[发明专利]一种高功率密度的数字配电器

说明书

技术领域

本发明涉及一种高功率密度的数字配电器，特别是一种大功率的高功率密度的数字配电器，属于电力电子与电工技术领域。

背景技术

在航天系统中，对于大功率配电，如果采用传统的机械式触点开关方式进行电气切换，开关时产生的拉弧会烧蚀触头，造成寿命指标低；并且，采用传统配电方式时，配电器体积大、重量大、功率密度低；内部线缆多，走线复杂；可靠性和测试性都比较差。

相对传统的配电器，数字配电器从技术上避免了传统继电器中的电弧、氧化、腐蚀和焊接等问题，提高了配电器的使用寿命；多路配电集成设计，提高了配电器的功率密度；基于数字自检测技术统一监控管理，可在线反馈开关和负载状态信息，及时隔离故障负载，有效的提高了配电器的可靠性。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高功率密度的数字配电器，满足航天领域长寿命、高功率密度、高可靠的应用需求。

本发明的技术解决方案是：

一种高功率密度的数字配电器，包括：左侧板、上盖板、起拔器、前盖板、锁紧条、印制板组、右侧板、后盖板和下盖板；

左侧板、右侧板、上盖板、下盖板、前盖板以及后盖板形成数字配电器外壳体，印制板组固定在所述配电器外壳体内部，两个锁紧条分别设置在前盖板的两侧，用于数字配电器的固定，两个起拔器分别安装在左侧板和右侧板上，用于数字配电器的拆卸。

所述上盖板上留有缺口，用于数字配电器处于非拆卸状态时，起拔器隐藏在所述缺口中。

印制板组上的功率器件布置在两侧，靠近左侧板和右侧板的位置。

印制板组与左侧板之间，以印制板组与右侧板之间均设置有绝缘导热垫。

印制板组上设置有连接器、汇流条和DC电源模块，汇流条用于连接器与功率器件的电连接，DC电源模块用于印制板组的供电。

所述汇流条采用无氧铜材料，且汇流条导通电阻小于0.1mΩ。

所述印制板组上设置有驱动电路，驱动电路用于功率器件的开通与关断。

所述驱动电路包括电源隔离模块、信号隔离模块、状态检测模块、驱动模块和阻容网络模块；

电源隔离模块对输入电源进行隔离处理，分别为信号隔离模块和驱动模块配电；驱动模块通过信号隔离模块接收配电控制指令，然后根据指令要求驱动功率器件的开通和关断，从而实现负载的供电和断电；状态检测模块对功率器件的工作状态进行检测，并通过信号隔离模块上传，阻容网络模块用于调节功率器件的开通和关断时间。

后盖板上对应DC电源模块的位置设置有凸台，且凸台上设置有绝缘导热垫，与DC电源模块接触。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明由于采用基于无机械触点的固态开关，避免了传统配电器中机械触头电弧、氧化、腐蚀和焊接等问题的影响，提高了配电器的使用寿命。

(2)本发明由于对元器件布局和印制板结构进行低热阻设计，提高配电器传导散热效率；配电器外壳集成了散热器结构，形成良好的散热通道，从传导和辐射两个方面提高配电器的散热效率，解决大功率配电的散热瓶颈问题，提高了配电器的功率密度。

(3)本发明由于设计了内部电路和软件程序，可以自动监测和定位配电自身的故障，并可及时隔离故障负载，提高了配电器使用的可靠性。

附图说明

图1是数字配电器结构正面示意图；

图2是数字配电器结构背面示意图；

图3是隔离驱动电路原理框图；

图4(a)是数字配电器印制板组布局示意图；图4(b)是覆铜示意图；

图5是数字配电器印制板组安装结构示意图；

图6是数字配电器DC电源模块热设计示意图；

图7是数字配电器自检测原理框图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明高功率密度的数字配电器包括：左侧板1、上盖板2、起拔器3、前盖板4、锁紧条5、印制板组6、右侧板7、后盖板8和下盖板9；

左侧板1、右侧板7、上盖板2、下盖板9、前盖板4以及后盖板8形成数字配电器外壳体，印制板组6固定在所述配电器外壳体内部，两个锁紧条5分别设置在前盖板4的两侧，用于数字配电器的固定，两个起拔器3分别安装在左侧板1和右侧板7上，可以通过起拔器杠杆原理轻松拔起配电器，方便产品检修，提高维修性。左/右侧板上设计有防误插沟槽，避免因插错带来危害。

所述上盖板2上留有缺口，用于数字配电器处于非拆卸状态时，起拔器3隐藏在所述缺口中。