CN110488646B - 一种功率单元模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种功率单元模组。所述功率单元模组包括：驱动单元，用于驱动功率单元，功率单元，用于运行所述功率单元模组，信号采集单元，用于对所述功率单元进行数据采集，并将数据发送至物联网通信单元和控制单元，控制单元，用于对所述数据进行处理，以得到处理后的数据，物联网通信单元，用于对所述信号采集单元发送的数据进行判断，根据判断结果输出控制信号至所述控制单元。当所述功率单元模组瘫痪，可针对性局部识别，维修方便。

Description

一种功率单元模组

技术领域

本发明涉及电子电力技术领域，特别是涉及一种功率单元模组。

背景技术

IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的应用领域非常广泛，由于具有高频率、高电压、大电流、易于开关等优良性能，经常被用于各种集成模块，完成多种功能的实现，是传统研发企业必不可少的器件。

传统的功率单元模组常被应用在无人工参与的集成化系统中，存在着功率单元模组工作不稳定，而且成本较高，一旦功率单元模组瘫痪，便很难修复的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种功率单元模组，用于解决现有技术中的功率单元模组工作不稳定，而且成本较高，一旦功率单元模组瘫痪，便很难修复的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种功率单元模组，所述功率单元模组包括：

驱动单元，用于驱动功率单元；

功率单元，用于运行所述功率单元模组；

信号采集单元，用于对所述功率单元进行数据采集，并将数据发送至物联网通信单元和控制单元；

控制单元，用于对所述数据进行处理，以得到处理后的数据；

物联网通信单元，用于对所述信号采集单元发送的数据进行判断，根据判断结果输出控制信号至所述控制单元。

在本发明的一实施例中，所述控制单元用于将所述处理后的数据发送至所述物联网通信单元，通过所述物联网通信单元对所述处理后的数据进行分析和存储。

在本发明的一实施例中，所述功率单元模组还包括信号传输单元，所述信号传输单元用于将所述信号采集单元采集的数据发送至物联网通信单元。

在本发明的一实施例中，所述控制单元用于将所述控制信号发送至所述驱动单元，以控制所述驱动单元的输出。

在本发明的一实施例中，所述功率单元模组还包括负载单元，所述信号采集单元用于采集所述负载单元的工作信号，并将所述工作信号发送至所述物联网通信单元和所述控制单元。

在本发明的一实施例中，所述物联网通信单元用于对所述信号采集单元发送的工作信号进行判断，根据判断结果输出控制信号至所述控制单元。

在本发明的一实施例中，所述控制单元用于对所述工作信号进行处理，以得到处理后的信号。

在本发明的一实施例中，所述控制单元用于将所述处理后的信号发送至所述物联网通信单元，通过所述物联网通信单元对所述处理后的信号进行分析和存储。

在本发明的一实施例中，所述功率单元模组还包括信号输入输出端口，所述信号输入输出端口与所述负载单元之间双向通信连接，所述信号输入输出端口的输入端与所述控制单元的输出端相连接，所述信号输入输出端口的输出端与所述信号采集单元的输入端相连接。

在本发明的一实施例中，所述功率单元包括半桥绝缘栅双极型晶体管模组或全桥绝缘栅双极型晶体管模组。

如上所述，本发明的一种功率单元模组，具有以下有益效果：

本发明的功率单元模组包括驱动单元、功率单元、信号采集单元、信号传输单元、物联网通信单元、控制单元，本发明的功率单元模组工作稳定，成本低廉，当所述功率单元模组瘫痪，维修方便。一旦所述功率单元模组的某一环节出错，可以及时进行更改，而所述物联网通信单元单元实时了解系统温度，当温度过高时，输出控制信号至控制单元执行指令，以对系统进行降温，可靠性高，避免出现温度过高而损坏元器件的现象发生。

本发明能够实现基于功率单元模组进行控制，实现整体封装系统更高速快捷不同的交互调控，可适配不同场景的业务需求，灵活性非常高。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种功率单元模组的结构框图。

图2为本申请实施例提供的一种功率单元模组的结构框图。

图3为本申请实施例提供的一种功率单元模组的结构框图。

图4为本申请实施例提供的一种功率单元模组的结构框图。

图5为本申请实施例提供的一种功率单元模组的信号采集单元的结构框图。

图6为本申请实施例提供的一种功率单元模组的整体组装模块的分布示意图。

图7为本申请实施例提供的一种功率单元模组的工作方法的工作原理图。

图8为本申请实施例提供的一种功率单元模组的工作方法的工作原理图。

元件标号说明

5 天线

6 封装壳

7 后台网络

10 驱动单元

20 功率单元

30 信号采集单元

40 信号传输单元

50 物联网通信单元

60 控制单元

70 负载单元

80 信号输入输出端口

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1、图6，图1为本申请实施例提供的一种功率单元模组的结构框图。图6为本申请实施例提供的一种功率单元模组的整体组装模块的分布示意图。一种功率单元模组，所述功率单元模组包括：驱动单元10、功率单元20、信号采集单元30、物联网通信单元50、控制单元60。所述驱动单元10用于驱动功率单元20。具体的，所述驱动单元10可以包括但不限于三组单相桥沟槽型低损系列的驱动，例如，所述三组单相桥沟槽型低损系列的驱动的型号为GD800HTT65P4S。所述功率单元20可以但不限于为绝缘栅双极型晶体管模组单元。所述功率单元20包括但不限于半桥TG600HF12M1-S3A00。作为整体封装的核心运行部件所述信号采集单元30用于对所述功率单元20进行数据采集，并将数据发送至物联网通信单元50和控制单元60。所述控制单元60用于对所述数据进行处理，以得到处理后的数据。所述物联网通信单元50用于对所述信号采集单元30发送的数据进行判断，根据判断结果输出控制信号至所述控制单元60。具体的，所述信号采集单元30可以但不限于传感器。请参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种功率单元模组的信号采集单元的结构框图。所述信号采集单元30包括但不限于温度传感器31、速度传感器32，通过所述温度传感器31采集所述功率单元20的温度，通过所述速度传感器32采集所述功率单元20的速度，并将所述温度数据以及速度数据发送至所述控制单元60以及物联网通信单元50，通过所述控制单元60对所述温度数据以及速度数据进行处理，以得到处理后的数据，并将处理后的数据通过所述物联网通信单元50发送至后台网络7，通过后台网络7对处理后的数据进行分析。所述物联网通信单元50中预先设置有温度阈值以及速度阈值，并对所述信号采集单元30发送的温度数据以及速度数据进行判断，如果所述温度数据、速度数据不在温度阈值、速度阈值内，则输出控制信号至所述控制单元60，通过所述控制单元60调整所述功率单元20的温度以及所述驱动单元10的速度，使温度和速度在温度阈值、速度阈值内，如果所述温度数据、速度数据在温度阈值、速度阈值内，则不需要输出控制信号至所述控制单元60，无需调整所述功率单元20的温度以及所述驱动单元10的速度。所述功率单元20包括但不限于半桥绝缘栅双极型晶体管模组或全桥绝缘栅双极型晶体管模组。所述控制单元60可以但不限于MCU控制器。具体的，所述驱动单元10、功率单元20、信号采集单元30、信号传输单元40、物联网通信单元50、控制单元60可设置于封装壳6内部。所述驱动单元10供电，为所述功率单元20提供驱动和检测作用，并能够实现过压反馈，用以保护功率单元20；功率单元20的另一端与传感器相连，将传出的信号输入所述控制单元60，所述控制单元60以控制板形式出现，连接所述物联网通信单元50，在物联网通信单元50端进行网络控制，对上述整体在进行封装，留出I/O端口供外部连接和后期测试使用，最后将外接负载电机与整体封装相连，实现整体封装的运转。

请参阅图2、图3、图4，图2为本申请实施例提供的一种功率单元模组的结构框图。图3为本申请实施例提供的一种功率单元模组的结构框图。图4为本申请实施例提供的一种功率单元模组的结构框图。所述功率单元模组还包括信号传输单元40，所述信号传输单元40用于将所述信号采集单元30采集的数据发送至物联网通信单元50。具体的，所述信号传输单元40可以但不限于为无线信号传输器或有线信号传输器，所述信号传输单元40可以但不限于为蓝牙、射频识别模块等。通过所述信号传输单元40将所述温度数据、速度数据发送至所述物联网通信单元50。所述功率单元模组还包括负载单元70，所述信号采集单元30用于采集所述负载单元70的工作信号，并将所述工作信号发送至所述物联网通信单元50和所述控制单元60。所述负载单元70可以但不限于电机。通过所述温度传感器31采集所述负载单元70的温度信号，通过所述速度传感器32采集所述负载单元70的速度信号，并将所述温度信号以及速度信号发送至所述控制单元60以及物联网通信单元50，通过所述控制单元60对所述温度信号以及速度信号进行处理，以得到处理后的信号，并将处理后的信号通过所述物联网通信单元50发送至后台网络7，通过后台网络7对处理后的信号进行分析。所述物联网通信单元50中预先设置有温度阈值以及速度阈值，并对所述信号采集单元30发送的温度信号以及速度信号进行判断，如果所述温度信号、速度信号不在温度阈值、速度阈值内，则输出控制信号至所述控制单元60，通过所述控制单元60调整所述负载单元70的温度以及速度，使温度和速度在温度阈值、速度阈值内，如果所述温度信号、速度信号在温度阈值、速度阈值内，则不需要输出控制信号至所述控制单元60，无需调整所述负载单元70的温度以及速度。所述功率单元模组还包括信号输入输出端口80，所述信号输入输出端口80包括但不限于I/O端口。所述信号输入输出端口80与所述负载单元70之间双向通信连接，所述信号输入输出端口80的输入端与所述控制单元60的输出端相连接，所述信号输入输出端口80的输出端与所述信号采集单元30的输入端相连接。通过所述物联网通信单元50对所采集的数据或信号的传输，以及接收所述物联网通信单元50对整体系统做出指令的反馈，实现后台网络7的控制，最后对整体模块进行封装，预留I/O端口可供后期调试，在整体的基础之上加上外接负载。

所述功率单元模组的各个模块的连接顺序如下：首先连接驱动单元10与功率单元20，驱动供电，为功率单元20提供驱动和检测作用，并能够实现过压反馈，用以保护功率单元20；功率单元20另一端与传感器相连，将传出的信号输入控制单元60，在物联网通信单元50端进行控制，对上述整体进行封装，留出I/O端口供外部连接和后期测试使用，最后将应用层4的外接负载电机与整体封装相连，实现整体封装的运转。本发明的功率单元20的一端供以电源，所述功率单元20的另一端端子口作为传感器的接入口，流出的信号进入所述控制单元60进行存储和传输，由所述物联网通信单元50进行控制。当电机的转动过程中产生热量，当热量过高，所述温度传感器31进行的数据采集传入控制单元60，所述网络层2根据实际情况做出相应的降速降温指令，发出的指令返回微控单元执行指令，调整电机的转速进行降温，进行系统整体的降温。

请参阅图7、图8，图7为本申请实施例提供的一种功率单元模组的工作方法的工作原理图。图8为本申请实施例提供的一种功率单元模组的工作方法的工作原理图。与本发明的所述功率单元模组的原理相似的是，本发明还提供了一种功率单元模组的工作方法，所述功率单元模组的工作方法的具体工作步骤包括：S1、通过驱动单元10驱动功率单元20。S2、通过信号采集单元30对所述功率单元20进行数据采集，并将数据发送至物联网通信单元50和控制单元60。S3、通过控制单元60对所述数据进行处理，以得到处理后的数据。S4、通过物联网通信单元50对所述信号采集单元30发送的数据进行判断，根据判断结果输出控制信号至所述控制单元60。具体的，所述步骤S4中的通过物联网通信单元50对所述信号采集单元30发送的数据进行判断，根据判断结果输出控制信号至所述控制单元60的具体操作步骤包括：S41、通过所述物联网通信单元50设置温度阈值以及速度阈值。S42、对所述信号采集单元30发送的温度数据以及速度数据进行判断。S43、如果所述温度数据、速度数据不在温度阈值、速度阈值内，则输出控制信号至所述控制单元60，通过所述控制单元60调整所述功率单元20的温度以及驱动单元10的速度，使温度和速度在温度阈值、速度阈值内。S44、如果所述温度数据、速度数据在温度阈值、速度阈值内，则不需要输出控制信号至所述控制单元60，无需调整所述功率单元20的温度以及驱动单元10的速度。

综上所述，本发明的功率单元模组工作稳定，成本低廉，当所述功率单元模组瘫痪，维修方便。一旦所述功率单元模组的某一环节出错，可以及时进行更改，而所述物联网单元实时了解系统温度，当温度过高时，输出控制信号至控制单元执行指令，以对系统进行降温，可靠性高，避免出现温度过高而损坏元器件的现象发生。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种功率单元模组，其特征在于，所述功率单元模组包括：

驱动单元，用于驱动功率单元；

功率单元，用于运行所述功率单元模组；

信号采集单元，用于对所述功率单元进行数据采集，并将数据发送至物联网通信单元和控制单元，所述信号采集单元包括温度传感器和速度传感器；

控制单元，用于对所述数据进行处理，以得到处理后的数据，所述控制单元还用于将所述处理后的数据发送至所述物联网通信单元，通过所述物联网通信单元对所述处理后的数据进行分析和存储；

信号传输单元，用于将所述信号采集单元采集的数据发送至物联网通信单元；

物联网通信单元，用于对所述信号采集单元发送的数据进行判断，根据判断结果输出控制信号至所述控制单元；

负载单元，所述信号采集单元用于采集所述负载单元的工作信号，并将所述工作信号发送至所述物联网通信单元和所述控制单元；

信号输入输出端口，其双向通信连接所述负载单元，所述信号输入输出端口的输出端连接所述信号采集单元的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种功率单元模组，其特征在于：所述控制单元用于将所述控制信号发送至所述驱动单元，以控制所述驱动单元的输出。

3.根据权利要求1所述的一种功率单元模组，其特征在于：所述物联网通信单元用于对所述信号采集单元发送的工作信号进行判断，根据判断结果输出控制信号至所述控制单元。

4.根据权利要求1所述的一种功率单元模组，其特征在于：所述控制单元用于对所述工作信号进行处理，以得到处理后的信号。

5.根据权利要求4所述的一种功率单元模组，其特征在于：所述控制单元用于将所述处理后的信号发送至所述物联网通信单元，通过所述物联网通信单元对所述处理后的信号进行分析和存储。

6.根据权利要求1所述的一种功率单元模组，其特征在于：所述功率单元包括半桥绝缘栅双极型晶体管模组或全桥绝缘栅双极型晶体管模组。

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