专利名称：具有模块化插入件的配电板的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及配电板。更具体地，本发明涉及具有模块化插入件的配电板。
背景技术：
在电信设施中，设备通常安装在设备机架中。这些机架允许以更大的密度及结构安装上述设备。为了简化向安装在机架中的设备供电，可在同一机架中安装配电板。这些配电板具有一个或多个可以连接较大容量供电线缆的电源输入端子。这些板中有用于将电流由电源输入端子分配至一个或多个电源输出端子的电路系统。电缆可以由输出端子引至安装于机架中的电信设备。在配电板中的电路还可以包括诸如断路器或保险丝等的电路保护装置。
为了使可以用于电信设备的机架空间最大化，优选的是使得配电板尽可能紧凑。板的紧凑性可能使得难以进入板的内部，例如，进行修理或日常维护。但是，将板由机架拆除会导致在该机架中的设备在修理或维护期间断电。拆除设备或设备所需电路会使服务提供商利益受损。
很多配电板在单一板中包括两个或更多个分离的配电电路。通常，这些电路中仅有一个需要修理或维护，但是当板从机架被移除时，必须使两个电路都处于脱机状态。因此，需要对配电板进行改进，以允许进入配电板内的单个电路以便修理或维护，而不必使板中的所有电路中断服务。
发明内容
本发明涉及一种配电板，其中，配电组件及电路系统安装于一个可拆卸的模块中。该模块可以在不断开板内其它模块的情况下从配电板拆下。
本发明还涉及一种模块，其包括用以配电至其它装置的组件及电路系统。该模块适于可拆卸地安装在机壳中以形成配电板。该模块可以插入机壳或由机壳拆下，而不会干扰安装于机壳的其它模块。
本发明还涉及一种更换配电板的配电模块的方法。
包括在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的一些方面，并且结合文字描述，用于解释本发明的原理。附图的简要说明如下图1是根据本发明的电源板的前透视图。
图2是图1的电源板分解出一个模块的前透视图。
图3是图1的电源板的正视图。
图4是图1的电源板的后视图。
图5是图1的电源板的俯视图。
图6是图1的电源板的仰视图。
图7是图1的电源板的第一侧视图。
图8是图1的电源板的第二侧视图。
图9是插入图1所示电源板中的一个模块的正视图。
图10是图9的模块的后视图。
图11是图9的模块的俯视图。
图12是图9的模块的第一侧视图。
图13是图9的模块的第二侧视图。
图14是图9所示模块中的电路系统的示意图。
图15是没有插入模块的图1的电源板的机壳的正视图。
图16是图15的机壳的后视图。
图17是图15的机壳的俯视图。
图18是图15的机壳的第一侧视图。
图19是图15的机壳的第二侧视图。
图20是根据本发明的电源板的第二实施例的后透视图。
图21是图20的电源板分解出一个模块的后透视图。
图22是图20的电源板的正视图。
图23是图20的电源板的后视图。
图24是图20的电源板的俯视图。
图25是图20的电源板的仰视图。
图26是图20的电源板的第一侧视图。
图27是图20的电源板的第二侧视图。
图28是图20的电源板的其中一个模块的正视图。
图29是图28的模块的后视图。
图30是图28的模块的俯视图。
图31是图28的模块的第一侧视图。
图32是图28的模块的第二侧视图。
图33是具有可选通用背板的图15的机壳的正视图。
图34是图33的机壳的后视图。
具体实施例方式
现在，对附图中描述的本发明的示意性方面做详细说明。只要可能，在全部图中对相同或相似的部件将使用相同的参考标号。
如图1及2中示出的配电板(例如板10)可以用于为安装在设备机架中的电信或其它电子设备供电。电信或其它电子设备可能对所供电能的波动较敏感，且易被过电流或过电压损坏。因此，板10包括多个安装于前面14的电路保护装置12。板10包括两个分开的电源总线，两个模块16的每个模块内各有一个该电源总线，且该两个模块16分别位于板10的一侧。如图1所示的每个模块16都具有四个电路保护装置12，所示为TPA保险丝，每个保险丝12都对每个模块16内的四个供电电路中的一个电路提供过电流及过电压保护。
如图1及2中示出的每个模块16包括两组电源输入端子22，用于从两个电源接收电能。每组端子22都由模块16中的电路系统通过保险丝12电连接至多个电源输出端子24。模块16中的不同组件之间的电连接在图14中示出，其是模块16的电路图。模块16的其它细节在下文参照图9至14进行描述。
供电电路中的高电流可能会使设备损坏，而低电压状况也可能对设备的功能产生不利影响。由此，每个电源输入端子22与一个电源输入接触器26相连接，并还连接至电路板70上的低电压检测电路。当板70上的其中一个低电压检测器检测到其中一个电源输入的低电压状况时，该检测器产生一警报并使同样安装于前面14上的一关联低压报警灯18点亮，以表明哪个电源输入端子22被连接到低电压源上。当警报产生时，低电压检测器向接触器26发出信号，该接触器26转而将输入电源从保险丝12及电源输出端子24断开。电源指示灯20也安装在前面14上，该指示灯20与每个电源输入端子22相关联，以指示是否通过相关联的输入端子供电。
板10包括机壳38，该机壳38具有顶部28、底部30以及一对侧面32，其共同限定一内部34。沿每一侧面32装有一安装凸缘36。凸缘36便于将板10安装至设备机架或邻近需要电源管理的电子设备的其它结构上。在顶部28邻近前边缘42设有多个通风槽40。槽40相对于前边缘42约成45度角。槽40提供内部34的散热。如果板10内的组件过热，槽40的倾斜有助于控制火焰的蔓延。电信设备通风槽的倾斜在本申请人拥有的美国专利申请号09/725，339中有进一步详细的描述，在此通过引用将其揭露的内容包括在本文内。机壳10的其它细节在下文参照图15至19进行描述。
现参考图4，15及16，板10包括后壁44，该后壁44与顶部28、底部30及侧面32结合进一步限定了内部34。一对开口46限定在后壁44中。电源输入连接器22及电源输出连接器24延伸通过开口46。在后壁44中还限定有一对开口50，多个警报连接器48延伸通过开口50。警报连接器48允许远程监控模块16中保险丝20的状态。接地柱52安装至后壁44的开口46之间，其提供了共同的接地源，可用于将设备机架或其它安装于机架的设备接地。多个可拆卸的紧固件54从模块16的前面14伸出，以用于将模块16可拆除地紧固至板10。可以使用更多或更少的紧固件54将模块16紧固至板10，但是所有的紧固件都应该可由板10的前部或后部拆装，而不需要通过板10的顶部或底部进入。紧固件54的这种定位易于模块16从板10拆下或插入，而不需要将板10由设备机架拆下或将安装在这样一个机架中的邻近板10上方或下方的设备拆下。
现参考图5及6，多个通风槽41位于底部30邻近后边缘43处。槽41类似于顶部28中的槽40成一角度。邻近后边缘43的槽41与邻近前边缘42的槽40的组合形成了板10内交叉通风的气流通道，如上述本申请人拥有的另一申请中所描述的。
现参考图9至13，模块16包括托盘68，其形成模块16的底板。前壁14由托盘68的一端垂直延伸。托盘68的另一端是垂直后壁56。前壁14、后壁56及托盘68相互配合限定模块16的内部55。模块16的各组件在内部55中安装至托盘68、前壁14或后壁56之一。前壁14包括一对安装凸缘72中的紧固件开口58，该安装凸缘72由前壁14的每侧延伸。托盘68的最大宽度由一对相对侧面74界定，该相对侧面74还形成滑轨用于将模块16安装至模块10内。
每个电源输入端子22都包括带中央分隔壁66的壳体64。在分隔壁66的相对侧上分别设有一对电池连接器柱(battery connector post)60及一对返回连接器柱(return connector post)62。电池及返回连接器均分别使用成对的柱60及62，以提高与由电源引出的线缆的接触并帮助电能通过端子22进行传输。柱60及62延伸通过电源输入端子22并通过后壁56进入内部55。电路系统(见图14)将柱60及62连接至接触器26、电源灯20、保险丝12，并连接至电源输出端子24。每个电源输出端子24包括一返回柱76及一电池柱78。电路系统可以包括母线、电线或其它类型的电导体，其用于将输入端子22的电流传送并分配至输出端子24。
电路板70位于模块16中，其包括逻辑电路，该逻辑电路用于检测通过输入端子22所输入的电能的低电压状态，并在检测到低电压状态时发出低电压报警信号并触发接触器26以切断电路。板70还连接至保险丝12，用以触发保险丝报警，以对故障或通过电源输出连接器24的供电中断发出信号。在低压报警的情况下，在切断来自端子22的输入电源从而切断相关联的电源灯20的同时，电路板70还触发点亮灯18。在保险丝报警的情况下，电路板70将通过警报连接器48向远程监控系统发出信号。
如图11所示，托盘68还包括多个通风槽80。当模块16作为板10的一部分插入机壳38中时，槽80位于上方并类似于底部30的槽41成一角度。这样的设置及取向有助改善气流通过槽41及槽80，穿过模块16的各组件并通过顶部28的槽42至板10外部。
如上所述，图14示意性示出了连接模块16的各组件的电路系统。可以理解的是，可以使用不同的导体及方法以图14所示方式在各组件之间传送电流，只要全部导体可以安装在模块16的内部55中以使模块16可以安装在机壳38内而组装于板10上。
如图所示，模块16具有一对电源输入端子22，每个电源输入端子22通过两个保险丝12向两个输出端子24供电。板10包括两个模块16。由此，板10可以从多至四个的不同电源接收电能并将电能供应至多达八个的不同装置。每个从板10接收电能的装置通过包括以保险丝12形式的电路保护的单独电路来接收电能。可以预期的是，在与板10一起使用的模块的其它构造及布置中，也可以设置有更多或更少的输入及输出端子。这些端子可以与具有不同类型的电路保护装置(如不同类型的保险丝或断路器)的电路系统连接。该电路系统可以包括也可以不包括保险丝报警或低电压检测器及报警器。可选的电源板可具有更多或更少的模块。这些不同的可选实施方式都包括在本发明的概念中。
现参考图15至图19，对机壳38做更详细的说明。开口46及50限定在后壁44中。中央支撑件82在顶部28及底部30之间延伸并容纳一些用于将模块16安装在内部34中的紧固件54。其中一个模块16通过由顶部28的前边缘42、底部30的前边缘88、由其中一个侧面32延伸的安装凸缘90及中央支撑件82而限定形成的开口86插入内部34。中央支撑件82及凸缘90邻近前边缘88及42设置。托盘68的边缘74容纳在内部34中的一对导轨84中。每个导轨84邻近底部30位于开口86的每一侧上并大体上由前边缘88延伸至后边缘43。导轨84在内部34中将模块16垂直定位，使得输入及输出端子22及24正确设置，以延伸通过开口46并确保将模块16的开口58适当定位以容纳紧固件54。
如在前述图中示出的，当完全插入至内部34中时，模块16定位为一凸缘72邻近安装凸缘90，而另一凸缘72邻近中央支撑件82。紧固件54可以通过凸缘72的开口58插入。在此插入状态下，电源输入端子22及电源输出端子24延伸通过开口46，而警报连接器48延伸通过开口50。
现参考图20至32，示出了具有一对可选模块116的可选电源板110。板110及模块116类似于板10及模块16配置，只有下述一些不同。模块116包括一单个的电源输入端子22及十个电源输出端子24。一单个的接触器26安装至模块116并连接至板70上的低电压检测电路以监控通过输入端子22输入至模块116的电能。模块116包括十个安装至前面14的保险丝112，连同一单个的低电压报警灯18及一单个的电源灯20。保险丝112是GMT型保险丝。
通过这样的配置，模块116可以从单一电源接收电能并通过电路系统分配至十个独立的保护电路以分配至总共十个装置。当安装两个模块116时，板110可以向总共二十个装置供电。每个输入端子22包括带中央壁66的壳体64，该中央壁66将电池柱60与返回柱62分隔开。每个输出端子24包括一返回柱76及一电池柱78。
可选的机壳138的后面144包括为每个模块116提供的开口146，以允许输出端子24伸出；以及开口147，以允许输入端子22伸出。开口50及接地柱52的大小和配置类似于后面44。机壳138的其余部分基本上类似于如上所述的机壳38。
保险丝报警灯19安装至模块116的前面114，以提供出现保险丝报警的视觉指示。当保险丝报警通过警报连接器48发送至远程监控系统时，电路板70将点亮灯19。
板10及110可允许分别修理或更换两个模块16或116中的任意一个，而不会干扰板10或110或其它模块的安装。模块16及116可以由其所安装的板的前部拆下并更换。例如，为了更换安装在板10中的一个模块16，将连接至模块16的电源输入连接器22的待更换的供电线缆拆下，同时也将电源输出连接器24连接至其它装置的线缆拆下。接至警报连接器48的报警线缆也需要拆下。连至邻近模块16的线缆不需要受到干扰，且由其它模块16供电的设备也不需要脱机并断电。将紧固件54由要更换的模块16的凸缘72上的开口58拆下。然后，模块可以通过板10的前部的开口86由内部34抽出。
然后，可以在开口86中放入类似配置的更换模块16，其边缘74置于导轨84内并完全滑入板10。凸缘72将邻近中央支撑件82及侧凸缘90，从而可将紧固件54通过开口58插入并与板10接合，进而将模块16保持在内部34的适当位置。然后，将电源线缆连接至电源输出端子24，将报警线缆连接到警报连接器48，以及将电源线缆连接到电源输入端子22。现在，新的模块16可以付诸使用并可以用于向其它装置供电。需要指出的是，此模块的更换没有干扰邻近安装的模块16向装置供电，并且没有将配电板10从安装板10的安装结构上拆除。
现参考图33及34，第二可选机壳238包括第二可选背板244。背板244配置有开口146，其大小用于接收模块16或模块116的输入端子22及输出端子24，以及其它不同构造的模块的输入端子及输出端子。背板244的开口146的一部分150用于供警报连接器48延伸通过。背板244还包括共同的接地柱52。由于需要背板244接收多种不同构造的模块，机壳238提供了更大程度的安装兼容性。
需要注意的是，要与包括背板244的机壳238一同使用的模块优选包括位于模块上用以指示模块上组件的特性及容量的标记，以及警报连接器48的构造。还需要注意的是，所示机壳38，138及238的配置及大小为占用电信机架上的两个机架单元，因而整个机壳高度不超过3.5英寸。可以预期的是，根据安装的特定要求及需要通过板10分配至其它设备的电量，本发明可以在高度上增加或减小。
通过上述描述，可以理解，可以在不改变本发明的范围的情况下，对细节进行改变，尤其是在部件使用的构造材料及形状、尺寸与布置等方面。说明书及所说明的各方面仅是示例性的，本发明的实际范围及精神由所附的权利要求的上位的概念所表明。
权利要求
1.一种配电板，包括机壳，其具有顶部、底部及一对相对的侧面，用以限定具有第一开口及第二相对开口的内部，每个侧面具有适于将所述机壳安装至机架的凸缘；模块，其具有底部、第一面及第二面，并包括电源输入端子、多个电源输出端子以及将每个电源输出端子连接至所述电源输入端子的电路，每个电路都具有电路保护装置；所述电源输入端子、电源输出端子以及电路保护装置安装至所述第一或第二面的其中之一上；所述模块构造成通过所述第一开口而被容纳在所述内部，并可拆除地安装于所述内部中；其中，当所述模块安装在所述机壳中时，所述电源输入端子、电源输出端子以及所述电路保护装置通过所述第一及第二开口的其中之一够到。
2.如权利要求1所述的配电板，其中，当所述模块安装在所述机壳中时，所述电源输入及电源输出端子通过所述第二开口够到，且所述电路保护装置通过所述第一开口够到。
3.如权利要求1所述的配电板，其中，所述第二开口包括用于所述电源输入端子的第一部分以及用于所述电源输出端子的第二部分，所述第一部分与所述第二部分连通。
4.如权利要求1所述的配电板，其中，所述第二开口包括用于所述电源输入端子的第一部分以及用于所述电源输出端子的第二部分，所述第一部分与所述第二部分分隔开。
5.如权利要求1所述的配电板，其中，一低电压检测电路连接至所述电源输入端子，并在检测到低电压状况时产生低电压报警信号。
6.如权利要求5所述的配电板，其中，所述低电压报警检测电路包括指示灯，且其中当检测到低电压状况时所述低电压报警点亮所述指示灯，所述指示灯安装在所述模块的第一面，且当所述模块安装于所述机壳中时通过所述第一开口可见。
7.如权利要求1所述的配电板，其中，当所述模块安装在所述机壳中时，所述模块的第一面封闭所述第一开口且所述模块的第二面封闭所述第二开口。
8.如权利要求1所述的配电板，其中，每个电路中的所述电路保护装置包括断路器。
9.如权利要求1所述的配电板，其中，每个电路中的所述电路保护装置包括保险丝。
10.如权利要求1所述的配电板，其中，所述模块是第一模块，且所述板包括第二模块，其设置与所述第一模块成镜像。
11.如权利要求10所述的配电板，其中，所述第一及第二模块中每一个都包括报警电路及报警电路连接器，所述报警电路连接器通过所述后面可以够到。
12.如权利要求1所述的配电板，其中，所述模块包括一对位于相对侧面的边缘，所述内部包括一对容纳所述边缘的导轨，且其中所述输入及输出端子定位为延伸进入所述第二开口且所述边缘处于所述导轨内。
13.如权利要求1所述的配电板，其中，所述机壳包括后面，且所述后面包括所述第二开口。
14.如权利要求13所述的配电板，其中，所述第二开口包括用于所述电源输入端子的第一部分以及用于所述电源输出端子的第二部分，所述第一部分与所述第二部分连通。
15.如权利要求13所述的配电板，其中，所述第二开口包括用于所述电源输入端子的第一部分以及用于所述电源输出端子的第二部分，所述第一部分与所述第二部分分隔开。
16.如权利要求13所述的配电板，其中，所述模块包括报警电路及报警电路连接器，所述报警电路连接器通过所述后面可以够到。
17.如权利要求13所述的配电板，其中所述后面包括至少一个接地柱。
18.一种配电模块，包括平台，其包括具有第一端及相对第二端的底板，由邻近所述第一端的底板向上延伸的第一面、由邻近所述第二端的底板向上延伸的第二相对面；电源输入端子，其安装在所述第一及第二面的其中之一；多个电源输出端子，其安装在所述第一及第二面的其中之一；电路，其将每个电源输出端子连接至电源输入连接器，每个电路包括电路保护装置，每个电路保护装置都安装在所述第一及第二面的其中之一；且所述平台具有敞开的顶部及敞开的侧面。
19.如权利要求18所述的配电板，其中，所述电源输入端子及所述电源输出端子安装至所述第一及第二面的同一面上，且所述电路保护装置安装在所述第一及第二面的另一面上。
20.如权利要求18所述的配电板，其中，所述平台的底板包括多个通风槽。
21.如权利要求18所述的配电板，其中，所述平台包括两个相对的边缘，其沿由所述第一端向所述第二端的方向延伸。
22.如权利要求18所述的配电板，其中，一低电压检测电路连接至所述电源输入端子上，并且当检测到低电压状况时，其产生低电压报警信号。
23.如权利要求22所述的配电板，其中，所述低电压报警检测电路包括指示灯，且其中当检测到低电压状况时，所述低电压报警点亮所述指示灯，所述指示灯安装在所述模块的第一面上。
24.一种更换配电板中配电电路的方法，所述方法包括以下步骤提供安装在托盘上的配电电路以限定一模块，所述模块可拆卸地安装在机壳中，所述机壳具有顶部、底部以及一对相对侧面限定前开口、后开口及内部，所述模块包括多个电源输出端子、电源输入端子以及将每个电源输出端子连接至所述电源输入端子的电路，每个电路都包括电路保护装置；将所有电源输入线缆从所述模块的电源输入端子拆下；将所有电源输出线缆从所述模块的多个电源输出端子拆下；通过所述前开口将所述模块从所述机壳拆下；将更换模块通过所述前开口插入所述机壳，所述更换模块包括多个电源输出端子、电源输入端子以及将每个电源输出端子连接至所述电源输入端子的电路，每个电路包括电路保护装置。
25.如权利要求24所述的方法，其中，所述模块是第一模块，且还包括邻近所述第一模块定位的第二模块，所述第二模块包括多个电源输出端子、电源输入端子以及将每个电源输出端子与所述电源输入端子连接的电路，每个电路包括电路保护装置。
26.如权利要求25所述的方法，其中，所述第一模块及所述第二模块通过所述前开口独立安装在所述内部。
27.如权利要求26所述的方法，其中，所述第一模块、所述更换模块及所述第二模块每个都包括由各自模块承载的报警电路，每个报警电路都具有邻近每个模块的后部定位的报警电路连接器。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述拆下第一模块及插入更换模块的步骤进行时，所述第二模块被供电且所述第二模块的报警电路运行。
29.一种配电板，包括机壳，其包括顶部、底部、一对相对的侧面以及后壁，共同限定内部及进入所述内部的前开口，所述后壁包括多个开口；一对配电模块，其可拆卸地安装在所述内部中并通过所述前开口滑动拆下；每个模块包括电源输入端子、多个电源输出端子及将每个电源输出端子连接至所述电源输入端子的电路系统，每个电路都包括电路保护装置；所述电源输入端子及所述电源输出端子延伸通过所述机壳后壁上的其中一个开口；所述电路保护装置通过所述机壳的前开口可以够到。
30.如权利要求29所述的配电板，其中，每个模块的电源输入端子及电源输出端子延伸通过所述机壳后壁中的同一开口。
31.如权利要求29所述的配电板，其中，每个模块的电源输入端子及电源输出端子延伸通过所述机壳后壁中的分隔开的开口。
32.如权利要求29所述的配电板，其中，每个模块包括报警电路及报警电路连接器，每个模块的报警电路连接器延伸通过所述机壳后壁中的其中一个开口。
33.如权利要求29所述的配电板，其中，每个模块包括一对相对边缘，且所述内部包括一对用于可滑动地容置每个模块的相对边缘的导轨，所述相对边缘及导轨由邻近所述前开口向所述后壁延伸。
34.如权利要求29所述的配电板，其中，所述模块每个都包括一前面，所述电路保护装置安装在该前面上。
35.如权利要求34所述的配电板，其中，每个板的前面由所述机壳的顶部延伸至底部，并堵塞部分所述前开口，所述两个前面相互配合以基本上封闭所述前开口。
36.如权利要求29所述的配电板，其中，所述第一模块及所述第二模块通过所述前开口独立安装在所述内部中。
37.如权利要求29所述的配电板，其中，一低电压检测电路连接至所述电源输入端子，并且当检测到低电压状况时产生低电压报警信号。
38.如权利要求37所述的配电板，其中，所述低电压报警检测电路包括指示灯，且其中当检测到低电压状况时，所述低电压报警点亮所述指示灯，所述指示灯安装在所述模块的第一面。
39.如权利要求38所述的配电板，其中，所述低电压报警信号将所述电源输入端子从所述电源输出端子断开。
40.一种用于配电板的机壳，包括顶部、底部、一对相对侧面以及后壁，其配合限定内部及进入所述内部的前开口，所述后壁包括多个开口；共同接地柱，其安装于所述后壁；外侧导轨，其位于所述内部邻近每个侧面，通过所述前开口可以够到，并由邻近所述前开口向所述后壁延伸；中央支撑件，其由所述顶部向所述底部延伸，穿过所述相对侧面间的前开口的中间位置，将所述前开口划分为第一半及第二半；一对内侧导轨，其位于所述内部由邻近所述前开口向所述后壁延伸，相对并平行于每个外侧导轨，所述内侧导轨的其中之一通过所述前开口的第一半可以够到，且所述内侧导轨的其中之一通过所述前开口的第二半可以够到。
全文摘要
一种配电板，其机壳限定具有第一开口及第二相对开口的内部。该板包括具有底部、第一面及第二面的模块，还包括一电源输入端子、多个电源输出端子以及将每个电源输出端子连至电源输入端子的电路，每个电路都具有电路保护装置。所述电源输入端子、电源输出端子以及电路保护装置安装在所述第一或第二面其中之一上。所述模块构造成通过所述第一开口而被容纳，并可拆卸地安装在所述内部中，从而当模块安装在机壳中时，电源输入端子、电源输出端子以及电路保护装置通过所述第一及第二开口的其中之一可以够到。模块包括配电组件和电路系统，适于可拆卸地安装在配电板机壳中。
文档编号H05K7/18GK1726747SQ200380106033
公开日2006年1月25日 申请日期2003年12月12日 优先权日2002年12月13日
发明者卡洛斯·卡布雷拉, 德尔菲诺·赫南德斯, 大卫·J·约翰逊 申请人:Adc电信股份有限公司