CN211509515U - 一种模块插装式pcu装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于航天电源控制器技术领域，具体涉及一种模块插装式PCU装置。包括由上盖板、底板、左盖板、右盖板、前盖板及后盖板围成的六面框体结构；该六面框体结构内可拆卸连接有若干平行的功能模块、从上至下叠放的多个公共汇流条及若干公共柔性板；功能模块与所在侧的盖板螺纹连接；功能模块底部设有内凹的导槽；底板上表面设有与所述梯形导槽插接配合的外凸导轨和减重槽；功能模块均为框架结构，框架之间设有十字形连接筋；连接筋上设有固定印制电路板的固定块。在保证可靠性的前提下，模块插装式结构能减轻结构重量，且由于单个功能模块具有机械和电路功能的独立性，可以通过模块配置的增减来实现整机功率的灵活调整。
Description
技术领域
本实用新型属于航天电源控制器技术领域，具体涉及一种模块插装式PCU装置。
背景技术
电源控制器(PCU)用于对航天器电源分系统进行控制、调节、保护以及提供航天器其他分系统的接口等，它的正常工作是保证航天器各分系统正常供电或用电的基础，是航天器最重要的分系统之一。随着大容量卫星平台的发展，PCU的功率不断增大，目前已达到数万瓦，其搭载的印刷电路板和电学器件数量众多，因此PCU装置本身重量和体积较大。由于受到航天运载发射能力约束，运载火箭对电源系统的重量要求非常严格，因此减重成为航天电源系统设计必须考虑的一个重要问题。
此外，由于目前的PCU装置内部搭载电路板的功能模块结构和位置固定，单个模块的增减和改动可能会对整个产品带来影响，灵活性不够。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种模块插装式PCU装置。本实用新型的PCU装置体积小、重量轻、可靠性高、电装可操作性高，同时此项技术可以应用于不同功率同类型产品的开发，具有广阔的应用前景。
本实用新型是这样实现的：
一种模块插装式PCU装置，包括由上盖板、底板、左盖板、右盖板、前盖板及后盖板围成的六面框体结构；该六面框体结构内可拆卸连接有若干平行的功能模块、从上至下叠放的多个公共汇流条及若干公共柔性板；功能模块与所在侧的盖板螺纹连接；
所述功能模块底部设有内凹的梯形导槽；所述底板上表面设有与所述梯形导槽插接配合的外凸梯形导轨和减重槽；
各个所述功能模块均为框架结构，框架之间设有十字形连接筋；连接筋上设有固定印制电路板的固定块。
进一步，相邻的公共柔性板之间、印制电路板的信号之间均通过弯针插件及对应插座实现信号连接。
进一步，各个功能模块的数据线通过底部的梯形导槽集中到公共柔性板上实现信号传输。
进一步，公共柔性板上的电路为覆铜电路。
进一步，每个所述公共汇流条上设有依次与所有功能模块端部插接的接口；所述功能模块底通过公共汇流条实现功率传输。
进一步，当功能模块需要安装质量大的元器件时，该功能模块在十字连接筋下方采用实面安装面。
进一步，五个盖板和底板的厚度为0.5-1mm。
更进一步，在所述上盖板的顶端对称的设有两道弧状凸起；所述凸起内沿轴向设有通孔；多个PCU装置通过两道贯通通孔的穿杆连接为一体。
本实用新型具有的优点和积极效果是：
本实用新型的模块插装式结构的主要概念是整机按照功能电路分成若干单元，相同类的单元集中在一个功能模块内，功能模块沿底部导槽插装形成整机。单机各个功能模块独立或组合完成特定的电路功能。根据每种功能模块的工作环境和整机需求设计结构模块及相应零部件。模块化结构是针对每块印制电路板设计相应独立的框架式内部结构，但是每个框架的外部结构是相同的，然后再整体连接起来。各模块通过公共柔性板实现信号传输，同时通过公共汇流条实现功率传输。
本实用新型的PCU装置在保证可靠性的前提下，模块插装式结构能在一定程度上减轻结构重量，且由于单个功能模块具有机械和电路功能的独立性，可以通过模块配置的增减来实现整机功率的灵活调整，并且单个模块的设计更改不会对整个产品带来影响；同时在生产和测试上，多个模块既可以同步并行开展工作，以减少生产和测试周期，也可以多个模块依照组装时间的不同要求分步开展工作，具有很强的灵活性；本实用新型历经工程化分析和验证，可以直接面向空间工程进行应用。
附图说明：
图1是本实用新型中PCU装置的整机三维图；
图2是本实用新型中PCU装置的部件分解示意图；
图3是本实用新型中PCU装置的正视图；
图4是本实用新型中PCU装置的左视图；
图5是本实用新型中PCU装置的俯视图；
图6是本实用新型中功能模块的一种结构形式；
图7是本实用新型中功能模块的另一种结构形式；
图8是本实用新型中功能模块的局部放大图；
图9是本实用新型中底板的局部放大图；
图10是本实用新型模块功率和信号传输方式示意图。
其中：1、上盖板；11、凸起；12、通孔；2、底板；21、导轨；22、减重槽；3、左盖板；4、右盖板；5、前盖板；6、后盖板；7、功能模块；71、导槽；72、连接筋；73、实面安装面；74、固定块；75、印制电路板；8、汇流条；9、公共柔性板；9a、弯针插件；10、加强筋。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1至图10所示，本实用新型公开了一种模块插装式PCU装置，包括由上盖板1、底板2、左盖板3、右盖板4、前盖板5及后盖板6围成的六面框体结构；该六面框体结构内可拆卸连接有若干平行的功能模块7、从上至下叠放的多个公共汇流条8及若干公共柔性板9；
优选的，所述功能模块7底部设有内凹的梯形导槽71；所述底板2上表面设有与所述梯形导槽71插接配合的外凸梯形导轨21；这样功能模块7与底板2精准定位装配，并通过螺钉将底板2与功能模块7紧固，各功能模块7可单独插拔，互不影响且装配方便。
所述公共柔性板9设在汇流条8的上方并与功能模块上的印制电路板75连接；具体的，公共柔性板9上的电路为覆铜电路；相邻的公共柔性板9之间、印制电路板的信号之间均通过弯针插件10a及对应插座实现信号连接，从而减少装置内导线的数量，达到产品减重的目的。每个所述公共汇流条8上依次设有与所有功能模块7端部插接的接口；这样各个模块的数据线通过底部的梯形导槽71集中到公共柔性板9上实现信号传输，同时通过公共汇流条8 实现功率传输。
优选的，各个所述功能模块7均为框架结构，框架之间设有十字形连接筋72；由于装配时同类功能的单元集中在一个功能模块7内，因此在连接筋72上设有固定印制电路板的固定块74；部分功能模块7由于需要安装质量较大的磁环及功率模块之类的元器件，在十字连接筋72下方采用实面安装面73，以增强连接可靠性。十字形的连接筋72在具有减重作用的同时有利于印制电路板的散热。此外，该种结构的功能模块7有良好的可扩展性便于向系列化方向发展，而且相对于其他结构形式，可适用于各种尺寸的印制电路板。
本实施例中，PCU装置内从左至右共设有四个功能模块7；四个功能模块7与所在侧的盖板螺纹连接。
优选的，由于五个盖板和底板非本装置力学支撑的主体部分，因此可将盖板的厚度减薄而不影响装置的工作性能，但可以有效减轻装置的重量；具体的，本实施例中盖板的厚度由传统的2mm减薄为0.5-1mm；材质方面，五个盖板和底板采用比强度高、质量轻的2A12H112 铝合金制成；此外，所述底板2上还设有多个减重槽22。
优选的，为了实现多个PCU装置的扩展串联，在所述上盖板1的顶端对称的设有两道弧状凸起11；所述凸起11内沿轴向设有通孔12；多个PCU装置可通过两道贯通通孔12的穿杆连接为一体，从而实现装置的扩展使用。
优选的，在印制板上器件高度尺寸比较低的情况下，可以通过减小功能模块7厚度实现印制电路板之间的低层间距控制，从而在减重同时实现物理的高密度。
优选的，所述左盖板3和右盖板4上均设有若干三角形加强筋10。
本实用新型在保证系统方案合理可行的基础上，通过模块插装式结构设计技术攻关，实现了产品结构重量的大幅度降低，达到了攻关减重的目标，并且历经工程化分析和验证，可以直接面向空间工程进行应用。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种模块插装式PCU装置，包括由上盖板、底板、左盖板、右盖板、前盖板及后盖板围成的六面框体结构；其特征在于：该六面框体结构内可拆卸连接有若干平行的功能模块、从上至下叠放的多个公共汇流条及若干公共柔性板；功能模块与所在侧的盖板螺纹连接；
所述功能模块底部设有内凹的导槽；所述底板上表面设有与所述导槽插接配合的外凸导轨和减重槽；
各个所述功能模块均为框架结构，框架之间设有十字形连接筋；连接筋上设有固定印制电路板的固定块。
2.如权利要求1所述的模块插装式PCU装置，其特征在于：相邻的公共柔性板之间、印制电路板的信号之间均通过弯针插件及对应插座实现连接。
3.如权利要求1所述的模块插装式PCU装置，其特征在于：各个所述功能模块的数据线通过底部的导槽集中到公共柔性板上实现信号传输。
4.如权利要求1所述的模块插装式PCU装置，其特征在于：所述公共柔性板上的电路为覆铜电路。
5.如权利要求1所述的模块插装式PCU装置，其特征在于：每个所述公共汇流条上设有依次与所有功能模块端部插接的接口；所述功能模块底通过公共汇流条实现功率传输。
6.如权利要求1所述的模块插装式PCU装置，其特征在于：当功能模块需要安装质量大的元器件时，所述功能模块在十字连接筋下方采用实面安装面。
7.如权利要求1所述的模块插装式PCU装置，其特征在于：五个盖板和底板的厚度为0.5-1mm。
8.如权利要求1所述的模块插装式PCU装置，其特征在于：在所述上盖板的顶端对称的设有两道弧状凸起；所述凸起内沿轴向设有通孔；多个PCU装置通过两道贯通通孔的穿杆连接为一体。
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