一種基于超級(jí)電容模組的不間斷供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)載測(cè)試配電技術(shù)，涉及一種基于超級(jí)電容模組的為飛機(jī)測(cè)試系統(tǒng)提供大容量且不間斷應(yīng)急供電的供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]飛機(jī)測(cè)試系統(tǒng)作為對(duì)飛機(jī)狀態(tài)和性能進(jìn)行監(jiān)控采集的系統(tǒng)，飛行試驗(yàn)時(shí)關(guān)鍵設(shè)備不允許失效。一旦飛機(jī)供電出現(xiàn)故障，必須要有一套獨(dú)立于飛機(jī)供電系統(tǒng)的應(yīng)急供電系統(tǒng)為測(cè)試關(guān)鍵設(shè)備供電。在傳統(tǒng)飛機(jī)測(cè)試改裝中，采用兩種方式進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)急供電:一種是后備式應(yīng)急供電，一種是在線式應(yīng)急供電。兩種方法各有優(yōu)點(diǎn)，但均已無法滿足現(xiàn)階段飛機(jī)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)應(yīng)急供電提出的要求。
[0003]飛機(jī)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)備采用兩優(yōu)先級(jí)分類模式:一類為應(yīng)急設(shè)備，一類為非應(yīng)急設(shè)備。應(yīng)急設(shè)備優(yōu)先級(jí)高于非應(yīng)急設(shè)備，要求做到任何狀態(tài)下的供電，而非應(yīng)急設(shè)備在出現(xiàn)應(yīng)急情況時(shí)自動(dòng)切除。
[0004]后備式應(yīng)急供電:即應(yīng)急電源處于后備狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)急狀況時(shí)將應(yīng)急電源接入系統(tǒng)為關(guān)鍵設(shè)備供電的方式。其特點(diǎn)在于:應(yīng)急蓄電瓶保持獨(dú)立，只有應(yīng)急狀態(tài)時(shí)才并入電網(wǎng)，通過增加單體數(shù)量的方式，可以提高蓄電瓶的帶載能力，轉(zhuǎn)換過程出現(xiàn)短時(shí)掉電。
[0005]在線式應(yīng)急供電:即應(yīng)急電源時(shí)刻處于在線狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)急狀況時(shí)為關(guān)鍵設(shè)備不間斷供電的方法。其特點(diǎn)在于:應(yīng)急蓄電瓶時(shí)刻在線，轉(zhuǎn)換過程中為關(guān)鍵設(shè)備不間斷供電，應(yīng)急蓄電瓶只能使用標(biāo)準(zhǔn)型，帶載能力有限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的:提供一種基于超級(jí)電容模組的應(yīng)急供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)綜合了后備式供電和在線式供電的優(yōu)點(diǎn)，通過超級(jí)電容模組和電子控制電路的使用，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)應(yīng)急狀態(tài)下大負(fù)載不間斷供電的目的。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種基于超級(jí)電容模組的不間斷供電系統(tǒng)，其包括控制轉(zhuǎn)換裝置5以及與其相連的飛機(jī)28VDC1、應(yīng)急電瓶2、手動(dòng)強(qiáng)制切換電路3、控制開關(guān)4、應(yīng)急設(shè)備6和非應(yīng)急設(shè)備7，所述控制轉(zhuǎn)換裝置5又包含控制單元11、超級(jí)電容模組12、接觸器組13、限流電阻14，其中，控制單元與接觸器組連接，超級(jí)電容模組設(shè)置在不間斷供電系統(tǒng)的充電回路或與匯流條并聯(lián)，且限流電阻與超級(jí)電容模組之間經(jīng)接觸器串聯(lián)。
[0008]所述超級(jí)電容模組為12組超級(jí)電容的串聯(lián)組合。
[0009]控制轉(zhuǎn)換裝置還設(shè)置有散熱風(fēng)扇15。
[0010]所述的基于超級(jí)電容模組的不間斷供電系統(tǒng)還包括分別與控制轉(zhuǎn)換裝置5相連的編程接口 8、故障信號(hào)9和輔助電路10。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:1、可以對(duì)應(yīng)急設(shè)備進(jìn)行不間斷供電；2、為80A應(yīng)急負(fù)載供電，帶載能力強(qiáng)；3、24.0V的額定負(fù)載電壓，可以滿足部分設(shè)備高工作電壓的要求；4、正常供電狀況時(shí)，應(yīng)急電源與電網(wǎng)隔離；5、標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)配置，通用性強(qiáng)；6、為類似的直流不間斷供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了參考。該系統(tǒng)在國內(nèi)航空低壓供電領(lǐng)域?qū)儆谑状螒?yīng)用。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型基于超級(jí)電容模組的不間斷供電系統(tǒng)框圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型基于超級(jí)電容模組的不間斷供電系統(tǒng)原理圖；
[0014]其中，1-飛機(jī)28VDC電源、2-銀鋅需電瓶、3-手動(dòng)切除電路、4-上電開關(guān)、5-控制轉(zhuǎn)換裝置、6-應(yīng)急設(shè)備、7-非應(yīng)急設(shè)備、8-編程接口、9-故障信號(hào)、10-輔助電路、11-控制單元、12-超級(jí)電容模組、13-接觸器組、14-限流電阻，15-散熱風(fēng)扇組。16-控制轉(zhuǎn)換電路、17-保險(xiǎn)絲1、18-保險(xiǎn)絲2。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0016]系統(tǒng)框圖詳見附圖1。本實(shí)用新型基于超級(jí)電容模組的不間斷供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:飛機(jī)28VDC1、應(yīng)急電瓶2、手動(dòng)強(qiáng)制切換電路3、控制開關(guān)4、控制轉(zhuǎn)換裝置5、應(yīng)急設(shè)備6、非應(yīng)急設(shè)備7、編程接口 8、故障信號(hào)9和其他電路10，其中控制轉(zhuǎn)換裝置5又包含控制單元11、電容模組12、接觸器組13、限流電阻14和散熱風(fēng)扇15。
[0017]其中，所述飛機(jī)28VDC:本系統(tǒng)與飛機(jī)電源系統(tǒng)的接口，是本系統(tǒng)電能的輸入端。
[0018]應(yīng)急電瓶2為非標(biāo)的17格航空銀鋅電瓶，用于應(yīng)急供電時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的電能輸出。
[0019]手動(dòng)強(qiáng)制切換電路3在系統(tǒng)自動(dòng)控制失效時(shí)，可手動(dòng)強(qiáng)制切換供電狀態(tài)。
[0020]控制開關(guān)4控制整個(gè)系統(tǒng)上電，下電。
[0021]控制轉(zhuǎn)換裝置5是系統(tǒng)的核心部件，完成整個(gè)系統(tǒng)的采集、轉(zhuǎn)換、邏輯控制、狀態(tài)指示等工作。
[0022]應(yīng)急設(shè)備6在應(yīng)急狀態(tài)時(shí)進(jìn)行不間斷供電的設(shè)備。
[0023]非應(yīng)急設(shè)備7為應(yīng)急狀態(tài)時(shí)可切除的設(shè)備。
[0024]編程接口 8為用于程序加載，升級(jí)的接口。
[0025]故障信號(hào)9為從機(jī)上電源系統(tǒng)輸出的故障信號(hào)接口發(fā)出，作為系統(tǒng)掉電的判據(jù)之
[0026]其他電路10為輔助性的電路，完成狀態(tài)指不等功能。
[0027]控制單元11進(jìn)行4路電壓值的采集、隔離、數(shù)據(jù)處理、輸出控制等功能。
[0028]電容模組12為儲(chǔ)能元件，應(yīng)急轉(zhuǎn)換過程中為系統(tǒng)提供短時(shí)電能。
[0029]接觸器組13為輸出執(zhí)行元件，用于不同狀態(tài)供電通道的切換選擇。
[0030]限流電阻14對(duì)超級(jí)電容模組充電時(shí)進(jìn)行限流，防止瞬間大電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
[0031]散熱風(fēng)扇15對(duì)控制轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行散熱。
[0032]參考圖2，超級(jí)電容模組、銀鋅蓄電瓶、應(yīng)急匯流條、非應(yīng)急匯流條河機(jī)載電源均連接在控制轉(zhuǎn)換電路上，所述控制轉(zhuǎn)換電路由接觸器組和限流電阻構(gòu)成，用于實(shí)現(xiàn)不同工作狀態(tài)下的通道選擇?？刂茊卧杉╇娤到y(tǒng)的關(guān)鍵位置的電壓值，并通過輸出控制電路連接到控制轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)對(duì)通道的選擇控制，同時(shí)其輸出控制處設(shè)置有手動(dòng)切除電路。
[0033]本實(shí)用新型基于超級(jí)電容模組的不間斷供電系統(tǒng)實(shí)際工作過程如下。
[0034]當(dāng)系統(tǒng)具備使用條件后，接通上電開關(guān)10，此時(shí)控制單元8和散熱風(fēng)扇組9開始工作，系統(tǒng)首先通過控制轉(zhuǎn)換電路4接通超級(jí)電容充電回路，將機(jī)上28VDC電源6經(jīng)保險(xiǎn)絲后為超級(jí)電容模組I充電。
[0035]當(dāng)檢測(cè)到超級(jí)電容模組I輸入端①電壓升至設(shè)定值時(shí)，即認(rèn)定充電完成，通過控制轉(zhuǎn)換電路4將應(yīng)急匯流條2和非應(yīng)急匯流條3與機(jī)上28VDC電源6并聯(lián)，將超級(jí)電容模組I與應(yīng)急匯流條3并聯(lián)。此時(shí)系統(tǒng)工作在正常供電狀態(tài)，機(jī)上28VDC電源6為應(yīng)急匯流條2和非應(yīng)急匯流條3提供電能。
[0036]當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到超級(jí)電容模組I輸入端①電壓低至設(shè)定值時(shí)，即認(rèn)定機(jī)上系統(tǒng)出現(xiàn)掉電狀況，系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)急處理，首先通過控制轉(zhuǎn)換電路4將非應(yīng)急匯流條3切除，再將
[0037]銀鋅蓄電瓶12經(jīng)保險(xiǎn)絲211后與應(yīng)急匯流條2并聯(lián)。此時(shí)系統(tǒng)工作在應(yīng)急供電狀態(tài)，應(yīng)急匯流條2由銀鋅蓄電瓶12提供電能。
[0038]當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到超級(jí)電容模組I輸入端①電壓恢復(fù)至機(jī)上系統(tǒng)電壓正常設(shè)定值時(shí)，即認(rèn)定機(jī)上系統(tǒng)恢復(fù)供電，系統(tǒng)將由應(yīng)急供電轉(zhuǎn)為正常供電狀態(tài)，首先通過控制轉(zhuǎn)換電路4將銀鋅蓄電瓶12切除，再將非應(yīng)急匯流條3并聯(lián)到機(jī)上28VDC電源6，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常供電狀
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[0039]系統(tǒng)可以反復(fù)進(jìn)出正常供電和應(yīng)急供電兩種狀態(tài)。
[0040]當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)控制失效或故障后，可通過手動(dòng)切除電路7將系統(tǒng)強(qiáng)制切換為正常供電或應(yīng)急供電狀態(tài)?；驍嚅_上電開關(guān)10使整個(gè)系統(tǒng)下電。
[0041]系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先進(jìn)行超級(jí)電容模組的初始充電，經(jīng)限流充電至一定電壓值即認(rèn)定充電完成。轉(zhuǎn)入正常供電程序，接通飛機(jī)供電系統(tǒng)為應(yīng)急設(shè)備和非應(yīng)急設(shè)備供電。當(dāng)檢測(cè)到飛機(jī)供電系統(tǒng)故障，先斷開機(jī)上電源，然后切除非應(yīng)急設(shè)備，之后再接入應(yīng)急蓄電瓶。在機(jī)上電源斷開而應(yīng)急蓄電瓶未接入的間隙，由超級(jí)電容模組為應(yīng)急設(shè)備不間斷供電。當(dāng)檢測(cè)到機(jī)上供電系統(tǒng)恢復(fù)正常，接通正常供電通路并切除應(yīng)急蓄電瓶。系統(tǒng)可以反復(fù)在正常供電與應(yīng)急供電狀態(tài)之間切換。同時(shí)若需要可以手動(dòng)強(qiáng)制切換工作狀態(tài)。
[0042]該系統(tǒng)將后備式應(yīng)急供電技術(shù)和在線式應(yīng)急供電技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過將超級(jí)電容模組引入后備式應(yīng)急供電系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出讓超級(jí)電容模組始終處于在線狀態(tài)，應(yīng)急蓄電瓶處于后備狀態(tài)的新系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以做到測(cè)試系統(tǒng)從正常狀態(tài)到應(yīng)急狀態(tài)的不間斷供電，當(dāng)進(jìn)行應(yīng)急供電時(shí)，可以為80Α應(yīng)急負(fù)載提供不低于30分鐘的電能，轉(zhuǎn)換過程和應(yīng)急供電狀態(tài)時(shí)負(fù)載電壓均不低于24.0V。與傳統(tǒng)的同等規(guī)模配電系統(tǒng)相比，它的應(yīng)用能較大地增加飛機(jī)測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)急設(shè)備的數(shù)量且提高了供電品質(zhì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超級(jí)電容模組的不間斷供電系統(tǒng)，其特征在于:包括控制轉(zhuǎn)換裝置(5)以及與其相連的飛機(jī)28VDC(1)、應(yīng)急電瓶(2)、手動(dòng)強(qiáng)制切換電路(3)、控制開關(guān)(4)、應(yīng)急設(shè)備(6)和非應(yīng)急設(shè)備(7)，所述控制轉(zhuǎn)換裝置(5)又包含控制單元(11)、超級(jí)電容模組(12)、接觸器組(13)、限流電阻(14)，其中，控制單元與接觸器組連接，超級(jí)電容模組設(shè)置在不間斷供電系統(tǒng)的充電回路或與匯流條并聯(lián)，且限流電阻與超級(jí)電容模組之間經(jīng)接觸器串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級(jí)電容模組的不間斷供電系統(tǒng)，其特征在于:所述超級(jí)電容模組為12組超級(jí)電容的串聯(lián)組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級(jí)電容模組的不間斷供電系統(tǒng)，其特征在于:控制轉(zhuǎn)換裝置還設(shè)置有散熱風(fēng)扇(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超級(jí)電容模組的不間斷供電系統(tǒng)，其特征在于:還包括分別與控制轉(zhuǎn)換裝置(5)相連的編程接口(8)、故障信號(hào)(9)和輔助電路(10)。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于機(jī)載測(cè)試配電技術(shù)，涉及一種基于超級(jí)電容模組的為飛機(jī)測(cè)試系統(tǒng)提供大容量且不間斷應(yīng)急供電的供電系統(tǒng)，包括控制轉(zhuǎn)換裝置(5)以及與其相連的飛機(jī)28VDC(1)、應(yīng)急電瓶(2)、手動(dòng)強(qiáng)制切換電路(3)、控制開關(guān)(4)、應(yīng)急設(shè)備(6)和非應(yīng)急設(shè)備(7)，所述控制轉(zhuǎn)換裝置(5)又包含控制單元(11)、超級(jí)電容模組(12)、接觸器組(13)、限流電阻(14)，其中，控制單元與接觸器組連接，超級(jí)電容模組設(shè)置在不間斷供電系統(tǒng)的充電回路或與匯流條并聯(lián)，且限流電阻與超級(jí)電容模組之間經(jīng)接觸器串聯(lián)。該系統(tǒng)可以做到測(cè)試系統(tǒng)從正常狀態(tài)到應(yīng)急狀態(tài)的不間斷供電，當(dāng)進(jìn)行應(yīng)急供電時(shí)，可以為80A應(yīng)急負(fù)載提供不低于30分鐘的電能，轉(zhuǎn)換過程和應(yīng)急供電狀態(tài)時(shí)負(fù)載電壓均不低于24.0V。與傳統(tǒng)的同等規(guī)模配電系統(tǒng)相比，它的應(yīng)用能較大地增加飛機(jī)測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)急設(shè)備的數(shù)量且提高了供電品質(zhì)。
【IPC分類】H02J9-04
【公開號(hào)】CN204361772
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420738366
【發(fā)明人】趙振, 王宏旭, 孫丹丹, 周星星, 呂超
【申請(qǐng)人】中國飛行試驗(yàn)研究院
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年11月28日