一种功率模块信号连接装置及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子行业的大功率电源模块间信号连接领域，特别是一种功率模块信号连接装置及其实现方法。
【背景技术】
[0002]在现代电力电子电源系统设计中，为了适应工业化生产，提高设备的标准化设计程度，降低产品生产成本，电源功率系统经常采用模块化设计。特别是在UPS、光伏逆变器等系统中，经常还有大量功能单一、接口统一的功率模块单元需要与主控制板进行电气连接。传统功率模块信号线连接方式见图1，因为在功率模块与主控板控制器之间必然存在信号线连接，当电源系统中有众多功率模块与主控板相连时，主控板上需设置有与各个功率模块数量相同的信号排线线槽，这导致主控板的电路板设计的难度较大，而功率模块数量越多主控板上的信号排线线槽就越多，电路板的设计难度、设计成本也将随之增大。
[0003]由于主控板需要引出大量的信号排线，这些信号排线必须准确地连接到相对应的功率模块上，而在生产装配过程中则容易发生信号排线插错功率模块的问题，功率模块数量越多生产加工难度就越多大，发生错误操作的概率也越大，生产组装工艺不佳，生产效率低。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种功率模块信号连接装置及其实现方法，解决了大功率电源模块与主控板之间连线多所产生的问题，通过功率模块上设置的信号传输单元，将主控板输出的多路驱动信号逐个传输到对应功率模块的主电路。
[0005]本发明采用以下方案实现:一种功率模块信号连接装置，包括一主控板以及N个功率模块，所述N个功率模块包括第一功率模块至第N功率模块，其中N为大于I的正整数；所述主控板包括一主控板信号输出单元，所述主控板输出单元用以输出控制所述第一功率模块至第N功率模块工作的控制信号；所述主控板输出单元包括一主控板公共信息输出端以及第一主控板信号输出端至第N主控板信号输出端；
所述N个功率模块中的每个功率模块均包括一信号输入单元、一信号输出单元以及一功率模块主电路；所述信号输入单元包括一公共信号输入端以及第一输入端至第N输入端；所述信号输出单元包括一公共信号输出端以及第一输出端至第N输出端；
所述主控板信号输出单元的主控板公共信息输出端以及第一主控板信号输出端至第N主控板信号输出端分别与所述第一功率模块中的信号输入单元的公共信号输入端以及第一输入端至第N输入端对应连接；
所述N个功率模块中的第Y功率模块的信号输入单元的公共信号输入端以及第一输入端至第N输入端对应连接分别与第Y-1功率模块中的信号输出单元的公共信号输出端以及第一输出端至第N输出端对应连接，其中I <Y<N-1，Y为正整数。
[0006]进一步地，所述每个功率模块中的信号输入单元中的公共信号输入端与信号输出单元中公共信号输出端连接，并连接至所述功率模块主电路；所述信号输入单元中的第一输入端连接至所述功率模块主电路，所述信号输入单元的第X+1输入端与所述信号输出单元的第X输出端连接，其中I彡X彡N-1，x为正整数。
[0007]本发明采用以下方法实现:一种功率模块信号连接装置的实现方法，包括以下步骤:
步骤S1:所述主控板中主控板信号输出单元将公共信号和第一至第N功率模块控制信号传输至第一功率模块的信号输入单元，所述第一功率模块中的信号输入单元将接收到的控制信号传输到所述第一功率模块中功率模块主电路与信号输出单元；
步骤S2:所述第Y功率模块为第二功率模块，即此时Y二2且所述第二功率模块接收到第一功率模块传输的控制信号，进入步骤S3 ;
步骤S3:第Y功率模块中的信号输入单元接收第Y-1功率模块中信号输出单元传输的控制信号，并将接收到的控制信号传输到第Y功率模块中功率模块主电路，所述第Y功率模块中的信号输出单元将第Y+1至第N功率模块控制信号传输至第Y+1功率模块的信号输入单元;
步骤S4:当所述第Y功率模块中的Y〈N-2时，令所述第Y功率模块中的Y=Y+1，返回所述步骤S3，即所述第Y功率模块进行具体的接收与输出控制信号工作；当所述第Y功率模块中的Y=N-1时，所述第N-1功率模块中的信号输出单元将第N功率模块控制信号传输至第N功率模块的信号输入单元时。
[0008]相较于现有技术，本发明具有以下有益效果:
1、本发明的一种功率模块信号连接装置和方法，极大简化了主控板上信号排线线槽的数量，只需通过一个排线线槽就能传输出多个功率模块的控制信号，极大降低了主控板电路设计难度；
2、本发明的主控板、第一至第N功率模块依次连接，不易发生信号排线错误连接的问题，解决了现有技术中在生产组装过程中容易发生信号排线误接问题，极大提高了生产效率;
3、各个功率模块仍然采用标准化模块化设计，不需要增加跳线、后焊等额外加工工艺，简化模块生产工序、备料问题，提高了生产工艺，提高了生产效率。
【附图说明】
[0009]图1为本发明中传统功率模块信号线连接方式示意图。
[0010]图2为本发明中功率模块信号连接装置示意图。
[0011]图3为本发明中主控板与第一功率模块的连接示意图。
[0012]图4为本发明中功率模块的内部单元连接示意图。
[0013]图5为本发明中主控板以及各功率模块之间中具体单元间的连接示意图。
[0014]标号说明为主控板；11为主控板信号输出单元；2为第一功率模块；21为第一功率模块的信号输入单元；22为第一功率模块的信号输出单元；23为第一功率模块的功率模块主电路。
[0015]
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0017]本实施例提供一种功率模块信号连接装置，如图2至图4所示，包括一主控板以及N个功率模块，所述N个功率模块包括第一功率模块至第N功率模块，其中N为大于I的正整数；所述主控板I包括一主控板信号输出单元11，所述主控板输出单元11用以输出控制所述第一功率模块至第N功率模块工作的控制信号；所述主控板输出单元11包括一主控板公共信息输出端以及第一主控板信号输出端至第N主控板信号输出端；
所述N个功率模块中的每个功率模块均包括一信号输入单元、一信号输出单元以及一功率模块主电路；所述信号输入单元包括一公共信号输入端以及第一输入端至第N输入端；所述信号输出单元包括一公共信号输出端以及第一输出端至第N输出端；
所述主控板信号输出单元11的主控板公共信息输出端OUTot以及第一主控板信号输出端至第N主控板信号输出端(OUT^OUTn)分别与所述第一功率模块2中的信