本實(shí)用新型涉及電連接器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種地面電源電連接器。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的地面電源電連接器不具備過(guò)壓欠壓保護(hù)功能，應(yīng)用在飛機(jī)供電系統(tǒng)與電源車(chē)之間電氣連接時(shí)，不夠安全和可靠。

人們迫切希望獲得一種技術(shù)效果優(yōu)良的地面電源電連接器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種技術(shù)效果優(yōu)良的地面電源電連接器。具備對(duì)電源車(chē)輸出電壓監(jiān)控、測(cè)試、故障報(bào)警等功能。

所述地面電源電連接器包括插座1和插頭2；插座1和插頭2相連接；所述插座1包括插座殼體11、印制線路板組件12、矩形插座13、蓋板14、插座絕緣體15和插座接觸件16；插座接觸件16通過(guò)插座絕緣體15連接在插座殼體11內(nèi)側(cè)，印制線路板組件12和蓋板14連接在插座殼體11上，蓋板14位于印制線路板組件12外側(cè)，用于保護(hù)印制線路板組件12，矩形插座13連接在插座殼體11的尾端；所述插頭2包括插頭殼體21、尾罩22、插頭絕緣體23和插頭接觸件24；插頭接觸件24通過(guò)插頭絕緣體23連接在插頭殼體21內(nèi)，尾罩22連接在插頭殼體21的尾端。所述插座1和插頭2的出線處設(shè)置有壓板3。

所述印制線路板組件包括信號(hào)調(diào)理電路121、電源變換電路122、驅(qū)動(dòng)IC123、微控制器MCU124、在線判別電路125、調(diào)試編程電路126，飛機(jī)連接器127和電源車(chē)連接器128；電源車(chē)連接器128通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路121和微控制器MCU124的ADC端相連，電源車(chē)連接器128通過(guò)電源變換電路122與微控制器MCU124相連，調(diào)試編程電路126與微控制器MCU124相連，微控制器MCU124的CPIO端分別與在線判別電路125和驅(qū)動(dòng)IC123相連，電源車(chē)連接器128與在線判別電路125和驅(qū)動(dòng)IC123相連，飛機(jī)連接器127與驅(qū)動(dòng)IC123相連。

所述驅(qū)動(dòng)IC123由達(dá)林頓晶體管陣列組成。

所述微控制器MCU由PIC單片機(jī)組成。

所述信號(hào)調(diào)理電路121可以對(duì)12V被檢測(cè)電源和24V被檢測(cè)電源進(jìn)行信號(hào)調(diào)理。12V雙運(yùn)算放大器U2A與電阻R3、電阻R4、電阻R5和電容C6相連，電容C6接地，電阻R5與穩(wěn)壓二極管D3和穩(wěn)壓二極管D4相連，穩(wěn)壓二極管D3提供5V模擬信號(hào)，穩(wěn)壓二極管D4接地，電阻R3通過(guò)滑動(dòng)電阻W1與12V被測(cè)電源相連。具體原理參見(jiàn)附圖5。24V雙運(yùn)算放大器U2B與電阻R6、電阻R7電阻R8和電容C7相連，電容C7接地，電阻R8與穩(wěn)壓二極管D5和穩(wěn)壓二極管D6相連，穩(wěn)壓二極管D5提供5V模擬信號(hào)，穩(wěn)壓二極管D6接地，電阻R8通過(guò)滑動(dòng)電阻W2與24V被測(cè)電源相連，具體參見(jiàn)附圖6。

電源變換電路：三端穩(wěn)壓器VR1與鉭電容C1、電容C2相連、鉭電容C3、電容C4相連，三端穩(wěn)壓器VR1接地，鉭電容C3、電容C4并聯(lián)接地，鉭電容C1、電容C2并聯(lián)接地并與穩(wěn)壓二極管ZD1、電阻R1相連，穩(wěn)壓二極管ZD1接地，電阻R1與12V和24V被檢測(cè)電源并聯(lián)，電源變換電路原理圖參見(jiàn)附圖7。

在線判別電路：由電阻R10與PIC單片機(jī)U1的14檢測(cè)的A RC2相連，PIC單片機(jī)U1的13檢測(cè)的B RB4相連。具體參見(jiàn)附圖8。

調(diào)試編程電路：由電阻R9與機(jī)上連接器串聯(lián)組成。

飛機(jī)連接器：與PIC單片機(jī)串聯(lián)組成。

電源車(chē)連接器：與PIC單片機(jī)串聯(lián)組成。

微控制器MCU選用8位Microchip的PIC16F690單片機(jī)，電源由機(jī)上提供，通過(guò)對(duì)機(jī)上輸入的28VDC電源進(jìn)行穩(wěn)壓、濾波轉(zhuǎn)換成5VDC穩(wěn)定電源最終輸送給各元件。處理器中的工作過(guò)程主要是，采集外部輸入的24V、12V電壓，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路分別輸入至A/D轉(zhuǎn)換單元，經(jīng)比較器確定當(dāng)12V電源電壓大于(16±0.5)V長(zhǎng)達(dá)0.05s時(shí)判斷為故障，當(dāng)12V電源電壓小于(9±0.5)V長(zhǎng)達(dá)2s時(shí)判斷為故障，12V電源正常輸出時(shí)，輸出地信號(hào)，實(shí)現(xiàn)地面電源優(yōu)先機(jī)上電源的邏輯；當(dāng)12V電源出現(xiàn)過(guò)壓或欠壓時(shí)，輸出地信號(hào)。當(dāng)24V電源電壓大于(32±0.5)V長(zhǎng)達(dá)0.05s時(shí)，判斷為故障，當(dāng)24V電源電壓小于(20±0.5)V長(zhǎng)達(dá)1s時(shí)判斷為故障。當(dāng)24V電源正常輸出時(shí)，輸出地信號(hào)，實(shí)現(xiàn)地面電源優(yōu)先機(jī)上電源的邏輯；當(dāng)24V電源出現(xiàn)過(guò)壓或欠壓時(shí)，輸出地信號(hào)。執(zhí)行元件為集電極開(kāi)路，當(dāng)電源電壓出現(xiàn)過(guò)壓時(shí)，輸出50mA地信號(hào)表示過(guò)壓故障，同時(shí)輸出200mA地信號(hào)控制地面電源繼電器表示斷開(kāi)，此時(shí)電源電壓優(yōu)先為斷開(kāi)，表示需使用機(jī)上電源；當(dāng)電源電壓出現(xiàn)欠壓時(shí)，輸出50mA地信號(hào)表示欠壓故障，同時(shí)輸出200mA地信號(hào)控制地面電源繼電器表示斷開(kāi)，此時(shí)電源電壓優(yōu)先為斷開(kāi)，表示需使用機(jī)上電源。電源正常工作時(shí)，24V優(yōu)先或12V優(yōu)先輸出為200mA地信號(hào)。

地面電源插座電路設(shè)置有監(jiān)測(cè)點(diǎn)A和監(jiān)測(cè)點(diǎn)B，它們分別對(duì)應(yīng)地面電源插座上的兩個(gè)插針。在配套的電纜插頭上有對(duì)應(yīng)的插孔，且與地GND相連。當(dāng)且僅當(dāng)配套插頭插入地面電源插座中時(shí)，此時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)A和監(jiān)測(cè)點(diǎn)B同時(shí)接地，電路處于工作狀態(tài)。若有任意一路監(jiān)控觸點(diǎn)未接地，則該電路不工作、所有輸出信號(hào)均無(wú)輸出。當(dāng)插頭未插入到插座時(shí)，單片機(jī)13、14引腳由于上拉電阻作用，處于高電平狀態(tài)，此時(shí)單片機(jī)不工作，即整個(gè)保護(hù)電路無(wú)輸出信號(hào)。當(dāng)插頭插入插座時(shí)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)A與監(jiān)測(cè)點(diǎn)B同時(shí)接地時(shí)，單片機(jī)13、14引腳為低電平狀態(tài)，單片機(jī)工作，保護(hù)電路處于工作狀態(tài)。此時(shí)，采集的12V、24V電壓電源經(jīng)過(guò)分壓電路輸入到單片機(jī)中，通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部程序進(jìn)行電壓數(shù)據(jù)的處理。并根據(jù)電路輸出邏輯關(guān)系，輸出控制信號(hào)。所有輸出信號(hào)均為地開(kāi)信號(hào)。

所述地面電源電連接器由插座端的線路板檢測(cè)電源車(chē)輸入端的輸入輸出電壓的范圍，從而判斷產(chǎn)品在使用中是否在額定電壓范圍內(nèi)。工作溫度為-55℃～+125℃，機(jī)械壽命500次插拔。

所述多功能地面電源電連接器在傳統(tǒng)的地面電源電連接器基礎(chǔ)上增加了對(duì)電源車(chē)充電時(shí)電源輸出電壓的檢測(cè)和控制系統(tǒng)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有地面電源這一方面的空白，有效的避免因?yàn)檩敵鲭妷旱倪^(guò)壓或欠壓造成機(jī)載設(shè)備的損壞，并滿(mǎn)足多樣化的使用環(huán)境；具有較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

圖1為地面電源電連接器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為插座結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為插頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為印制線路板組件原理圖。

圖5為連接12V被檢測(cè)電源的信號(hào)調(diào)理電路原理圖；

圖6為連接12V被檢測(cè)電源的信號(hào)調(diào)理電路原理圖；

圖7為電源變換電路原理圖；

圖8為線判別電路與單片機(jī)連接示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

所述地面電源電連接器包括插座1和插頭2；插座1和插頭2相連接；所述插座1包括插座殼體11、印制線路板組件12、矩形插座13、蓋板14、插座絕緣體15和插座接觸件16；插座接觸件16通過(guò)插座絕緣體15連接在插座殼體11內(nèi)側(cè)，印制線路板組件12和蓋板14連接在插座殼體11上，蓋板14位于印制線路板組件12外側(cè)，用于保護(hù)印制線路板組件12，矩形插座13連接在插座殼體11的尾端；所述插頭2包括插頭殼體21、尾罩22、插頭絕緣體23和插頭接觸件24；插頭接觸件24通過(guò)插頭絕緣體23連接在插頭殼體21內(nèi)，尾罩22連接在插頭殼體21的尾端。所述插座1和插頭2的出線處設(shè)置有壓板3。

所述印制線路板組件包括信號(hào)調(diào)理電路121、電源變換電路122、驅(qū)動(dòng)IC123、微控制器MCU124、在線判別電路125、調(diào)試編程電路126，飛機(jī)連接器127和電源車(chē)連接器128；電源車(chē)連接器128通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路121和微控制器MCU124的ADC端相連，電源車(chē)連接器128通過(guò)電源變換電路122與微控制器MCU124相連，調(diào)試編程電路126與微控制器MCU124相連，微控制器MCU124的CPIO端分別與在線判別電路125和驅(qū)動(dòng)IC123相連，電源車(chē)連接器128與在線判別電路125和驅(qū)動(dòng)IC123相連，飛機(jī)連接器127與驅(qū)動(dòng)IC123相連。

所述驅(qū)動(dòng)IC123由達(dá)林頓晶體管陣列組成。

所述微控制器MCU由PIC單片機(jī)組成。

所述信號(hào)調(diào)理電路121可以對(duì)12V被檢測(cè)電源和24V被檢測(cè)電源進(jìn)行信號(hào)調(diào)理。12V雙運(yùn)算放大器U2A與電阻R3、電阻R4、電阻R5和電容C6相連，電容C6接地，電阻R5與穩(wěn)壓二極管D3和穩(wěn)壓二極管D4相連，穩(wěn)壓二極管D3提供5V模擬信號(hào)，穩(wěn)壓二極管D4接地，電阻R3通過(guò)滑動(dòng)電阻W1與12V被測(cè)電源相連。具體原理參見(jiàn)附圖5。24V雙運(yùn)算放大器U2B與電阻R6、電阻R7電阻R8和電容C7相連，電容C7接地，電阻R8與穩(wěn)壓二極管D5和穩(wěn)壓二極管D6相連，穩(wěn)壓二極管D5提供5V模擬信號(hào)，穩(wěn)壓二極管D6接地，電阻R8通過(guò)滑動(dòng)電阻W2與24V被測(cè)電源相連，具體參見(jiàn)附圖6。

電源變換電路：三端穩(wěn)壓器VR1與鉭電容C1、電容C2相連、鉭電容C3、電容C4相連，三端穩(wěn)壓器VR1接地，鉭電容C3、電容C4并聯(lián)接地，鉭電容C1、電容C2并聯(lián)接地并與穩(wěn)壓二極管ZD1、電阻R1相連，穩(wěn)壓二極管ZD1接地，電阻R1與12V和24V被檢測(cè)電源并聯(lián)，電源變換電路原理圖參見(jiàn)附圖7。

在線判別電路：由電阻R10與PIC單片機(jī)U1的14檢測(cè)的A RC2相連，PIC單片機(jī)U1的13檢測(cè)的B RB4相連。具體參見(jiàn)附圖8。

調(diào)試編程電路：由電阻R9與機(jī)上連接器串聯(lián)組成。

飛機(jī)連接器：與PIC單片機(jī)串聯(lián)組成。

電源車(chē)連接器：與PIC單片機(jī)串聯(lián)組成。

微控制器MCU選用8位Microchip的PIC16F690單片機(jī)，電源由機(jī)上提供，通過(guò)對(duì)機(jī)上輸入的28VDC電源進(jìn)行穩(wěn)壓、濾波轉(zhuǎn)換成5VDC穩(wěn)定電源最終輸送給各元件。處理器中的工作過(guò)程主要是，采集外部輸入的24V、12V電壓，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路分別輸入至A/D轉(zhuǎn)換單元，經(jīng)比較器確定當(dāng)12V電源電壓大于(16±0.5)V長(zhǎng)達(dá)0.05s時(shí)判斷為故障，當(dāng)12V電源電壓小于(9±0.5)V長(zhǎng)達(dá)2s時(shí)判斷為故障，12V電源正常輸出時(shí)，輸出地信號(hào)，實(shí)現(xiàn)地面電源優(yōu)先機(jī)上電源的邏輯；當(dāng)12V電源出現(xiàn)過(guò)壓或欠壓時(shí)，輸出地信號(hào)。當(dāng)24V電源電壓大于(32±0.5)V長(zhǎng)達(dá)0.05s時(shí)，判斷為故障，當(dāng)24V電源電壓小于(20±0.5)V長(zhǎng)達(dá)1s時(shí)判斷為故障。當(dāng)24V電源正常輸出時(shí)，輸出地信號(hào)，實(shí)現(xiàn)地面電源優(yōu)先機(jī)上電源的邏輯；當(dāng)24V電源出現(xiàn)過(guò)壓或欠壓時(shí)，輸出地信號(hào)。執(zhí)行元件為集電極開(kāi)路，當(dāng)電源電壓出現(xiàn)過(guò)壓時(shí)，輸出50mA地信號(hào)表示過(guò)壓故障，同時(shí)輸出200mA地信號(hào)控制地面電源繼電器表示斷開(kāi)，此時(shí)電源電壓優(yōu)先為斷開(kāi)，表示需使用機(jī)上電源；當(dāng)電源電壓出現(xiàn)欠壓時(shí)，輸出50mA地信號(hào)表示欠壓故障，同時(shí)輸出200mA地信號(hào)控制地面電源繼電器表示斷開(kāi)，此時(shí)電源電壓優(yōu)先為斷開(kāi)，表示需使用機(jī)上電源。電源正常工作時(shí)，24V優(yōu)先或12V優(yōu)先輸出為200mA地信號(hào)。

地面電源插座電路設(shè)置有監(jiān)測(cè)點(diǎn)A和監(jiān)測(cè)點(diǎn)B，它們分別對(duì)應(yīng)地面電源插座上的兩個(gè)插針。在配套的電纜插頭上有對(duì)應(yīng)的插孔，且與地GND相連。當(dāng)且僅當(dāng)配套插頭插入地面電源插座中時(shí)，此時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)A和監(jiān)測(cè)點(diǎn)B同時(shí)接地，電路處于工作狀態(tài)。若有任意一路監(jiān)控觸點(diǎn)未接地，則該電路不工作、所有輸出信號(hào)均無(wú)輸出。當(dāng)插頭未插入到插座時(shí)，單片機(jī)13、14引腳由于上拉電阻作用，處于高電平狀態(tài)，此時(shí)單片機(jī)不工作，即整個(gè)保護(hù)電路無(wú)輸出信號(hào)。當(dāng)插頭插入插座時(shí)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)A與監(jiān)測(cè)點(diǎn)B同時(shí)接地時(shí)，單片機(jī)13、14引腳為低電平狀態(tài)，單片機(jī)工作，保護(hù)電路處于工作狀態(tài)。此時(shí)，采集的12V、24V電壓電源經(jīng)過(guò)分壓電路輸入到單片機(jī)中，通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部程序進(jìn)行電壓數(shù)據(jù)的處理。并根據(jù)電路輸出邏輯關(guān)系，輸出控制信號(hào)。所有輸出信號(hào)均為地開(kāi)信號(hào)。

所述地面電源電連接器由插座端的線路板檢測(cè)電源車(chē)輸入端的輸入輸出電壓的范圍，從而判斷產(chǎn)品在使用中是否在額定電壓范圍內(nèi)。工作溫度為-55℃～+125℃，機(jī)械壽命500次插拔。

所述多功能地面電源電連接器在傳統(tǒng)的地面電源電連接器基礎(chǔ)上增加了對(duì)電源車(chē)充電時(shí)電源輸出電壓的檢測(cè)和控制系統(tǒng)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有地面電源這一方面的空白，有效的避免因?yàn)檩敵鲭妷旱倪^(guò)壓或欠壓造成機(jī)載設(shè)備的損壞，并滿(mǎn)足多樣化的使用環(huán)境；具有較為巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。