CN111025975B - 一种全能型驱动器的布局方法及其全能型驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全能型驱动器的布局方法，所述基板上集成主运算芯片、螺钉式端子、RJ45网口、DB，同时设计在同一块整体的电路板上以便于布局结构和所述电路基板的电磁兼容设计间的相互耦合和充分优化后的解耦，实现包括通信、速度反馈、通用I/O端子阵列、存储、显示、线缆整理等各端口的位于电路板上的绝对位置，和其相互间的相对位置很好的满足由主控制芯片DSP+FPGA为主的控制中心对这些端口在运算速度及响应上的高速硬件通道的要求。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种全能型驱动器的布局方法及其全能型驱动器。
背景技术
驱动器主要包含市面上常规称为变频器、伺服驱动器、逆变器、电机调速器等采用电力电子技术的电气装置等电气产品，当前普遍设计为机壳内部叠形平行堆叠结构，或者为机器本体正面布置I/O接口，但不可插拔式结构，此类结构常用于伺服驱动器。而现有技术中的驱动器常规设计中，例如通信选件或者速度反馈与通信选件为可选模块卡式而非一体式，而为实现驱动器的在高速通信、信号处理和运算并行化的高性能表现，合理的布局结构和电路板的电磁兼容设计间的相互耦合和充分优化后的解耦,其价值在于通过创新的结构布局设计。
发明内容
本发明实施例为控制工业用伺服和变频（后简称驱动器）为代表的电力电子能量转换和驱动控制装置，其处于实现控制和驱动的核心中间环节，即其对外接受来自可能通过通信端口，或I/O端口要求控制目标电机 实现一定的速度、力矩、或位置的自动化，其对内为弱电控制强电，即一个完整的驱动器至少包含弱电的控制单元和一由IGBT等组件电力电子转换功能的功率模块，通常由控制单元来对功率模块实现驱动和控制。控制单元亦需接受和处理来自被驱动的电机侧的编码器信号，以实现实时电机状态的速度和位置反馈，以形成闭环控制。
本发明实施例旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明实施例公开了一种全能型驱动器的布局方法，包括电路基板，设计在同一块整体的所述电路基板上的元件，所述电路基板为主电路PCB板，其为不少于6层叠层的压制PCB板，并且外形的整体为长方形，长于宽的比大于2.0；所述元件包括：位于左上部，数量超过2个布置且第3个与并列的2个口有距离不少于4mm的距离以实现防插错识别RJ45接口；位于顶部的基于状态显示和地址设定旋转编码器；位于所述电路基板的上侧的背部，且由超过2组的XHB型端子针座组成的控制单元到被其控制的功率单元的信号接口；接线端子阵，所述接线端子阵位于所述电路基板的右侧边，并且端子阵的端口数量设置超过25个，以倾斜栅栏固定接线，螺钉锁定端子其螺钉位于右侧并设置进线孔位于左；包括微型继电器组，所述微型继电器组设计于所述电路基板的右侧背部；数量超过两个的快速多芯插头座布置于电路板左下侧；主运算DSP芯片组布置于所述电路基板的中部，所述主运算DSP芯片组由DSP+FPGA构架组成，并且在所述主运算DSP芯片组周围由几个存储和通信芯片包围形成硬件系统。
更进一步地，于所述电路基板上设计SD卡读取单元，SD卡从控制单元下部插入作控制单元运行记录和程序参数的存储介质。
更进一步地，在所述电路基板及所述元件上安装盖板，所述盖板提供对所述电路基板及其端子的固定完成对电路基板的电磁屏蔽功能。
更进一步地，于所述盖板的下部设置防拆螺钉，以防止SD卡被随意拆卸。
更进一步地，于所述盖板上对各端口名称及功能标识说明设置丝印或标签纸，用以标识端口的功能作用。
更进一步地，设置有一可翻打开的操作键盘及托架组件，其中，可翻打开的方式为旋转、折叠、弹出中的任一种。
更进一步地，所述主运算DSP芯片组和所述盖板标注区域间，设置导热材料以实现快速将芯片发热导出到金属盖板上以实现温度控制，其中，所述导热材料选择为导热垫。
更进一步地，线缆整理和固定件及夹子，设置为梳子式形状以便于各控制线缆的整理和固定。
更进一步地，所述全能型驱动器根据所述电路基板的形状设计为瘦长形的外形比例，限制所述全能型驱动器的宽度小于110mm，在电气柜并排安装更多的驱动器以实现驱动器成柜的安装成本的降低和单位功率密度的提升。
本发明进一步公开了一种全能型驱动器，所述驱动器以上述的布局方法对驱动器进行布置。
本发明实施例与现有技术相比，有益效果为：实现在高速通信、信号处理和运算并行化的高性能表现，合理的布局结构和电路板的电磁兼容设计间的相互耦合和充分优化后的解耦,其价值在于通过创新的结构布局设计，实现了包括通信、速度反馈、通用I/O端子阵列、存储、显示、线缆整理等各端口的位于电路板上的绝对位置，和其相互间的相对位置很好的满足了由主控制芯片DSP+FPGA为主的控制中心对这些端口在运算速度及响应上的高速硬件通道的要求，从而保证上本控制单元的出色的运算性能和对电机驱动的优良表现。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明实施例的全能型驱动器的主电路板的布局图；
图2是本发明实施例的全能型驱动器的盖板的布局图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示的一种全能型驱动器的布局方法，包括电路基板，及同时设计在了同一块整体的所述电路基板上的元件，所述电路基板为主电路PCB板17，其为不少于6层叠层的压制PCB板，并且外形的整体为长方形，长于宽的比大于2.0；所述元件包括：位于左上部，数量超过2个布置且第3个与并列的2个口有距离不少于4mm的距离以实现防插错识别RJ45接口12；位于顶部的基于状态显示和地址设定旋转编码器11；位于所述电路基板的上侧的背部，且由超过2组的XHB型端子针座组成的控制单元到被其控制的功率单元的信号接口13；接线端子阵15，所述接线端子阵位于所述电路基板的右侧边，并且端子阵的端口数量设置超过25个，以倾斜栅栏固定接线，螺钉锁定端子其螺钉位于右侧并设置进线孔位于左；包括微型继电器组16，所述微型继电器组设计于所述电路基板的右侧背部；数量超过两个的快速多芯插头座18布置于电路板左下侧；主运算DSP芯片组14布置于所述电路基板的中部，所述主运算DSP芯片组由DSP+FPGA构架组成，并且在所述主运算DSP芯片组周围由几个存储和通信芯片包围形成硬件系统。
本发明实施例的一种方式是，在所述电路基板上设计SD卡读取单元，SD卡从控制单元下部插入作控制单元运行记录和程序参数的存储介质。
本发明实施例的一种方式是，在所述电路基板及所述元件上安装盖板，所述盖板提供对所述电路基板及其端子的固定完成对电路基板的电磁屏蔽功能。
本发明实施例的一种方式是，在所述盖板的下部设置防拆螺钉，以防止SD卡被随意拆卸。
本发明实施例的一种方式是，在所述盖板上对各端口名称及功能标识说明设置丝印或标签纸，用以标识端口的功能作用。
本发明实施例的一种方式是，设置有一可翻打开的操作键盘及托架组件，其中，可翻打开的方式为旋转、折叠、弹出中的任一种。
本发明实施例的一种方式是，所述主运算DSP芯片组和所述盖板标注区域间，设置导热材料以实现快速将芯片发热导出到金属盖板上以实现温度控制，其中，所述导热材料选择为导热垫。
本发明实施例的一种方式是，线缆整理和固定件及夹子，设置为梳子式形状以便于各控制线缆的整理和固定。
本发明实施例的一种方式是，所述全能型驱动器根据所述电路基板的形状设计为瘦长形的外形比例，限制所述全能型驱动器的宽度小于110mm，在电气柜并排安装更多的驱动器以实现驱动器成柜的安装成本的降低和单位功率密度的提升。
本发明实施例进一步公开了一种全能型驱动器，所述驱动器以上述的布局方法对驱动器进行布置。
在本实施例中，电路板上的主运算芯片、螺钉式端子、RJ45网口、DB等多芯快速接头的数量和相对位置布局，要点在于这些要素被同时设计在了同一块整体的电路板上，这样可助于实现在高速通信、信号处理和运算并行化的高性能表现，其难点是合理的布局结构和电路板的电磁兼容设计间的相互耦合和充分优化后的解耦,其价值在于通过创新的结构布局设计，实现了包括通信、速度反馈、通用I/O端子阵列、存储、显示、线缆整理等各端口的位于电路板上的绝对位置，和其相互间的相对位置很好的满足了由主控制芯片DSP+FPGA为主的控制中心对这些端口在运算速度及响应上的高速硬件通道的要求，从而保证上本控制单元的出色的运算性能和对电机驱动的优良表现。
同时，通过此结构可清晰快速实现各控制电路模拟量I/O、数字量I/O、反馈信号、通信信号、安全信号与控制等典型控制功能模块电路的模块化设计，方便清晰化接口物理位置，减少各弱信号间的相互影响与耦合，从而增强产品的人机友好性、控制可靠性。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (4)
1.一种全能型驱动器的布局方法，其特征在于，包括电路基板，设计在同一块整体的所述电路基板上的元件，所述电路基板为主电路PCB板，其为不少于6层叠层的压制PCB板，并且外形的整体为长方形，长于宽的比大于2.0；所述元件包括：位于左上部，数量超过2个布置且第3个与并列的2个口有距离不少于4mm的距离以实现防插错识别RJ45接口；位于顶部的基于状态显示和地址设定旋转编码器；位于所述电路基板的上侧的背部，且由超过2组的XHB型端子针座组成的控制单元到被其控制的功率单元的信号接口；接线端子阵，所述接线端子阵位于所述电路基板的右侧边，并且端子阵的端口数量设置超过25个，以倾斜栅栏固定接线，螺钉锁定端子其螺钉位于右侧并设置进线孔位于左；微型继电器组，所述微型继电器组设计于所述电路基板的右侧背部；数量超过两个的快速多芯插头座布置于电路板左下侧；主运算DSP芯片组布置于所述电路基板的中部，所述主运算DSP芯片组由DSP+FPGA构架组成，并且在所述主运算DSP芯片组周围由几个存储和通信芯片包围形成硬件系统，在所述电路基板上设计SD卡读取单元，SD卡从控制单元下部插入作控制单元运行记录和程序参数的存储介质，在所述电路基板及所述元件上安装盖板，所述盖板提供对所述电路基板及其端子的固定完成对电路基板的电磁屏蔽功能，在所述盖板的下部设置防拆螺钉，以防止SD卡被随意拆卸，在所述盖板上对各端口名称及功能标识说明设置丝印或标签纸，用以标识端口的功能作用，设置有一可翻打开的操作键盘及托架组件，其中，可翻打开的方式为旋转、折叠、弹出中的任一种；所述主运算DSP芯片组和所述盖板标注区域间，设置导热材料以实现快速将芯片发热导出到金属盖板上以实现温度控制，其中，所述导热材料选择为导热垫。
2.如权利要求1所述的一种全能型驱动器的布局方法，其特征在于，线缆整理和固定件及夹子，设置为梳子式形状以便于各控制线缆的整理和固定。
3.如权利要求2所述的一种全能型驱动器的布局方法，其特征在于，所述全能型驱动器根据所述电路基板的形状设计为瘦长形的外形比例，限制所述全能型驱动器的宽度小于110mm，在电气柜并排安装更多的驱动器以实现驱动器成柜的安装成本的降低和单位功率密度的提升。
4.一种全能型驱动器，其特征在于，所述驱动器以上述权利要求1-3的布局方法对驱动器进行布置。
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