專(zhuān)利名稱：具有新型啟動(dòng)電路的航空電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及航空航天電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有新型啟動(dòng)電路的航空電源。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，各種電子設(shè)備日益增多，用電量不斷增加，電路的溫度不斷上升，航空電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制越來(lái)越復(fù)雜，它的啟動(dòng)也越來(lái)越困難，這是由于開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)電流增加和變壓器功率傳輸能力下降所導(dǎo)致。因此設(shè)計(jì)一個(gè)具有高可靠性的航空電源系統(tǒng)是非常有必要的。在航空領(lǐng)域，所有的應(yīng)用設(shè)備中，電源系統(tǒng)是最關(guān)鍵的系統(tǒng)之一，它擔(dān)負(fù)著為其他分系統(tǒng)提供有效載荷供電的重要任務(wù)，其供電質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響航空設(shè)備整體的工作狀態(tài)，所以研制一種新的可靠的電源系統(tǒng)是目前的主要任務(wù)，也是很有發(fā)展前景和實(shí)用意義的。該電源系統(tǒng)采用集中供電方式對(duì)各個(gè)用電設(shè)備進(jìn)行供電，而且配有電源管理系統(tǒng)，可根據(jù)電池的剩余電量來(lái)對(duì)各個(gè)負(fù)載的用電優(yōu)先權(quán)進(jìn)行控制，解決了以前常采用的分散式供電方法只測(cè)不飛或是只飛不測(cè)的缺點(diǎn)，保證了航空設(shè)備的正常工作和安全飛行。目前，為了解決電流控制型開(kāi)關(guān)電源的啟動(dòng)問(wèn)題，較常見(jiàn)的方法是添加輔助繞組，由變壓器的輔助繞組向芯片供電，使芯片的啟動(dòng)電壓箝位在IOV以上，這雖然解決了啟動(dòng)問(wèn)題，但是電路的成本和變壓器的制作工藝，特別是對(duì)于多余度的航空電源，不利于航空電源的體積小、重量輕的要 求。因此，當(dāng)下迫切需要本領(lǐng)域技術(shù)人員解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題就是:如何能夠提出一種有效的措施，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有新型啟動(dòng)電路的航空電源，主要針對(duì)電流控制型開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)難、分散式供電方式以及單電源供電存在的問(wèn)題，克服其不足之處，從提高電源系統(tǒng)可靠性及功率密度的角度出發(fā)，研制一種具有新型啟動(dòng)電路的航空電源。為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有新型啟動(dòng)電路的航空電源，包括3個(gè)DC/DC變換器即第一 DC/DC變換器(la)、第二 DC/DC變換器(2a)、第三DC/DC變換器(3a)，3個(gè)電壓檢測(cè)電路即第一電壓檢測(cè)(Ib )、第二電壓檢測(cè)(2b )、第三電壓檢測(cè)(3b )，2塊電池組即第一電池組(Ic)、第二電池組(2c)，5個(gè)開(kāi)關(guān)電路即開(kāi)關(guān)電路S1、S2、S3、S4、S5，I個(gè)控制電路，其中，第一 DC/DC變換器(la)、第二 DC/DC變換器(2a)的輸出端與第二電壓檢測(cè)(2b)的輸入端相連，第二電壓檢測(cè)(2b)的輸出再與控制電路相連，第一 DC/DC變換器(la)、第二 DC/DC變換器(2a)的輸出端再分別與開(kāi)關(guān)電路S3、S4的輸入端相連，開(kāi)關(guān)電路&、&的控制端分別與控制電路相連，開(kāi)關(guān)電路SpS2的控制端分別與控制電路相連，開(kāi)關(guān)電路SpS2的輸出端再分別與第一 DC/DC變換器(la)、第二 DC/DC變換器(2a)的輸入端相連，開(kāi)關(guān)電路s3、S4的輸出端再分別與負(fù)載相連；而第一電池組(1C)、第二電池組(2c)的正極分別與第一電壓檢測(cè)(Ib)的兩個(gè)輸入端相連,第一電壓檢測(cè)(Ib)的輸出再與控制電路相連,第一電池組(lc)、第二電池組(2c)的正極再分別與開(kāi)關(guān)電路SpS2的輸入端相接。進(jìn)一步地，所述第一 DC/DC變換器(Ia)和第二 DC/DC變換器(2a)的電流控制芯片UC1844的啟動(dòng)電壓。進(jìn)一步地，所述的第一 DC/DC變換器(Ia)和第二 DC/DC變換器(2a)為正激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用電流控制芯片UC1844控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷，第三DC/DC變換器(3a)采用反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制電路對(duì)采集到的電壓值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，調(diào)制PWM的占空比，以獲得穩(wěn)定的直流輸出。綜上，本實(shí)用新型采用了一種新的啟動(dòng)方式，由整個(gè)系統(tǒng)弱電部分的16V直接給芯片供電，為芯片提供一個(gè)啟動(dòng)電壓，控制系統(tǒng)檢測(cè)到系統(tǒng)工作以后控制開(kāi)關(guān)電路，將供電電壓切換到DDS自供電系統(tǒng)，使得電路正常工作后，芯片的供電電壓箝位在IOV以上，保證了系統(tǒng)的正常啟動(dòng)。

圖1是本實(shí)用新型的硬件電路的第一示意圖；圖2是本實(shí)用新型的硬件電路的第二示意圖；圖3是本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路S1的示意圖；圖4是本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路S2的示意圖；圖5是本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路S3的示意圖；圖6是本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路S4的示意圖；圖7是本實(shí)用新型的DDS供電系統(tǒng)示意圖；圖8是本實(shí)用新型的一塊電池、兩個(gè)DC/DC變換器給負(fù)載供電的示意圖；圖9是本實(shí)用新型的一塊電池、一個(gè)DC/DC變換器給負(fù)載供電的示意圖；圖10是本實(shí)用新型的兩塊電池、一個(gè)DC/DC變換器同時(shí)都給負(fù)載供電的示意圖；圖11是本實(shí)用新型的兩塊電池、兩個(gè)DC/DC變換器同時(shí)都給負(fù)載供電的示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。本實(shí)用新型所述的具有新型啟動(dòng)電路的航空電源包括:3個(gè)DC/DC變換器即第一DC/DC變換器(I a )、第二 DC/DC變換器(2a )、第三DC/DC變換器(3a )，3個(gè)電壓檢測(cè)電路即第一電壓檢測(cè)(lb)、第二電壓檢測(cè)(2b)、第三電壓檢測(cè)(3b)，2塊電池組即第一電池組(lc)、第二電池組(2c)，5個(gè)開(kāi)關(guān)電路即開(kāi)關(guān)電路S1、S2、S3、S4、S5，I個(gè)控制電路，其中，第一 DC/DC變換器(la)、第二 DC/DC變換器(2a)的輸出端與第二電壓檢測(cè)(2b)的輸入端相連，第二電壓檢測(cè)(2b)的輸出再與控制電路相連，第一 DC/DC變換器(la)、第二 DC/DC變換器(2a)的輸出端再分別與開(kāi)關(guān)電路S3、S4的輸入端相連，開(kāi)關(guān)電路S3、S4的控制端分別與控制電路相連，開(kāi)關(guān)電路S。S2的控制端分別與控制電路相連，開(kāi)關(guān)電路S。S2的輸出端再分別與第一DC/DC變 換器(la)、第二 DC/DC變換器(2a)的輸入端相連，開(kāi)關(guān)電路S3、S4的輸出端再分別與負(fù)載相連；而第一電池組(lc)、第二電池組(2c)的正極分別與第一電壓檢測(cè)(Ib)的兩個(gè)輸入端相連，第一電壓檢測(cè)(Ib)的輸出再與控制電路相連,第一電池組(Ic)、第二電池組(2c)的正極再分別與開(kāi)關(guān)電路Sp S2的輸入端相接。具體參見(jiàn)圖1和圖2，圖1和圖2分別為本實(shí)用新型的硬件電路的第一示意圖和第二示意圖；圖3是開(kāi)關(guān)電路S1的示意圖；圖4是開(kāi)關(guān)電路S2的不意圖；圖5是開(kāi)關(guān)電路S3的不意圖；圖6是開(kāi)關(guān)電路S4的不意圖。具體的，圖8是一塊電池、兩個(gè)DC/DC變換器給負(fù)載供電的示意圖；圖9是一塊電池、一個(gè)DC/DC變換器給負(fù)載供電的示意圖；圖10是兩塊電池、一個(gè)DC/DC變換器同時(shí)都給負(fù)載供電的示意圖；圖11是兩塊電池、兩個(gè)DC/DC變換器同時(shí)都給負(fù)載供電的示意圖。實(shí)例一:如圖1所示的硬件電路的具體實(shí)施方式
中:系統(tǒng)中電池組為系統(tǒng)提供72V/4Ah的容量供電，系統(tǒng)采用集中供電方式給各個(gè)用電設(shè)備供電，上述電壓通過(guò)變比為11:4的降壓變壓器降壓后通過(guò)同步整流濾波后獲得6V/20A穩(wěn)定的直流電源為負(fù)載供電；將上述穩(wěn)定的直流電壓通過(guò)檢測(cè)電路檢測(cè)每塊電池和DC/DC變換器的電壓信號(hào)后反饋給控制電路，控制電路根據(jù)檢測(cè)到的電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較并對(duì)相應(yīng)的開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行控制，同時(shí)，控制電路會(huì)根據(jù)電池的剩余電量合理地分配負(fù)載的用電優(yōu)先權(quán)；電池和DC/DC變換器都采用了冗余技術(shù)，每個(gè)電池和DC/DC變換器都分別接一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，然后再分別并聯(lián)，保證了只要不是兩個(gè)電池和兩個(gè)DC/DC變換器同時(shí)壞，就能給用電設(shè)備供電，全方面的提高了系統(tǒng)的安全性、可靠性。在本實(shí)用新型具體實(shí)施中，電池的選型為安華的72V/4Ah磷酸鐵鋰電池，變壓器采用的是唐山尚融的平面變壓器RDH72V-6，控制電路處理器采用的是ATMEL公司的AVRl28 ο實(shí)例二:如圖2所示的本實(shí)用新型硬件電路的具體實(shí)施方式
中:兩塊電池組并聯(lián)后為DC/DC變換器3供電，DC/DC變換器3采用反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制電路對(duì)采集到的電壓值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，調(diào)制PWM的占空比，以獲得穩(wěn)定的直流輸出。同時(shí)，DC/DC變換器3的輸出電壓為電流控制型芯片提供一個(gè)16V的啟動(dòng)電壓，當(dāng)控制電路檢測(cè)到芯片正常工作以后控制開(kāi)關(guān)電路S5，切換到DDS自供電系統(tǒng)，使得芯片的工作電壓箝位在IOV以上,不至于使芯片一直處于高工作電壓,這樣會(huì)降低芯片的功耗,延長(zhǎng)芯片的使用壽命，具體參照?qǐng)D7給出的DDS供電系統(tǒng)示意圖。在本實(shí)用新型具體實(shí)施中，電流控制芯片采用的是德州儀器公司生產(chǎn)的UC1844。實(shí)例三:如圖8的情況中，某一塊電池出現(xiàn)問(wèn)題或是電量不足時(shí)，控制電路AVR128給出控制信號(hào)，切斷開(kāi)關(guān)S1，讓S2閉合，切換到另一塊電池，使一塊電池同時(shí)為兩個(gè)DC/DC供電，保證兩個(gè)DC/DC電路都正常工作，同時(shí)如果另一塊電池故障或是電量不足時(shí)，只需控制開(kāi)關(guān)的閉合狀態(tài)就可以切換到另外一塊電池，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。實(shí)例四:如圖9所示的情況中，某一 DC/DC電路出現(xiàn)故障時(shí)，控制電路檢測(cè)到DC/DC1沒(méi)有輸出或是輸出錯(cuò)誤時(shí)，AVRl28就給出一個(gè)高電平信號(hào)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S3,只讓另一路DC/DC工作，為負(fù)載提供有效的載荷，反之，若檢測(cè)到DC/DC2沒(méi)有輸出或是輸出有誤，就斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S4,使DC/DC1單獨(dú)為負(fù)載供電。實(shí)例五:如圖10和11所示的狀況中，某一塊電池和某一 DC/DC電路同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)，若電池I和DC/DC1出現(xiàn)問(wèn)題，控制電路就斷開(kāi)S1和S3，使電池2為DC/DC2供電，也就是單電源工作。反之，若電池2和DC/DC2出現(xiàn)故障，AVR128就相應(yīng)地切斷S2和S4的控制信號(hào)，使DC/DCl但都工作為負(fù)載供電。若電池I和DC/DC2同時(shí)出現(xiàn)故障，控制電路根據(jù)電壓檢測(cè)I和電壓檢測(cè)2檢測(cè)到的電壓情況，切斷S1和S4的控制信號(hào)K1和K4,使得電池2為DC/DC1供電，這也是一種單電源供電模式。若是電池2和DC/DC1同時(shí)出現(xiàn)故障，就相應(yīng)地?cái)嚅_(kāi)S2和S3的控制信號(hào)，讓DC/DC2單獨(dú)工作為負(fù)載供電，這幾種工作方式，無(wú)論哪一種出現(xiàn)都可以保證至少有一塊電池和一個(gè)DC/DC是正常工作的，保證系統(tǒng)可以正常位后續(xù)的負(fù)載提供有效的穩(wěn)定的電量。以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的具有新型啟動(dòng)電路的航空電源進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新 型的限制。
權(quán)利要求1.一種具有新型啟動(dòng)電路的航空電源，包括3個(gè)DC/DC變換器即第一 DC/DC變換器(la)、第二 DC/DC變換器(2a)、第三DC/DC變換器(3a)，3個(gè)電壓檢測(cè)電路即第一電壓檢測(cè)(lb)、第二電壓檢測(cè)(2b)、第三電壓檢測(cè)(3b)，2塊電池組即第一電池組(lc)、第二電池組(2(:)，5個(gè)開(kāi)關(guān)電路即開(kāi)關(guān)電路51、52、53、54、55，1個(gè)控制電路，其中，第一0(:/1)(:變換器(1&)、第二 DC/DC變換器(2a)的輸出端與第二電壓檢測(cè)(2b)的輸入端相連，第二電壓檢測(cè)(2b)的輸出再與控制電路相連，第一 DC/DC變換器(la)、第二 DC/DC變換器(2a)的輸出端再分另IJ與開(kāi)關(guān)電路S3、S4的輸入端相連，開(kāi)關(guān)電路S3、S4W控制端分別與控制電路相連，開(kāi)關(guān)電路Sp S2的控制端分別與控制電路相連，開(kāi)關(guān)電路Sp S2的輸出端再分別與第一 DC/DC變換器(la)、第二 DC/DC變換器(2a)的輸入端相連，開(kāi)關(guān)電路S3、S4的輸出端再分別與負(fù)載相連；而第一電池組(lc)、第二電池組(2c)的正極分別與第一電壓檢測(cè)(Ib)的兩個(gè)輸入端相連，第一電壓檢測(cè)(Ib)的輸出再與控制電路相連，第一電池組(lc)、第二電池組(2c)的正極再分別與開(kāi)關(guān)電路Sp S2的輸入端相接。
2.如權(quán)利要求1所述的具有新型啟動(dòng)電路的航空電源，所述第一DC/DC變換器(Ia)和第二 DC/DC變換器(2a)的電流控制芯片UC1844的啟動(dòng)電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的具有新型啟動(dòng)電路的航空電源，所述的第一DC/DC變換器(Ia)和第二 DC/DC變換器(2a)為正激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用電流控制芯片UC1844控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷，第三DC/DC變換器(3a)采用反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制電路對(duì)采集到的電壓值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，調(diào)制PWM的占空比，以獲得穩(wěn)定的直流輸出。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型的具有新型啟動(dòng)電路的航空電源，包括3個(gè)DC/DC變換器，3個(gè)電壓檢測(cè)電路，2塊電池組，開(kāi)關(guān)電路S1、S2、S3、S4、S5，控制電路，第一和第二DC/DC變換器輸出端與第二電壓檢測(cè)輸入端相連，第二電壓檢測(cè)輸出與控制電路相連，第一和第二DC/DC變換器輸出端分別與S3、S4輸入端相連，S3、S4控制端分別與控制電路相連，S1、S2控制端分別與控制電路相連，S1、S2輸出端分別與第一和第二DC/DC變換器輸入端相連，S3、S4輸出端分別與負(fù)載相連；而第一和第二電池組正極分別與第一電壓檢測(cè)的兩個(gè)輸入端相連，第一電壓檢測(cè)的輸出與控制電路相連，第一和第二電池組正極分別與S1、S2的輸入端相接。
文檔編號(hào)H02M1/36GK203135710SQ20122066175
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者張一鳴, 王海娟, 張旭, 高俊俠 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)