CN108931936A - 一种控制模组及搭载该控制模组的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种控制模组，其包含IC单元、晶振单元、供电单元、功率板；所述供电单元分别电性连接所述IC单元及所述晶振单元，用以提供驱动电能；所述功率板具有第一表面，其配置有第一导电层，第二表面，其配置有第二导电层；所述IC单元、所述晶振单元配置于所述第一表面；所述供电单元配置于所述第二表面；所述第一表面或所述第二表面配置有通孔焊盘，用以固定连接端子。这样在新开发产品时仅需进行外围的辅助电路的设计，而无需重新设计控制模块，这样缩短开发设计的周期，同时该控制模组具有结构简单兼容性好的优点。

Description

一种控制模组及搭载该控制模组的装置

技术领域

本发明涉及一种装置，具体地涉及一种装置其内部的控制模块的基本元器件集中布局到控制模组。

背景技术

随着经济的高速发展，电气设备(如，光伏逆变器，监控装置等)的应用越来越普及，控制该电气设备运行的控制模块的越发显得重要。控制模块中通常使用芯片(IC),通晶振单元的配合来运行。晶振单元需配置匹配的电容才能正常的工作。实际应用时，由于该电容的选型差异，布线设计，焊接点，温度等因素的影响。在某些场合(如，高温，低温时)不能正常运行，导致控制模块不能工作，设备的故障率高。随着设备型号的多样化，每种型号的需要量少时，对其进行全面的测试验证成本太高，导致设备的竞争力低。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。基于上述问题，本发明提供一种通用性强的控制模组，其兼容性强，满足多种类小批量生产的要求。为实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种控制模组，其特征在于，包含IC单元、晶振单元、供电单元、功率板；所述供电单元分别电性连接所述IC单元及所述晶振单元，用以提供驱动电能；

所述功率板具有第一表面，其配置有第一导电层，第二表面，其配置有第二导电层；

所述IC单元、所述晶振单元配置于所述第一表面；

所述供电单元配置于所述第二表面，所述第二表面30％以上的面积配置有第二导电层；所述第一表面或所述第二表面配置有通孔焊盘，用以固定连接端子。

优选的，该第二表面的边缘配置有焊盘。

优选的，该控制模组还包含连接端子，通过所述焊盘连接所述功率板，所述连接端子焊接或可插拔的与控制模块连接。

优选的，该连接端子配置有20pin，用以可插拔的与控制模块连接。

优选的，该第一导电层，第二导电层为铜箔层。

优选的，该供电单元的输出端通过穿孔电性连接所述IC单元的供电端。

优选的，该功率板呈四边形，所述第二表面的相对的两侧边缘分别配置有焊盘。

优选的，该IC单元配置于所述第一表面的中央区域。所述供电单元配置于所述第二表面的中央区域。

本发明实施例还提供一种控制模块，其特征在于，包含，供电模块、计量模块、显示模块、通信模块，以及权利要求1-8中任一项所述的控制模组，其中所述控制模组分别电性连计量模块、显示模块、通信模块；供电模块分别电性连控制模组、计量模块、显示模块、通信模块以提供驱动电能。

本发明实施例还提供一种监控装置，其特征在于，包含，上盖板、壳本体，所述上盖板配置有开口部，其连接有显示模块，通过所述显示屏显示采样信息；所述壳本体内安装有如权利要求9所述的控制模块，声控开关，其配置于所述壳本体，电性连接所述控制模块；其中，所述控制模块接收并响应所述声控开关的信号控制所述显示模块信息显示。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点：

①控制模组,结构简单，通用性强；

②控制模组可靠性高，抗干扰能力强；

③搭载该控制模组的控制模块开发周期短，满足多批次小批量生产的要求。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例的控制模组的功能模块示意图；

图2为本发明一实施例的控制模组的结构示意图；

图3为图2中沿A-A'的正视图；

图4为本发明一实施例的控制模块的功能模块示意图；

图5为本发明一实施例的一实施例的控制模块的结构示意图；

图6为搭载本发明一实施例的控制模块的电气设备的结构示意图；

图7为搭载本发明一实施例的控制模块的监控装置与服务器连接的功能模块示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例：

如图1所示为本发明实施例的控制模组的功能模块示意图，控制模组100，包含IC单元101，晶振单元102，及供电(稳压)单元103；供电(稳压)单元103电性连接IC单元101及晶振单元102，以向其提供驱动电能。

上述实施方式中，IC单元101，晶振单元102，及供电(稳压)单元103通过布局优化配置在一功率板的两面上，通过供电(稳压)单元103向其IC单元及晶振单元提供驱动电能，通过优化的元器件的参数配置将其配置于功率板，该IC单元101的信号通过预留接口与外部进行信令交互。较佳的供电单元输出电压为3.3V，具有正向低压降的优点。在一实施方式中，供电(稳压)单元103选用AMS1117-3.3模块。应用到不同规格产品时只需调整该控制模组的辅助模块，这样可缩短开发周期，保证产品的稳定性。

作为图1实施方案的变形，IC单元集成有存储单元。这时利用预留的接口读取存储单元中的信息，这样优化了控组模组的体积，降低使用成本。

接下来结合图2,3来详细的描述本发明实施例的控制模组。控制模组200包含IC单元201、晶振单元202、供电(稳压)单元203、功率板204通过布局优化IC单元201、晶振单元202及供电(稳压)单元203配置在一功率板204，通过供电(稳压)单元203向其IC单元及晶振单元提供驱动电能。本实施方式中通过选型的优化,将元器件固定并配于功率板上，该IC单元101的信号通过预留接口与外部进行信令交互。较佳的供电单元输出电压为3.3V，具有正向低压降的优点。功率板，其具有第一表面，其上配置有第一导电层，第二表面，其上配置有第二导电层且第二表面配置大面积(大面积即第二表面的30％以上的面积)的第二导电层。本实施方式中，功率板大致呈四方形。在第二表面的相对(相向)的两边缘分别配置有用以连接连接端子的通孔焊盘，通过所述通孔焊盘所述连接端子固定于所述功率板。在四方形的功率板的两相对的侧边的边缘分别配置有连接端子205，其与控制模块的电路板连接。连接端子205通过穿孔的焊接于功率板204。在一实施方式中，单个的连接端子具有若干引脚，如20pin。IC单元、晶振单元配置于功率板的第一表面204a，供电单元配置于功率板的第二表面204b。该第二表面204b采用大面积涂覆有导电层(如，涂覆有铜箔层)。这样设计的好处在于，提高散热效果，具有良好的接地，降低EMI，提高控制模组的稳定性。在一实施方式中，第二表面中的30％以上的面积涂覆有铜箔层。供电单元大致正对着IC单元，这样设计的好处在于，通过优化布线减少走线的长度，提高IC单元的稳定，减少某些场合由于走线距离长引起的压降导致IC单元不能正常的工作。在一实施方式中,供电单元的输出端通过穿孔直接连接至IC单元的供电端口，减少布线减少走线的长度提高IC单元的稳定性。在一实施方式第二表面上供电单元连接的区域采用大面积(如，30％以上的面积)涂覆有铜箔层，该层全层无其他信号。较佳的，该第二表面上配置有若干用以接地的孔。本实施方式中，控制模组至少包含有2层导电层。该2层导电层至少具有一个穿孔(通孔)，用以将电性供电单元的输出电性连接至IC单元的供电端口。穿孔设计的好处在于，缩短布线的距离。提高IC单元的工作稳定性。晶振单元202采用高精度的陶瓷元器件。IC单元配置于第一表面的中央区域。供电单元配置于第二表面的中央区域。这样设计的好处在于提供散热效果。

在一实施方式中，该第一表面或第二表面配置有至少1个连接端子，用以连接控制模块(的电路板)。

接下来结合图4描述搭载控制模组的控制模块的功能模块示意图；

控制模块300，包含供电模块301、控制模组302、计量模块303、显示模块304、通信模块305，其中控制模组302分别电性连计量模块303、显示模块304、通信模块305；供电模块301分别电性连控制模组302、计量模块303、显示模块304、通信模块305以提供驱动电能。供电模块301电性连接控制模组302的供电单元(图未示)。在一实施方式中，通信模块305包含WiFi模块，GPRS模块，蓝牙模块，4G/5G模块。在一实施方式中，控制模块还包含有线网络端口，通过有线网络端口连接至远端的服务器。在一实施方式中，计量模块还包含采样单元，用以采样用电设备的用电情况，将采样的信息反馈至计量模块，计量模块电性连接至通信模块将采样的信息反馈至连接的服务器(或计量模块电性连接控制模组，经由控制模组将采样的信息反馈至连接的服务器)。在一实施方式中，计量模块采样的信息经由显示模块显示，本实施方式中，显示模块显示采样的电压，电流等基础信息。累计用电信息，最大用电信息等通过连接服务器获取。

在一实施方式控制模块至少包含1个独立的子模块(控制模组)，该子模块通过焊接或可插拔的形式与控制模块的预设接口连接。子模块具有若干引脚(如40pin)。

接下来图5来描述搭载控制模组的控制模块的结构示意图，

控制模块400，包含显示模块401，位于显示模块401下部的供电模块、控制模组402(部分位于显示模块401下部)、计量模块403、、通信模块404，其中控制模组402分别电性连显示模块401、计量模块403、通信模块404；供电模块分别电性连显示模块401、控制模组402、计量模块403、通信模块404以提供驱动电能。本实施方式中，控制模组通过焊接或可插拔的形式与控制模块的预设接口连接。供电模块包含有AC/DC模块，用以将接受的市电转换成符合预期的直流电，给电性连接的其它模块供电。通信模块(有时也称通讯模块)，通过焊接或可插拔的形式与控制模块的预设接口连接。

接下来图6来描述本发明实施的监控装置的结构示意图。一种监控装置500，其包含上盖板501，壳本体502，盖板501固定于壳本体502的开口部，在装置500的内部构成密闭空间，该密闭空间内安装有上述实施方式的控制模块(图未示)，该控制模块的结构参考图2/3描述，在此不再重复阐述。

上盖板501上配置有开口部，用以安装显示模块(也称显示屏)，通过显示屏显示实时的采样信息。本实施方式中，显示模块包含有：声控开关，其配置于显示屏的附近，通过该声控开关触发显示屏进行信息显示，具体的声控开关的触发信号被反馈至控制模组，控制接收并响应该信号控制显示模块进行信息显示。本实施方式中，上盖板及壳体较佳的选用工程塑料。在壳体的开口部的端面配置有防水胶，这样上盖板及壳体连接后能形成密封的空间，该装置可应用于户外的场合。本实施方式中，上盖板501上的一端部包含有2端口，一端口用以反馈采样信号，一端口用以连接市电。本实施方式中，采样单元集成在壳本体502内。在一本实施方式中，上盖板501上配置有触摸开关,其电性连接控制模块。

在一施方式中，壳本体502的一端部包含有2端口，一端口用以反馈采样信号，一端口用以连接市电。采样单元集成在监控装置500内。

在一实施方式中，监控装置应用到光伏电站，如配置在光伏电站的控制柜中，装置从市电取电或通过其内部预设的电池的取电。监控装置采样光伏电站的母线进而采样电站的运行信息，并通过通信模块将采样的传递至服务器。

在一实施方式中，监控装置用以监控家用用电设备。

如图7所示为搭载上述控组模块的监控装置与服务器连接的功能模块示意图；监控装置通过有线或无线的方式将信息传递至服务器。服务器依据预先配置的模型进行运算，用户通过该服务器或智能设备连接该服务获得监控装置的信息。本实施方式中，服务器可描述为云端服务器，远端控制服务器，智能携带设备等。

在一实施方式中，监控装置的本体内配置有储能电池(如，锂电池或电容)，由该储能提供监控装置的运行电能。

在一实施方式中，监控装置的本体端部还配置有端口，该端口用以安装通讯天线。

在一实施方式中，监控装置配有存储单元，用于储存采集的信息；数据采集装置还配有一读取该存储单元存储信息的接口。

根据本发明公开的控组模块及搭载该模块的电气设备可以是小型化电子电路设备，可挂附于控制柜中，挂附于用电设备处。可以适用于多种监测场景。该电气设备可为监控装置，该监控装置的采样模块集成在本体的内部，其通过无线通信模块与连接的服务器建立连接并进行信息交互。

需要提醒注意的是，在其他实施例中，对于同一控组模块而言，“显示模块”、“通信模块”、“计量模块”、“采样模块”等特征中，可以只包括其中的一个或多个。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡如本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制模组，其特征在于，包含IC单元、晶振单元、供电单元、功率板；

所述供电单元分别电性连接所述IC单元及所述晶振单元，用以提供驱动电能；

所述功率板具有第一表面，其配置有第一导电层，第二表面，其配置有第二导电层；

所述IC单元、所述晶振单元配置于所述第一表面；

所述供电单元配置于所述第二表面；

所述第一表面或所述第二表面配置有通孔焊盘，用以固定连接端子。

2.如权利要求1所述的控制模组，其特征在于，所述第二表面的边缘配置有焊盘。

3.如权利要求2所述的控制模组，其特征在于，还包含连接端子，通过所述焊盘连接所述功率板，所述连接端子焊接或可插拔的与控制模块连接。

4.如权利要求3所述的控制模组，其特征在于，所述连接端子配置有20pin，用以可插拔的与控制模块连接。

5.如权利要求1所述的控制模组，其特征在于，所述第一导电层，第二导电层为铜箔层。

6.如权利要求1所述的控制模组，其特征在于，所述供电单元的输出端通过穿孔电性连接所述IC单元的供电端。

7.如权利要求1所述的控制模组，其特征在于，所述功率板呈四边形，所述第二表面的相对的两侧边缘分别配置有焊盘。

8.如权利要求1所述的控制模组，其特征在于，所述IC单元配置于所述第一表面的中央区域。

9.一种控制模块，其特征在于，包含，供电模块、计量模块、显示模块、通信模块，以及权利要求1-8中任一项所述的控制模组，其中所述控制模组分别电性连计量模块、显示模块、通信模块；供电模块分别电性连控制模组、计量模块、显示模块、通信模块以提供驱动电能。

10.一种监控装置，其特征在于，包含，上盖板、壳本体，

所述上盖板配置有开口部，其连接显示模块；

所述壳本体内安装有如权利要求9所述的控制模块，

声控开关，其配置于所述壳本体，电性连接所述控制模块；

其中，所述控制模块接收并响应所述声控开关的信号控制所述显示模块信息显示。