个紧固件3安装在模块B框架10上；按照此种方法，依次安装模块C框架11、模块D框架12、模块E框架13、模块F框架14、模块G框架15与汇流铜排6及汇流焊片1。
本发明提供的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，采用将大功率汇集分配结构设置在产品中间部位靠近产品散热底板7的结构加强筋上，使用紧固件3将汇流焊片1、汇流铜排6、上绝缘板2、下绝缘板5压接紧固在底板加强筋4上，解决了传统功率汇集、分配电能形式所存在的可维修性差、重量重、导线固定困难和散热差的技术问题。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其特征在于，该装置包含若干模块框架、散热底板（7）、底板加强筋（4）、上绝缘板（2）、下绝缘板（5）以及汇流铜排（6）；
所述模块框架的下部与所述散热底板（7）连接，所述模块框架垂直于所述散热底板（7）；
所述底板加强筋（4）固定在所述模块框架内的所述散热底板（7）上；
所述上绝缘板（2）位于所述底板加强筋（4）的上表面，所述下绝缘板（5）位于所述底板加强筋（4）的下表面；
所述汇流铜排（6）安装在所述底板加强筋（4）上，所述的汇流铜排（6）与上绝缘板（2）、底板加强筋（4）和下绝缘板（5）依次贯通连接并固定，所述汇流铜排（6）垂直于所述模块框架。
2.如权利要求1所述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其特征在于，所述装置还包含位于所述汇流铜排（6）表面的汇流焊片（1），以及压在所述汇流焊片（1）表面的紧固件（3）；所述汇流铜排（6）通过所述汇流焊片（1）和所述紧固件（3）与所述底板加强筋（4）固定。
3.如权利要求2所述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其特征在于，所述汇流铜排（6）、汇流焊片（1）、底板加强筋（4）、上绝缘板（2）、下绝缘板（5）上分别设有安装孔（8）。
4.如权利要求3所述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其特征在于，所述安装孔（8）与紧固件（3）适配；所述紧固件（3）通过所述安装孔（8）将汇流铜排（6）、汇流焊片（1）、和底板加强筋（4）、上绝缘板（2）、下绝缘板（5）固定。
5.如权利要求4所述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其特征在于，所述汇流铜排（6）和汇流焊片（1）表面镀金。
6.如权利要求5所述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其特征在于，所述汇流铜排（6）依次贯穿若干模块框架并分别与模块框架通过底板加强筋（4）紧固连接。
7.如权利要求6所述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其特征在于，所述模块框架依次紧贴并平行设置，相邻的模块框架的边缘能够彼此拼接。
8.如权利要求1所述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其特征在于，所述散热底板（7）与底板加强筋（4）为一体成型连接。
9.如权利要求8所述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其特征在于，所述散热底板（7）、底板加强筋（4）与模块框架一体成型。
10.如权利要求9所述的用于空间飞行器电源系统控制设备的功率汇集分配装置，其特征在于，所述散热底板（7）是所述空间飞行器电源系统控制设备的底板。
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