專利名稱：具有新型啟動電路的航空電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實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)和控制越來越復(fù)雜，它的啟動也越來越困難，這是由于開關(guān)管驅(qū)動電流增加和變壓器功率傳輸能力下降所導(dǎo)致。因此設(shè)計一個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)展前景和實用意義的。該電源系統(tǒng)采用集中供電方式對各個用電設(shè)備進(jìn)行供電，而且配有電源管理系統(tǒng)，可根據(jù)電池的剩余電量來對各個負(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不飛或是只飛不測的缺點(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關(guān)電源的啟動問題，較常見的方法是添加輔助繞組，由變壓器的輔助繞組向芯片供電，使芯片的啟動電壓箝位在IOV以上，這雖然解決了啟動問題，但是電路的成本和變壓器的制作工藝，特別是對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)人員解決的一個技術(shù)問題就是:如何能夠提出一種有效的措施，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有新型啟動電路的航空電源，主要針對電流控制型開關(guān)電源啟動難、分散式供電方式以及單電源供電存在的問題，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電路的航空電源。為了解決上述問題，本實用新型公開了一種具有新型啟動電路的航空電源，包括3個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個電壓檢測電路即第一電壓檢測(Ib )、第二電壓檢測(2b )、第三電壓檢測(3b )，2塊電池組即第一電池組(Ic)、第二電池組(2c)，5個開關(guān)電路即開關(guān)電路S1、S2、S3、S4、S5，I個控制電路，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(2b)的輸入端相連，第二電壓檢測(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關(guān)電路S3、S4的輸入端相連，開關(guān)電路&、&的控制端分別與控制電路相連，開關(guān)電路SpS2的控制端分別與控制電路相連，開關(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(Ib)的兩個輸入端相連,第一電壓檢測(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，本實用新型采用了一種新的啟動方式，由整個系統(tǒng)弱電部分的16V直接給芯片供電，為芯片提供一個啟動電壓，控制系統(tǒng)檢測到系統(tǒng)工作以后控制開關(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。

圖1是本實用新型的硬件電路的第一示意圖；圖2是本實用新型的硬件電路的第二示意圖；圖3是本實用新型的開關(guān)電路S1的示意圖；圖4是本實用新型的開關(guān)電路S2的示意圖；圖5是本實用新型的開關(guān)電路S3的示意圖；圖6是本實用新型的開關(guān)電路S4的示意圖；圖7是本實用新型的DDS供電系統(tǒng)示意圖；圖8是本實用新型的一塊電池、兩個DC/DC變換器給負(fù)載供電的示意圖；圖9是本實用新型的一塊電池、一個DC/DC變換器給負(fù)載供電的示意圖；圖10是本實用新型的兩塊電池、一個DC/DC變換器同時都給負(fù)載供電的示意圖；圖11是本實用新型的兩塊電池、兩個DC/DC變換器同時都給負(fù)載供電的示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本實用新型所述的具有新型啟動電路的航空電源包括:3個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個電壓檢測電路即第一電壓檢測(lb)、第二電壓檢測(2b)、第三電壓檢測(3b)，2塊電池組即第一電池組(lc)、第二電池組(2c)，5個開關(guān)電路即開關(guān)電路S1、S2、S3、S4、S5，I個控制電路，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(2b)的輸入端相連，第二電壓檢測(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關(guān)電路S3、S4的輸入端相連，開關(guān)電路S3、S4的控制端分別與控制電路相連，開關(guān)電路S。S2的控制端分別與控制電路相連，開關(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(Ib)的兩個輸入端相連，第一電壓檢測(Ib)的輸出再與控制電路相連,第一電池組(Ic)、第二電池組(2c)的正極再分別與開關(guān)電路Sp S2的輸入端相接。具體參見圖1和圖2，圖1和圖2分別為本實用新型的硬件電路的第一示意圖和第二示意圖；圖3是開關(guān)電路S1的示意圖；圖4是開關(guān)電路S2的不意圖；圖5是開關(guān)電路S3的不意圖；圖6是開關(guān)電路S4的不意圖。具體的，圖8是一塊電池、兩個DC/DC變換器給負(fù)載供電的示意圖；圖9是一塊電池、一個DC/DC變換器給負(fù)載供電的示意圖；圖10是兩塊電池、一個DC/DC變換器同時都給負(fù)載供電的示意圖；圖11是兩塊電池、兩個DC/DC變換器同時都給負(fù)載供電的示意圖。實例一:如圖1所示的硬件電路的具體實施方式
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用電設(shè)備供電，上述電壓通過變比為11:4的降壓變壓器降壓后通過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)定的直流電壓通過檢測電路檢測每塊電池和DC/DC變換器的電壓信號后反饋給控制電路，控制電路根據(jù)檢測到的電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較并對相應(yīng)的開關(guān)電路進(jìn)行控制，同時，控制電路會根據(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)，每個電池和DC/DC變換器都分別接一個開關(guān)電路，然后再分別并聯(lián)，保證了只要不是兩個電池和兩個DC/DC變換器同時壞，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。在本實用新型具體實施中，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實例二:如圖2所示的本實用新型硬件電路的具體實施方式
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，DC/DC變換器3的輸出電壓為電流控制型芯片提供一個16V的啟動電壓，當(dāng)控制電路檢測到芯片正常工作以后控制開關(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,這樣會降低芯片的功耗,延長芯片的使用壽命，具體參照圖7給出的DDS供電系統(tǒng)示意圖。在本實用新型具體實施中，電流控制芯片采用的是德州儀器公司生產(chǎn)的UC1844。實例三:如圖8的情況中，某一塊電池出現(xiàn)問題或是電量不足時，控制電路AVR128給出控制信號，切斷開關(guān)S1，讓S2閉合，切換到另一塊電池，使一塊電池同時為兩個DC/DC供電，保證兩個DC/DC電路都正常工作，同時如果另一塊電池故障或是電量不足時，只需控制開關(guān)的閉合狀態(tài)就可以切換到另外一塊電池，保證整個系統(tǒng)的安全運(yùn)行。實例四:如圖9所示的情況中，某一 DC/DC電路出現(xiàn)故障時，控制電路檢測到DC/DC1沒有輸出或是輸出錯誤時，AVRl28就給出一個高電平信號，斷開開關(guān)S3,只讓另一路DC/DC工作，為負(fù)載提供有效的載荷，反之，若檢測到DC/DC2沒有輸出或是輸出有誤，就斷開開關(guān)S4,使DC/DC1單獨(dú)為負(fù)載供電。實例五:如圖10和11所示的狀況中，某一塊電池和某一 DC/DC電路同時出現(xiàn)故障時，若電池I和DC/DC1出現(xiàn)問題，控制電路就斷開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，使DC/DCl但都工作為負(fù)載供電。若電池I和DC/DC2同時出現(xiàn)故障，控制電路根據(jù)電壓檢測I和電壓檢測2檢測到的電壓情況，切斷S1和S4的控制信號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同時出現(xiàn)故障，就相應(yīng)地斷開S2和S3的控制信號，讓DC/DC2單獨(dú)工作為負(fù)載供電，這幾種工作方式，無論哪一種出現(xiàn)都可以保證至少有一塊電池和一個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。以上對本實用新型所提供的具有新型啟動電路的航空電源進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新 型的限制。
權(quán)利要求1.一種具有新型啟動電路的航空電源，包括3個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個電壓檢測電路即第一電壓檢測(lb)、第二電壓檢測(2b)、第三電壓檢測(3b)，2塊電池組即第一電池組(lc)、第二電池組(2(:)，5個開關(guān)電路即開關(guān)電路51、52、53、54、55，1個控制電路，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(2b)的輸入端相連，第二電壓檢測(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與開關(guān)電路S3、S4的輸入端相連，開關(guān)電路S3、S4W控制端分別與控制電路相連，開關(guān)電路Sp S2的控制端分別與控制電路相連，開關(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(Ib)的兩個輸入端相連，第一電壓檢測(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的啟動電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的具有新型啟動電路的航空電源，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。
專利摘要本實用新型的具有新型啟動電路的航空電源，包括3個DC/DC變換器，3個電壓檢測電路，2塊電池組，開關(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輸入端相連，第二電壓檢測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的兩個輸入端相連，第一電壓檢測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H02M1/36GK203135710SQ20122066175
公開日2013年8月14日 申請日期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 申請人:北京工業(yè)大學(xué)