CN209911782U

CN209911782U - 一种标准集中型控制器装置

Info

Publication number: CN209911782U
Application number: CN201920768495.0U
Authority: CN
Inventors: 陈建国; 张侃; 张佳伟
Original assignee: Nanjing Hongfan Power Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Hongfan Power Technology Co Ltd
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2020-01-07
Anticipated expiration: 2029-05-27

Abstract

本实用新型涉及一种标准集中型控制器装置，包括机箱，所述机箱前面板的左侧开有供电接口，中部开有调试接口，右侧开有输入接口和输出接口，所述机箱后面板上设有电压电流模拟采样接口和PWM控制输出通道，所述机箱内部通过所述金属压铆螺柱固定安装有电源板、主控板、通讯扩展板、IO扩展板、脉冲底板和模拟底板，所述脉冲底板和所述模拟底板的接线端口与所述电压电流模拟采样接口和所述PWM控制输出通道连接。一种标准集中型控制器装置可以解决系统运行中的采样、监视、内部信息交换以及控制功能的集成化问题；并且处理好结构兼容性问题，实现空间利用率高、结构紧凑、散热充分以及维护方便等特点。

Description

一种标准集中型控制器装置

技术领域

本实用新型涉及电力电子控制相关技术技术领域，具体涉及一种标准集中型控制器装置。

背景技术

在直流输电系统以及交直流微电网产业中，由于系统设备运行环境恶劣，系统构造复杂，对设备运行控制以及监测难度提高，因此对控制系统要求显著提高，并且对生产、调试、维护有着同样的要求。

常见的控制器在工作环境不理想的情况下，会因为运行在高频的开关频率下，出现干扰性强等特点；通常系统设备工作空间紧凑，空间利用率要求提高，对控制系统也提出结构紧凑，拆装便利，前后维护方便等要求。

控制系统工作时主要是进行状态监视、信号采集、脉冲输出、内部通信，还有数字量，模拟量装换，内部本身需要供电外，还需对外输出电源，这就要求控制器需要具备集成度高的有特性，目前现有的相关产品中缺少具备以上集成度高的控制器装置。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种标准集中型控制器装置，使其在能够保证可靠性，安全性的前提下，可以解决系统运行中的采样、监视、内部信息交换以及控制功能的集成化问题；并且处理好结构兼容性问题，实现空间利用率高、结构紧凑、散热充分以及维护方便等特点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种标准集中型控制器装置，包括机箱，所述机箱前面板的左侧开有供电接口，中部开有调试接口，右侧开有输入接口和输出接口。

所述机箱后面板上设有电压电流模拟采样接口和PWM控制输出通道，所述机箱的左侧板和右侧板的内侧面上设有导轨，所述机箱的盖板和底板上设有与所述导轨相配合的滑槽，所述机箱的底板上固定安装有金属压铆螺柱，所述机箱的左侧板和右侧板的前端装有固定的角铝立柱。

所述机箱内部通过所述金属压铆螺柱固定安装有电源板、主控板、通讯扩展板、IO扩展板、脉冲底板和模拟底板，所述电源板的接线端口与所述输入接口连接，所述主控板和通讯扩展板的接线端口与所述调试接口和所述输入接口连接，所述IO扩展板的接线端口与所述输出接口连接，所述脉冲底板和所述模拟底板的接线端口与所述电压电流模拟采样接口和所述PWM控制输出通道连接。

优选的是，所述调试接口包括第一通讯口、指示灯、JTAG口、第二通讯口、网口、拨码开关和USB接口，所述电压电流模拟采样接口包括霍尔传感器采样接口、单相电压采样接口、三相电压采样接口和CT接口，所述PWM控制输出通道包括6组VGA接口为DSP输出的24路PWM波和6组VGA接口为FPGA输出的24路PWM波。

在上述任一方案中优选的是，所述电源板的输出端口一部分通过2组1平方毫米的双绞线，连接到所述主控板的菲尼克斯端子上，提供一组5V和一组正负15V供电；所述电源板的输出端口另一部分通过一组1平方毫米双绞线，连接到所述脉冲板的菲尼克斯端子上，提供一组15V电源。

在上述任一方案中优选的是，所述主控板通过1组软排线连接到所述模拟底板，提供一组正负15V供电以及一组5V电源；所述主控板还通过一组软排线连接到所述脉冲底板提供一组5V电源。

在上述任一方案中优选的是，所述模拟底板设有两块，上下层设计且通过排针连接并通电，所述模拟底板可以给电压电流传感器供电，采集电压或电流的信号；所述脉冲底板设有两块，上下层设计且通过排针连接并通电，所述脉冲底板集成供电、采样、控制，给功率单元提供15V驱动电源。

在上述任一方案中优选的是，所述通讯扩展板位于所述主控板的上层且与所述主控板之间通过排针插接，进行信号和电源连接；所述IO扩展板位于所述主控板的上层且与所述主控板之间通过排针插接，进行信号和电源连接。

在上述任一方案中优选的是，所述脉冲底板集成供电、采样、控制，给功率单元提供15V驱动电源，可采集功率单元的电流和温度信号，产生PWM脉冲控制功率单元内IGBT的通断，监视功率模块的工作状态，故障时能对其进行保护。

在上述任一方案中优选的是，所述机箱的盖板和底板的内侧面均设有绝缘膜。

在上述任一方案中优选的是，所述的绝缘膜使用青稞纸，青稞纸穿过金属螺压铆螺柱贴在机箱内侧的底面。

在上述任一方案中优选的是，所述机箱的左侧板和右侧板与所述机箱的前面板和后面板均通过螺栓固定连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种标准集中型控制器装置具有以下有益效果：

1)机箱通过螺栓可拆卸的固定连接，同时盖板和底板与左侧板和右侧板间通过滑槽和滑轨的结构连接，同时电源板、主控板、通讯扩展板、IO扩展板、脉冲底板和模拟底板通过金属螺压铆螺柱安装在机箱内部，使一种标准集中型控制器装置可以适应一定复杂程度的工作环境，能够在较差的环境中良好的运行，同时具有良好的可拆装性，以及维护性。

2)机箱的前面板上左侧设有供电接口，中部开有调试接口，右侧开有输入接口和输出接口，述机箱后面板上设有电压电流模拟采样接口和PWM控制输出通道，所有接口均分布在机箱的前面板和后面板上，方便工作人员控制调试系统运行。

3)机箱内部通过金属压铆螺柱固定安装有电源板、主控板、通讯扩展板、IO扩展板、脉冲底板和模拟底板，同时脉冲底板和模拟底板分层设计，通讯扩展板、IO扩展板位于主控板的上层，充分利用机箱内部空间，结构紧凑，布局合理。

4)电源板、主控板、通讯扩展板、IO扩展板、脉冲底板和模拟底板配合使用，使一种标准集中型控制器装置高度集成，电源、采样、监视、信息交换以及控制输出等功能。

5)机箱内部盖板和底板的内侧面上都设有绝缘膜，具有良好的绝缘防电能力，机箱采内通过金属压铆螺柱固定安装有电源板、主控板、通讯扩展板、IO扩展板、脉冲底板和模拟底板，机箱侧面固定连接角铝立柱，前面板和后面板与左侧板和右侧边间通过螺栓固定连接具有良好的导热能力。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种标准集中型控制器装置一优选实施例的整体结构示意图；

图2为一种标准集中型控制器装置的后视图；

图3为一种标准集中型控制器装置的机箱内部结构示意图；

图4为一种标准集中型控制器装置的立体结构示意图；

图5为一种标准集中型控制器装置的组装结构示意图；

图中标注说明：1、供电接口；2、第一通讯口；3、JTAG口；4、第二通讯口；5、拨码开关；6、指示灯；7、网口；8、USB接口；9、输出接口；10、输入接口；11、电源板； 12、模拟底板；13、脉冲底板；14、主控板；15、通讯扩展板；16、IO扩展板；17、PWM 控制输出通道；18a、单相电压采样接口；18b、三相电压采样接口；18c、CT接口；19、霍尔传感器采样接口；20、角铝立柱；21、机箱；21a、盖板；21b、底板；21c、前面板； 21d、后面板；21e、左侧板；21f、右侧板；22、绝缘膜。

具体实施方式

为了更进一步了解本实用新型的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图5所示，按照本实用新型提供的一种标准集中型控制器装置的一实施例，包括机箱21，机箱21为标准19寸机箱21结构，1U高度，深度280mm，机箱21采用Q235 钢材制作而成，机箱21前面板21c的左侧开有供电接口1，中部开有调试接口，右侧开有输入接口10和输出接口9。

在本实施例中，调试接口包括第一通讯口2、指示灯6、JTAG口3、第二通讯口4、网口7、拨码开关5和USB接口8。

机箱21后面板21d上设有电压电流模拟采样接口和PWM控制输出通道17，机箱21的左侧板21e和右侧板21f的内侧面上设有导轨，机箱21的盖板21a和底板21b上设有与导轨相配合的滑槽，机箱21的盖板21a和底板21b的内侧面均设有绝缘膜22，机箱21的底板21b上固定安装有金属压铆螺柱，机箱21的左侧板21e和右侧板21f的前端装有固定的角铝立柱20，机箱21的左侧板21e和右侧板21f与机箱21的前面板21c和后面板21d 均通过螺栓固定连接。

在上一实施例中，电压电流模拟采样接口位于PWM控制输出通道17右侧，电压电流模拟采样接口包括上层的霍尔传感器采样接口19，下层的单相电压采样接口18a、三相电压采样接口18b和CT接口18c，PWM控制输出通道17包括上层的6组VGA接口为DSP 输出的24路PWM波和下层的6组VGA接口为FPGA输出的24路PWM波。

需要说明的是，的绝缘膜22使用青稞纸，青稞纸穿过金属螺压铆螺柱贴在机箱21内侧的底面。

机箱21内部通过金属压铆螺柱固定安装有电源板11、主控板14、通讯扩展板15、IO扩展板16、脉冲底板13和模拟底板12，电源板11的接线端口与输入接口10连接，主控板14和通讯扩展板15的接线端口与调试接口和输入接口10连接，IO扩展板16的接线端口与输出接口9连接，脉冲底板13和模拟底板12的接线端口与电压电流模拟采样接口和 PWM控制输出通道17连接。

在本实施例中，电源板11在供电接口1获得24V直流电源和15Vdrv，然后电源板11上集成有输出15V和正负15V以及5V直流电源端口，电源板11的输出端口一部分通过2 组1平方毫米的双绞线，连接到主控板14的菲尼克斯端子上，提供一组5V和一组正负15V 供电；电源板11的输出端口另一部分通过一组1平方毫米双绞线，连接到脉冲板的菲尼克斯端子上，提供一组15V电源。

主控板14通过1组软排线连接到模拟底板12，提供一组正负15V供电以及一组5V电源，模拟底板12设有两块，上下层设计且通过排针连接并通电，模拟底板12可以给电压电流传感器供电，采集电压或电流的信号；主控板14还通过一组软排线连接到脉冲底板 13提供一组5V电源，脉冲底板13设有两块，上下层设计且通过排针连接并通电，脉冲底板13集成供电、采样、控制，给功率单元提供15V驱动电源。

在上一实施例中，通讯扩展板15位于主控板14的上层且与主控板14之间通过排针插接，进行信号和电源连接；IO扩展板16位于主控板14的上层且与主控板14之间通过排针插接，进行信号和电源连接。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

1)机箱21通过螺栓可拆卸的固定连接，同时盖板21a和底板21b与左侧板21e和右侧板21f间通过滑槽和滑轨的结构连接，同时电源板11、主控板14、通讯扩展板15、IO 扩展板16、脉冲底板13和模拟底板12通过金属螺压铆螺柱安装在机箱21内部，使一种标准集中型控制器装置可以适应一定复杂程度的工作环境，能够在较差的环境中良好的运行，同时具有良好的可拆装性，以及维护性。

2)机箱21的前面板21c上左侧设有供电接口，中部开有调试接口，右侧开有输入接口10和输出接口9，述机箱21后面板21d上设有电压电流模拟采样接口和PWM控制输出通道17，所有接口均分布在机箱21的前面板21c和后面板21d上，方便工作人员控制调试系统运行。

3)机箱21内部通过金属压铆螺柱固定安装有电源板11、主控板14、通讯扩展板15、IO扩展板16、脉冲底板13和模拟底板12，同时脉冲底板13和模拟底板12分层设计，通讯扩展板15、IO扩展板16位于主控板14的上层，充分利用机箱21内部空间，结构紧凑，布局合理。

4)电源板11、主控板14、通讯扩展板15、IO扩展板16、脉冲底板13和模拟底板12 配合使用，使一种标准集中型控制器装置高度集成，电源、采样、监视、信息交换以及控制输出等功能。

5)机箱21内部盖板21a和底板21b的内侧面上都设有绝缘膜22，具有良好的绝缘防电能力，机箱21采内通过金属压铆螺柱固定安装有电源板11、主控板14、通讯扩展板15、 IO扩展板16、脉冲底板13和模拟底板12，机箱侧面固定连接角铝立柱，前面板和后面板与左侧板和右侧边间通过螺栓固定连接具有良好的导热能力

本领域技术人员不难理解，本实用新型包括上述说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种标准集中型控制器装置，其特征在于：包括机箱，所述机箱前面板的左侧开有供电接口，中部开有调试接口，右侧开有输入接口和输出接口；

所述机箱后面板上设有电压电流模拟采样接口和PWM控制输出通道，所述机箱的左侧板和右侧板的内侧面上设有导轨，所述机箱的盖板和底板上设有与所述导轨相配合的滑槽，所述机箱的底板上固定安装有金属压铆螺柱，所述机箱的左侧板和右侧板的前端装有固定的角铝立柱；

2.根据权利要求1所述的一种标准集中型控制器装置，其特征在于：所述调试接口包括第一通讯口、指示灯、JTAG口、第二通讯口、网口、拨码开关和USB接口，所述电压电流模拟采样接口包括霍尔传感器采样接口、单相电压采样接口、三相电压采样接口和CT接口，所述PWM控制输出通道包括6组VGA接口为DSP输出的24路PWM波和6组VGA接口为FPGA输出的24路PWM波。

3.根据权利要求1所述的一种标准集中型控制器装置，其特征在于：所述电源板的输出端口一部分通过2组1平方毫米的双绞线，连接到所述主控板的菲尼克斯端子上，提供一组5V和一组正负15V供电；所述电源板的输出端口另一部分通过一组1平方毫米双绞线，连接到所述脉冲板的菲尼克斯端子上，提供一组15V电源。

4.根据权利要求1所述的一种标准集中型控制器装置，其特征在于：所述主控板通过1组软排线连接到所述模拟底板，提供一组正负15V供电以及一组5V电源；所述主控板还通过一组软排线连接到所述脉冲底板提供一组5V电源。

5.根据权利要求1所述的一种标准集中型控制器装置，其特征在于：所述模拟底板设有两块，上下层设计且通过排针连接并通电，所述模拟底板可以给电压电流传感器供电，采集电压或电流的信号；所述脉冲底板设有两块，上下层设计且通过排针连接并通电，所述脉冲底板集成供电、采样、控制，给功率单元提供15V驱动电源。

6.根据权利要求1所述的一种标准集中型控制器装置，其特征在于：所述通讯扩展板位于所述主控板的上层且与所述主控板之间通过排针插接，进行信号和电源连接；所述IO扩展板位于所述主控板的上层且与所述主控板之间通过排针插接，进行信号和电源连接。

7.根据权利要求1所述的一种标准集中型控制器装置，其特征在于：所述脉冲底板集成供电、采样、控制，给功率单元提供15V驱动电源，可采集功率单元的电流和温度信号，产生PWM脉冲控制功率单元内IGBT的通断，监视功率模块的工作状态，故障时能对其进行保护。

8.根据权利要求1所述的一种标准集中型控制器装置，其特征在于：所述机箱的盖板和底板的内侧面均设有绝缘膜。

9.根据权利要求8所述的一种标准集中型控制器装置，其特征在于：所述的绝缘膜使用青稞纸，青稞纸穿过金属螺压铆螺柱贴在所述机箱内侧的底面。

10.根据权利要求1所述的一种标准集中型控制器装置，其特征在于：所述机箱的左侧板和右侧板与所述机箱的前面板和后面板均通过螺栓固定连接。