МАГАЗИН ДЛЯ КОМПОНЕНТОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, БЛОК КОМПОНЕНТОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ И СПОСОБЫ СБОРКИ
MAGAZINE FOR POWER SUPPLY COMPONENTS, POWER SUPPLY COMPONENTS, UNIT OF POWER SUPPLY COMPONENTS AND METHODS OF ASSEMBLY

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к магазину для компонентов электропитания, компонентам электропитания для этого магазина, блоку магазина и компонентов электропитания и к способам сборки блока. Более конкретно, хотя и не исключительно, изобретение относится к модульной системе выпрямителя, позволяющей легко конструировать требующийся блок выпрямителя из небольшого ряда стандартных модульных компонентов.
Уровень техники
Во многих случаях применения электропитания существует потребность в создании блоков из компонентов электропитания, обеспечивающих требуемую мощность. Обычно предусматривается один или более магазинов, содержащих некоторое количество компонентов электропитания, таких как модули выпрямителя.
Обычно предусматривается ряд компонентов электропитания различной максимально допустимой мощности, имеющих различные форм-факторы. Это означает, что следует изготавливать магазин, который специально разработан под используемые модули электропитания. Кроме того, соединители для модуля обычно для конкретного варианта применения имеют специальную разводку межсоединений с линиями электроснабжения.
Это требует поддерживать большие запасы компонентов и делает сборку трудоемкой и дорогостоящей.
Было бы желательно обеспечить небольшой ряд модульных компонентов, из которого могут быть сформированы все требуемые блоки и которые позволяют легко выполнить разводку межсоединений для конкретного варианта применения. Также было бы желательно предусмотреть защиту от того, чтобы компоненты электропитания не были вставлены не в тот магазин.
Задача изобретения заключается в том, чтобы предложить решение, удовлетворяющее этим требованиям или, по меньшей мере, предоставить публике полезный выбор.
Сущность изобретения
Согласно первому аспекту предусматривается магазин для компонентов электропитания, имеющий множество отсеков для размещения множества компонентов и соединитель для каждого отсека для обеспечения электрического соединения между компонентом и линиями электропитания, связанными с магазином, при этом соединители подвижны по отношению к магазину таким образом, чтобы соединяться с компонентом так, чтобы обеспечивать трехфазное сопряжение в первом положении и однофазное сопряжение во втором положении.
Соединители выполнены с возможностью перемещения вверх и вниз между этими первым и вторым положениями. Это может быть достигнуто прикреплением соединителя к задней панели магазина для компонентов электропитания, которая выполнена с возможностью перемещения вверх и вниз.
Согласно другому аспекту предусматривается магазин для компонентов электропитания, имеющий множество отсеков для размещения множества компонентов и соединитель для каждого отсека для обеспечения электрического соединения между компонентом и линиями электропитания, связанными с магазином, при этом каждый соединитель включает в себя первую клемму переменного тока, а каждая третья первая клемма переменного тока соединена с соответствующей линией электропитания.
Каждый соединитель может включать в себя вторую клемму переменного тока, и каждый третий соединитель каждой второй клеммы переменного тока может быть соединен с соответствующей линией электропитания. Каждый соединитель может также включать в себя заземляющую клемму, соединенную с общей заземляющей линией.
Согласно другому аспекту предусматривается способ сборки магазина для компонентов электропитания, содержащий этапы, на которых:
a. получают магазин для компонентов электропитания, который описан выше; и
b. присоединяют все линии электропитания к общей линии электроснабжения однофазного переменного тока.
Кроме того, предусматривается способ сборки магазина для компонентов электропитания, содержащий этапы, на которых:
a. получают магазин для компонентов электропитания, который описан выше; и
b. присоединяют линии электропитания к трем соответствующим линиям электроснабжения трехфазного переменного тока.
Кроме того, предусматривается способ сборки магазина для компонентов электропитания, содержащий этапы, на которых:
a. получают магазин для компонентов электропитания, который описан выше; и
b. присоединяют две из линий электропитания к двум соответствующим линиям электроснабжения переменного тока.
Кроме того, предусматривается способ сборки магазина для компонентов электропитания, содержащий этапы, на которых:
a. получают магазин для компонентов электропитания, который описан выше;
b. присоединяют все линии электропитания, соединенные с первыми клеммами, к первой линии электроснабжения однофазного переменного тока и присоединяют все линии электропитания, соединенные со вторьми клеммами, ко второй линии электроснабжения однофазного переменного тока.
Кроме того, предусматривается способ сборки магазина для компонентов электропитания, содержащий этапы, на которых:
a. получают магазин для компонентов электропитания, который описан выше;
b. присоединяют все линии электропитания, соединенные с первыми клеммами, к первой линии электроснабжения однофазного переменного тока и присоединяют все линии электропитания, соединенные со вторыми клеммами, ко второй нейтральной линии электроснабжения.
Кроме того, предусматривается способ сборки магазина для компонентов электропитания, содержащий этапы, на которых:
a. получают магазин для компонентов электропитания, который описан выше; и
b. присоединяют линии электропитания к трем соответствующим линиям электроснабжения трехфазного переменного тока.
Предпочтительно, линии электропитания, соединенные с каждой первой клеммой переменного тока каждого соединителя, присоединены к линии электроснабжения трехфазного переменного тока, отличной от той, к которой присоединены линии электропитания, соединенные со второй клеммой переменного тока каждого соединителя.
Кроме того, предусматривается способ сборки магазина для компонентов электропитания, содержащий этапы, на которых:
a. получают магазин для компонентов электропитания, который описан выше;
b. присоединяют линии электропитания первых клемм каждого соединителя к трем соответствующим линиям электроснабжения трехфазного переменного тока; и
c. присоединяют линии электропитания вторых клемм каждого соединителя к нейтральной линии электроснабжения.
Кроме того, предусматривается блок компонентов электропитания, содержащий:
a. магазин для компонентов электропитания, имеющий множество отсеков, каждый с постоянным форм-фактором; и
b. множество модулей компонентов электропитания, по меньшей мере один из которых имеет отличные от других размеры, выполненных с возможностью размещения в указанных отсеках,
при этом размеры всех модулей компонентов электропитания являются кратными значениями форм-фактора отсека.
Предпочтительно, по ширине компонента указанные кратные значения представляют собой целочисленные кратные 1,75 дюйма (4,445 см), а магазин, предпочтительно, имеет 10 отсеков.
Кроме того, предусматривается семейство компонентов электропитания, имеющих различные номинальные мощности и различные форм-факторы, при этом форм-фактор каждого компонента электропитания соответствует кратному стандартного форм-фактора, и каждый компонент электропитания имеет соединители, позволяющие зацепление со стандартным комплементарным ему соединителем. Предпочтительно, семейство компонентов электропитания включает в себя компоненты однофазного и трехфазного электропитания, в которых клеммы каждого компонента однофазного электропитания имеют первое взаимное расположение с каждым компонентом однофазного электропитания, а клеммы каждого компонента трехфазного электропитания имеют второе взаимное расположение с каждым компонентом трехфазного электропитания, отличное от первого взаимного расположения.
Кроме того, предусматривается способ сборки блока электропитания, содержащего магазин для компонентов, имеющий заднюю соединительную пластину, закрепляемую в первом или втором положении, и множество компонентов электропитания, причем способ содержит этапы, на которых:
a. закрепляют соединительную пластину в первом или втором положении в зависимости от того, должен ли блок электропитания быть блоком однофазного или трехфазного электропитания; и
b. вставляют компоненты электропитания в отсеки магазина для компонентов.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, которые включены в материалы заявки и составляют ее часть, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с общим описанием изобретения, приведенным выше, и подробным описанием вариантов реализации изобретения, приведенных ниже, служат для объяснения принципов изобретения.
Фиг.1 - показывает схематичный вид спереди магазина для компонентов электропитания согласно одному варианту реализации изобретения;
фиг.2 - показывает магазин, приведенный на фиг.1, со вставленными в него небольшими компонентами электропитания;
фиг.3 - показывает магазин, приведенный на фиг.1, со вставленными в него большими компонентами электропитания;
фиг.4 - показывает вид сверху сзади в перспективе одной реализации магазина для компонентов электропитания;
фиг.5 - показывает вид в перспективе соединителя магазина для компонентов электропитания, показанного на фиг.4;
фиг.6 - показывает вид сзади в перспективе магазина для компонентов электропитания, показывающий сопряжение краевого соединителя печатной платы; и
фиг.7-15 - показывают возможные конфигурации разводки межсоединений для магазина для компонентов электропитания, показанного на фиг.4 и 5.
Осуществление изобретения
Фиг.1 показывает схематический вид магазина для компонентов электропитания согласно одному варианту осуществления изобретения. Магазин (1) содержит множество отсеков (2) с соединителями (3) на задней стороне каждого отсека. Между отсеками нет разделительных стенок, так что компонент может занимать множество отсеков. Каждый отсек (2) имеет постоянный форм-фактор с высотой h и шириной w. Предпочтительно, ширина w каждого отсека составляет 1,75 дюйма (4,445 см), и предпочтительно, высота каждого отсека составляет 5,25 дюймов (13,335 см).
Компоненты электропитания для этого магазина спроектированы таким образом, чтобы быть кратными форм-фактору каждого отсека. Фиг.2 показывает ряд компонентов электропитания в виде модулей (4) выпрямителя более низкой мощности, каждый из которых занимает единственный отсек, и контрольно-измерительного модуля (5), также занимающего единственный отсек. В этом случае каждый модуль (4) выпрямителя соединен с соответствующим соединителем (3) каждого отсека. Фиг.3 показывает ряд модулей (6) выпрямителя высокой мощности, каждый из которых занимает два отсека. В этом случае каждый модуль (6) выпрямителя соединен с обоими соединителями двух отсеков, которые он занимает.
Фиг.4 показывает вид в перспективе магазина (7) для компонентов электропитания с компонентом (8) электропитания, занимающим единственный отсек. С задней стороны каждого отсека выполнены соединители в виде соединителя (9), показанного на фиг.5. Каждый соединитель (9) имеет клеммы (10) и (11) постоянного тока, которые соединены с собирательными шинами (12) и (13) постоянного тока. Каждый соединитель (9) также имеет заземляющую клемму (14) и клеммы (15) и (16) переменного тока.
Магазин (7) состоит из задней панели (17), прикрепленной на каждом конце к боковым стенкам (18) и (19). К задней панели (17) с задней стороны каждого отсека прикреплены соединители, имеющие форму, показанную на фиг.5. Каждый компонент (8) электропитания включает в себя краевой соединитель (21) печатной платы, который сцепляется с соответствующими контактами на передней грани (20) соединителя (9). Каждый краевой соединитель (21) печатной платы, предпочтительно, являлся двусторонним и сцепляется с противоположными парами контактов каждого соединителя (9). Это снижает нагрузку на каждое соединение и обеспечивает дублирование на случай отказа. Клеммы (22) обеспечивают последовательное соединение между компонентами электропитания и контрольно-измерительным или управляющим модулем так, чтобы можно было осуществлять мониторинг и управление состоянием и рабочими характеристиками компонента электропитания.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения краевой соединитель (21) печатной платы для однофазных вариантов осуществления находится выше или ниже по отношению к положению краевого соединителя печатной платы для трехфазных вариантов реализации. Это препятствует тому, чтобы компоненты трехфазного электропитания вставлялись в магазин, сконфигурированный для однофазной работы или наоборот. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения магазин может быть сконфигурирован по конструкции таким образом, чтобы соединители (9) избирательно размещались в поднятой или опущенной конфигурации. Предпочтительно, боковые стенки (18) и (19) и задняя панель (17) магазина имеют отверстия, позволяющие прикреплять крепежными деталями заднюю панель к боковым стенкам (18) и (19) в поднятой или опущенной конфигурации. Таким образом, магазин может быть сконфигурирован специально для трехфазной или однофазной работы путем простого выбора крепежных отверстий, так чтобы установить заднюю панель (17) в поднятом или опущенном положении по отношению к боковым стенкам (18) и (19).
Теперь со ссылкой на фиг.7-15 будут описаны возможные конфигурации разводки межсоединений для клемм переменного тока каждого соединителя (то есть клемм со ссылочными позициями (14), (15) и (16), показанными на фиг.5). Фиг.7 и 8 раскрывают конфигурации однофазной разводки межсоединений, подходящие для малых и больших компонентов однофазного электропитания. Во всех вариантах осуществления изобретения, описанных ниже, используется общая система разводки межсоединений. Каждая третья более низкая клемма переменного тока (клемма (16) на фиг.5) соединена, как показано, с соответствующей линией (23), (24) или (25) электропитания. Аналогичным образом каждая третья средняя клемма переменного тока (ссылочные позиции (10) или (15) на фиг.5) соединена с соответствующей линией (26), (27) или (28) электропитания. Все верхние клеммы переменного тока (ссылочная позиция (14) на фиг.5) соединены с заземляющей линией (29). Эти соединения могут быть выполнены при сборке магазина или перед загрузкой деталей - компонентов.
Фиг.7 показывает конфигурацию разводки межсоединений, подходящую для компонентов (46) однофазного электропитания малой мощности. В этих конфигурациях линии (26), (27) и (28) электропитания все соединены с нейтральной линией (30), а линии (23), (24) и (25) электропитания соединены с линией (31) электроснабжения фазы переменного тока. Таким образом, если линии 23-29 электропитания предварительно соединены, то лицу, осуществляющему сборку магазина, просто нужно присоединить линии 26-28 электропитания к нейтральной линии (30), линии 23-25 электропитания к линии (31) электроснабжения переменного тока, а заземляющую линию (29) к заземляющей линии (32) электроснабжения.
Фиг.8 показывает идентичную конфигурацию разводки межсоединений. Однако в этом случае установлены компоненты (46) электропитания высокой мощности, и таким образом только каждый второй соединитель соединяется с линиями электроснабжения переменного тока (как обозначено светло окрашенными точками). Следует обратить внимание на то, что, если соединение с нейтральным проводом не требуется, то не требуются и соединения со средними клеммами переменного тока (то есть через линии 26-28 электропитания).
Фиг.9 показывает двухфазный вариант осуществления, в котором линии 26-28 электропитания переменного тока соединены с первой линией (33) электроснабжения переменного тока, а линии 23-25 электропитания переменного тока соединены со второй линией (34) электроснабжения переменного тока. Заземляющая линия (29) соединена с заземляющей линией (35) электроснабжения (которая также соединена с нейтральной линией электроснабжения). Это расположение позволяет подавать фазы переменного тока на каждый компонент (47) электропитания низкой мощности. Фиг.10 показывает аналогичную конфигурацию разводки межсоединений для компонентов (48) электропитания высокой мощности (то есть светло окрашенные точки иллюстрируют клеммы переменного тока, которые образовали соединение с компонентами электропитания).
Фиг.11 показывает конфигурацию разводки межсоединений для трехфазного электроснабжения однофазных компонентов (49) электропитания малой мощности. В этом случае каждая линия 26-28 электропитания соединена с соответствующей линией 36-38 электроснабжения трехфазного переменного тока. Аналогичным образом каждая линия 23-25 электропитания соединена с соответствующей линией 36-38 электроснабжения трехфазного переменного тока. Заземляющая линия (29) электропитания соединена с заземляющей линией (39) электроснабжения. Следует отметить, что клеммы переменного тока каждого соединителя соединены с различными линиями 36-38 электроснабжения переменного тока. Фиг.12 показывает ту же самую конфигурацию разводки межсоединений, но с установленными компонентами (50) электропитания однофазного переменного тока высокой мощности (светло окрашенные точки иллюстрируют клеммы переменного тока, которые не соединены с компонентами электропитания).
Фиг.13 показывает конфигурацию разводки межсоединений для компонентов (51) трехфазного электропитания. Эта конфигурация разводки межсоединений является той же самой, что и конфигурация, которая показана на фиг.11 и 12. Однако можно заметить, что в этом варианте осуществления изобретения три фазы подводятся к каждому компоненту электропитания через два соединителя. Таким образом, для всех трехфазных источников электроснабжения может быть использована общая схема разводки межсоединений.
Фиг.14 показывает схему разводки межсоединений для компонентов (52) однофазного электропитания малой мощности от трехфазного источника электроснабжения, где требуются соединения с нейтральным и заземляющим проводами. В этом случае линии 26-28 электропитания соединены с нейтральной линией (40) электроснабжения, заземляющая линия (29) соединена с заземляющей линией (41) электроснабжения, а линии 42-44 трехфазного электроснабжения соединяются, соответственно, с линиями 23-25 электропитания. В этой схеме каждый компонент электропитания имеет соединение с фазой, нейтралью и заземлением. Схема разводки межсоединений является той же самой и на фиг.15, за тем исключением, что в магазин вставлены компоненты (53) однофазного электропитания высокой мощности (светло окрашенные точки обозначают клеммы переменного тока, не соединенные с компонентами электропитания).
Таким образом, предлагается магазин для компонентов электропитания, который может быть использован для компонентов электропитания с единственной фазой низкой мощности, с единственной фазой высокой мощности и с тремя фазами. Модульное семейство компонентов электропитания, являющихся кратными стандартному форм-фактору, позволяет использовать стандартный магазин. Общая система разводки межсоединений, которая может быть выполнена с помощью простых соединений с линиями электроснабжения, позволяет формировать конфигурацию магазина для однофазных, двухфазных или трехфазных вариантов применения. Две конфигурации задней панели магазина для компонентов электропитания делают возможным поднимать или опускать соединители, обеспечивая защиту от того, чтобы компоненты однофазного электропитания вставлялись в трехфазный магазин или наоборот.
Хотя настоящее изобретение было проиллюстрировано посредством описания вариантов его осуществления, и указанные варианты были описаны в подробностях, при этом нет намерения такими подробностями ограничивать или каким-либо образом устанавливать пределы объема прилагаемой формулы изобретения. Специалистам в данной области техники будут очевидны дополнительные достоинства и модификации. Следовательно, изобретение в его более широких аспектах не ограничено конкретными подробностями, приведенными устройством и способом, и показанными и описанными иллюстративными примерами. Соответственно, возможны отступления от таких подробностей без выхода за рамки сущности или объема общей изобретательской идеи заявителя.