CN220210839U - 一种健身器械电控板及健身器械 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种健身器械电控板及健身器械，包括线路板、电源模块、功率模块、散热器、散热风扇和控制芯片，功率模块的输入端与电源模块的第一输出端连接，功率模块的输出端与电机连接，散热器贴附于功率模块表面，散热风扇的出风口正对散热器，散热风扇与电源模块的第二输出端连接，控制芯片的信号输出端分别与电源模块、功率模块和散热风扇的控制端连接。散热器贴附于功率模块表面，可以将功率模块在工作过程中产生的热量快速传导至散热器上，并且散热风扇的出风口正对散热器，加快散热器附近的空气流动，将散热器上的热量带走，从而实现对功率模块快速降温，避免功率模块过热导致损坏。

Description

一种健身器械电控板及健身器械

技术领域

本实用新型涉及电控板技术领域，尤其涉及一种健身器械电控板及健身器械。

背景技术

传统的力量训练健身器械通常采用配重的方式为用户提供训练负载，该种健身器械主要包括传动机构和配重块组，配重块组作为健身器械的负载，配重块组包括多个配重块，在使用时，健身者通过传动机构拉动配重块组中选定的配重块实现训练。但是配重通常为一级一级的增大或减小，无法做到连续的变化，因此，无法针对用户匹配最适合的训练负载。因此，采用电机输出训练负载的健身器械应运而生。通过调节电机无级调节输出的力矩，可以为用户精准匹配最合适的训练负载。

电机通常由功率模块驱动，功率模块在工作过程中会产生大量热量，如果不及时散热，可能会导致功率模块过热损坏。现有的散热方式为在健身器械内设置散热风扇，通过增加健身器械内的空气流动带走热量。现有的散热方式只能适应于小功率的健身器械，对于大功率的健身器械仍然存在散热能力不足的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种健身器械电控板及健身器械，能够实现对功率模块快速降温，提高了散热能力，避免功率模块过热导致损坏。

第一方面，本实用新型提供了一种健身器械电控板，包括：

线路板；

电源模块，所述电源模块用于将市电的交流电转换为直流电；

功率模块，所述功率模块的输入端与所述电源模块的第一输出端连接，所述功率模块的输出端与电机连接；

散热器，所述散热器贴附于所述功率模块表面；

散热风扇，所述散热风扇的出风口正对所述散热器，所述散热风扇与所述电源模块的第二输出端连接；

控制芯片，所述控制芯片的信号输出端分别与所述电源模块、所述功率模块和所述散热风扇的控制端连接，所述控制芯片的电源端与所述电源模块的第二输出端连接；

所述电源模块、所述功率模块、所述散热风扇和所述控制芯片设置于所述线路板上。

可选的，所述功率模块与所述散热器的接触面设置有散热硅脂。

可选的，所述散热器内部设置有多个风道，所述风道的进风口正对所述散热风扇的出风口。

可选的，所述功率模块包括两个功率器件，所述电源模块的第一输出端分别与两个所述功率器件的输入端连接，所述线路板上设置两个电机连接端口，一个所述功率器件的输出端与对应的一个电机连接端口连接，所述控制芯片与两个所述功率器件的控制端连接，每一所述电机连接端口用于连接一电机。

可选的，两个所述电机连接端口分别设置于所述线路板相对的两个端部，所述功率模块设置于所述线路板的中间区域。

可选的，所述电源模块包括整流电路、功率因数校正电路和辅助电源；

所述整流电路的输入端连接市电，所述整流电路的输出端与所述功率因数校正电路的输入端连接，所述功率因数校正电路的输出端与所述功率模块连接，所述功率因数校正电路的控制端与所述控制芯片连接；

所述辅助电源的输入端与所述功率因数校正电路的输出端连接，所述辅助电源的输出端分别与所述散热风扇和所述控制芯片连接，所述辅助电源的控制端与所述控制芯片连接。

可选的，所述线路板的其中一个端部还设置有显示器连接端口，所述显示器连接端口与所述控制芯片连接，所述显示器连接端口用于连接显示器。

可选的，所述线路板的两端分别设置有耗散器件连接端口，所述耗散器件连接端口与所述功率器件的输入端连接，所述耗散器件连接端口用于连接耗散器件，所述耗散器件在所述电机处于发电状态时，消耗所述电机产生的电能。

可选的，所述线路板上设置有两个散热风扇，所述散热风扇为涡扇。

第二方面，本实用新型还提供了一种健身器械，包括如本实用新型第一方面提供的健身器械电控板、壳体、电机和拉绳；

所述健身器械电控板和所述电机设置于所述壳体内，所述壳体上开设有绳孔，所述拉绳的一端缠绕在所述电机的转轴上，所述拉绳的另一端穿过所述绳孔。

本实用新型提供的健身器械电控板，包括线路板、电源模块、功率模块、散热器、散热风扇和控制芯片，电源模块用于将市电的交流电转换为直流电，功率模块的输入端与电源模块的第一输出端连接，功率模块的输出端与电机连接，散热器贴附于功率模块表面，散热风扇的出风口正对散热器，散热风扇与电源模块的第二输出端连接，控制芯片的信号输出端分别与电源模块、功率模块和散热风扇的控制端连接，控制芯片的电源端与电源模块的第二输出端连接，电源模块、功率模块、散热风扇和控制芯片设置于线路板上。散热器贴附于功率模块表面，可以将功率模块在工作过程中产生的热量快速传导至散热器上，并且散热风扇的出风口正对散热器，加快散热器附近的空气流动，将散热器上的热量带走，从而实现对功率模块快速降温，提高了散热能力，避免功率模块过热导致损坏。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例提供的一种健身器械电控板的结构示意图；

图2为图1中各元件的电路连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种健身器械的结构示意图；

图4为图3中健身器械的内部结构图。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

图1为本实用新型实施例提供的一种健身器械电控板的结构示意图，图2为图1中各元件的电路连接示意图，如图1、2所示，健身器械电控板包括：

线路板110，线路板110上设置有金属走线，金属走线用于电连接线路板110上的元器件。

电源模块120，电源模块120用于将市电的交流电转换为直流电。

功率模块130，功率模块130的输入端与电源模块120的第一输出端连接，功率模块130的输出端与电机连接。电源模块120的第一输出端用于输出驱动电机所需的高压直流电。

散热器140，散热器140贴附于功率模块130表面。

散热风扇150，散热风扇150的出风口正对散热器140，散热风扇150与电源模块120的第二输出端连接。

控制芯片160，控制芯片160的信号输出端分别与电源模块120、功率模块130和散热风扇150的控制端连接，控制芯片160的电源端与电源模块120的第二输出端连接。电源模块120的第二输出端用于输出低压直流电，为散热风扇150和控制芯片160供电。

电源模块120、功率模块130、散热风扇150和控制芯片160设置于线路板110上。

示例性的，电源模块120在控制芯片160发出的驱动信号的驱动下工作，将市电转换为直流电，并输送给功率模块130，功率模块130在控制芯片160发出的驱动信号的驱动下工作，将直流电逆变为电机工作所需的三相交流电。控制芯片160可以调节向电源模块120输出的驱动信号，从而调节电机的转速。控制芯片160可以调节向散热风扇150输出的驱动信号，从而调节风扇的转速。

本实用新型实施例中，散热器140贴附于功率模块130表面，可以将功率模块130在工作过程中产生的热量快速传导至散热器140上，并且散热风扇150的出风口正对散热器140，加快散热器140附近的空气流动，将散热器140上的热量带走，从而实现对功率模块130快速降温，提高了散热能力，避免功率模块130过热导致损坏。

本实用新型实施例提供的健身器械电控板，包括线路板、电源模块、功率模块、散热器、散热风扇和控制芯片，电源模块用于将市电的交流电转换为直流电，功率模块的输入端与电源模块的第一输出端连接，功率模块的输出端与电机连接，散热器贴附于功率模块表面，散热风扇的出风口正对散热器，散热风扇与电源模块的第二输出端连接，控制芯片的信号输出端分别与电源模块、功率模块和散热风扇的控制端连接，控制芯片的电源端与电源模块的第二输出端连接，电源模块、功率模块、散热风扇和控制芯片设置于线路板上。散热器贴附于功率模块表面，可以将功率模块在工作过程中产生的热量快速传导至散热器上，并且散热风扇的出风口正对散热器，加快散热器附近的空气流动，将散热器上的热量带走，从而实现对功率模块快速降温，提高了散热能力，避免功率模块过热导致损坏。

在本实用新型的一些实施例中，为了提高功率模块130与散热器140的接触面积，提高热传导效率，功率模块130与散热器140的接触面设置有散热硅脂。散热硅脂保证功率模块130与散热器140能够很好的接触，同时，散热硅脂具有高导热率，可以将功率模块130在工作过程中产生的热量快速传导至散热器140上。

在本实用新型的一些实施例中，散热器140内部设置有多个风道，风道的进风口正对散热风扇150的出风口。散热器140内部设置风道，能够加快散热器140内部的空气流通速度，从而提高散热效率。示例性的，在其中一些实施例中，散热器140包括中空外壳，外壳两端开口。多个散热片间隔设置于外壳内，相邻的两个散热片之间形成供空气流通的风道。示例性的，散热风扇150的出风口正对散热器140外壳的一端开口，且散热风扇150的出风口与散热器140外壳的一端开口直接可通过密封件密封，使得散热风扇150的出风完全通过散热器140排出，提高散热效率。示例性的，密封件的材料可以是硅胶、泡棉等，本实用新型实施例在此不做限定。

在本实用新型的一些实施例中，健身器械包括两台电机，如图1、2所示，功率模块130包括两个功率器件，分别为功率器件131和功率器件132，分别用于驱动两台电机，电源模块120的第一输出端分别与功率器件131和功率器件132的输入端连接，线路板110上设置电机连接端口PM1和PM2，功率器件131的输出端与电机连接端口PM1连接，功率器件132的输出端与电机连接端口PM2连接，控制芯片160与功率器件131和功率器件132的控制端连接，电机连接端口PM1用于连接其中一台电机，电机连接端口PM2用于连接另一台电机。在本实用新型实施例中，两个功率器件集中放置在线路板110上的一个区域，同时通过散热器140散热，无需针对每一功率器件单独设置散热器，降低了物料成本。

现有技术中，通常两个功率器件由两个不同的控制芯片控制，同时，两个控制芯片之间设置有通讯芯片，来实现两个电机的同步驱动。但是，现有的方案增加了物料成本，且任然会存在同步率不高的问题。本实用新型实施例中，两个功率器件由同一控制芯片160控制，降低了物料成本，还可以提高两个电机之间的同步率。

现有技术中，通常采用两个电控板分别控制两个电机，每个电控板上均设置有控制芯片和功率器件，一方面，增加了物料成本，另一方面，由于两个电控板分别具有各自的参考地，如此会导致整个系统的电磁兼容性下降。在本实用新型实施例中，控制芯片160、功率器件131和功率器件132都设置于同一块线路板110上，降低了物料成本，且所有元器件共用一个参考地，提高了系统的电磁兼容性。

在本实用新型的一些实施例中，两个电机分别设置于健身器械的两端，如图1所示，电机连接端口PM1和电机连接端口PM2分别设置于线路板110相对的两个端部，功率模块130设置于线路板110的中间区域，便于线路板110上的走线布置。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，电源模块120包括整流电路121、功率因数校正电路122和辅助电源123。

整流电路121的输入端连接市电，整流电路121用于对市电输入的交流电整流，整流电路121的输出端与功率因数校正电路122的输入端连接，功率因数校正电路122的输出端与功率器件131和功率器件132的输入端连接。功率因数校正电路122的控制端与控制芯片160连接。在市电电压不稳定时，控制芯片160通过调节向功率因数校正电路122输出的控制信号，使得功率因数校正电路122调节输出的电压，使其输出电压维持的相对稳定的电压范围。

辅助电源123的输入端与功率因数校正电路122的输出端连接，辅助电源123的输出端分别与散热风扇150和控制芯片160连接，辅助电源123的控制端与控制芯片160连接。示例性的，辅助电源123从功率因数校正电路122的输出端取电，在控制芯片160输出的控制信号的控制下，将功率因数校正电路122输出的高压直流电转换为散热风扇150和控制芯片160所需的低压直流电，并对散热风扇150和控制芯片160供电。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、2所示，线路板110的其中一个端部还设置有显示器连接端口PD，显示器连接端口PD与控制芯片160连接，显示器连接端口PD用于连接显示器。在健身器械运行过程中，控制芯片160可以向显示器发送状态数据，显示器可以显示健身器械的状态，状态包括当前的运行模式、电机的转速、当前的负载值。

在本实用新型的一些实施例中，线路板110的两端分别设置有耗散器件连接端口PR1和耗散器件连接端口PR2，耗散器件连接端口PR1与功率器件131的输入端连接，耗散器件连接端口PR2与功率器件132的输入端连接，耗散器件连接端口PR1和耗散器件连接端口PR2分别用于对应的连接耗散器件，耗散器件在电机处于发电状态时，消耗电机产生的电能。示例性的，当用户通过拉绳拉动电机转动时，电机处于发电状态，将机械能转换为电能，产生三相交流电，对应的功率器件工作在整流模式，将三相交流电转换为直流电，并将电能反馈给功率器件输入端的母线上，为了避免电能反馈导致母线电压不稳定的问题，在本实用新型实施例中，在每一功率器件输入端连接耗散器件，在电机处于发电状态时，耗散器件所在的回路导通，电机产生的电能通过耗散器件消耗掉，提高了母线电压的稳定性。

在本实用新型的一些实施例中，如图1、2所示，线路板110上设置有两个散热风扇150，散热风扇150为涡扇。涡扇的扇叶与旋转面垂直，呈环形排列，空气由轴向进入环形扇叶包围的空间，被扇叶旋转带动的离心效应横向甩出，在扇叶外围形成一道漩涡状的散射气流，再受到外框的导流，从一侧的出风口切向吹出。涡扇采用离心式导流，气流湍流明显减少，盲区消失，且噪音值也较轴流风扇大为降低，此外，涡扇体积小，集成度高。

本实用新型实施例还提供了一种健身器械，健身器械包括本实用新型前述任意实施例提供的健身器械电控板、壳体、电机和拉绳。

健身器械电控板和电机设置于壳体内，壳体上开设有绳孔，拉绳的一端缠绕在电机的转轴上，拉绳的另一端穿过绳孔。

图3为本实用新型实施例提供的一种健身器械的结构示意图，图4为图3中健身器械的内部结构图，示例性的，如图3、4所示，健身器械包括健身器械电控板100、壳体200、两个电机300和两根拉绳400，其中，壳体200包括上壳体210和下壳体220，上壳体210和下壳体220围合形成腔体，健身器械电控板100和电机300设置于壳体200形成的腔体内。示例性的，如图4所示，健身器械电控板100和电机300设置于下壳体220的内侧，健身器械电控板100位于中间，两个电机300分别设置于两端。上壳体210两端设置有隆起，形成容纳腔，用于容纳电机300。上壳体210两端的隆起上开设有绳孔211，拉绳400的一端缠绕在电机300的转轴上，拉绳400的另一端穿过绳孔211，并与拉环401连接。健身器械电控板100在前述实施例中已有详细记载，本实用新型实施例在此不再赘述。

本实用新型提供的健身器械，具备本实用新型前述实施例提供的健身器械电控板相同的功能和效果。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种健身器械电控板，其特征在于，包括：

线路板；

电源模块，所述电源模块用于将市电的交流电转换为直流电；

功率模块，所述功率模块的输入端与所述电源模块的第一输出端连接，所述功率模块的输出端与电机连接；

散热器，所述散热器贴附于所述功率模块表面；

散热风扇，所述散热风扇的出风口正对所述散热器，所述散热风扇与所述电源模块的第二输出端连接；

控制芯片，所述控制芯片的信号输出端分别与所述电源模块、所述功率模块和所述散热风扇的控制端连接，所述控制芯片的电源端与所述电源模块的第二输出端连接；

所述电源模块、所述功率模块、所述散热风扇和所述控制芯片设置于所述线路板上。

2.根据权利要求1所述的健身器械电控板，其特征在于，所述功率模块与所述散热器的接触面设置有散热硅脂。

3.根据权利要求1所述的健身器械电控板，其特征在于，所述散热器内部设置有多个风道，所述风道的进风口正对所述散热风扇的出风口。

4.根据权利要求1-3任一所述的健身器械电控板，其特征在于，所述功率模块包括两个功率器件，所述电源模块的第一输出端分别与两个所述功率器件的输入端连接，所述线路板上设置两个电机连接端口，一个所述功率器件的输出端与对应的一个电机连接端口连接，所述控制芯片与两个所述功率器件的控制端连接，每一所述电机连接端口用于连接一电机。

5.根据权利要求4所述的健身器械电控板，其特征在于，两个所述电机连接端口分别设置于所述线路板相对的两个端部，所述功率模块设置于所述线路板的中间区域。

6.根据权利要求1-3任一所述的健身器械电控板，其特征在于，所述电源模块包括整流电路、功率因数校正电路和辅助电源；

所述整流电路的输入端连接市电，所述整流电路的输出端与所述功率因数校正电路的输入端连接，所述功率因数校正电路的输出端与所述功率模块连接，所述功率因数校正电路的控制端与所述控制芯片连接；

所述辅助电源的输入端与所述功率因数校正电路的输出端连接，所述辅助电源的输出端分别与所述散热风扇和所述控制芯片连接，所述辅助电源的控制端与所述控制芯片连接。

7.根据权利要求1-3任一所述的健身器械电控板，其特征在于，所述线路板的其中一个端部还设置有显示器连接端口，所述显示器连接端口与所述控制芯片连接，所述显示器连接端口用于连接显示器。

8.根据权利要求4所述的健身器械电控板，其特征在于，所述线路板的两端分别设置有耗散器件连接端口，所述耗散器件连接端口与所述功率器件的输入端连接，所述耗散器件连接端口用于连接耗散器件，所述耗散器件在所述电机处于发电状态时，消耗所述电机产生的电能。

9.根据权利要求4所述的健身器械电控板，其特征在于，所述线路板上设置有两个散热风扇，所述散热风扇为涡扇。

10.一种健身器械，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述健身器械电控板、壳体、电机和拉绳；

所述健身器械电控板和所述电机设置于所述壳体内，所述壳体上开设有绳孔，所述拉绳的一端缠绕在所述电机的转轴上，所述拉绳的另一端穿过所述绳孔。