CN104052152B - 智能供配电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能供配电装置，包括主控制模块、供电模块、配电模块，所述供电模块和配电模块分别与所述主控制模块相连；所述主控制模块包括微控制器、信号采集调理电路、I/O输入输出电路、铁电存储器；所述配电模块包括功率开关、电源模块、光电耦合器、缓冲器、运算放大器；所述供电模块包括功率开关、光电耦合器、缓冲器、运算放大器、分流器、DC/DC模块。所述智能供配电装置还包括CAN通讯模块，所述CAN通讯模块与所述微控制器的相应管脚相连，用于主控制模块与上位机相互通信。本发明实现了远程控制和实时监测，能够为供配电系统的工作状态监测和故障诊断提供丰富的数据，有利于故障的快速定位，提升了供配电的信息化、数字化和智能化程度。
Description
技术领域
本发明涉及一种供配电装置，尤其涉及一种基于CAN总线的智能供配电装置。
背景技术
我国的战略、战术导弹发射车辆正在向高机动、高可靠、信息化、数字化、伪装、隐形、抗电磁干扰、防核爆方向发展。随着发射平台上电子仪器设备越来越多，各种电源设备和电缆数量日益增多、功能越来越齐全，使得发射平台对供配电装置的要求也越来越高。
传统的直流配电箱存在体积大、质量重、扩展通用性差、布置和维修不方便、智能化程度不高、重复设计严重等问题。如果在直流配电箱上设置CAN总线网络，虽然能够提升发射平台供配电的信息化程度，但由于增多了配电箱内的元件及接口数量，使得配电装置的可靠性降低。
针对上述问题，为了提升供配电的数字化、智能化和信息化程度，增强系统的扩展性和通用性，提高供配电的可靠度，简化系统总体设计复杂性，本项目结合型号上应用越来越多的直流母线配电结构，研究体积小巧、便于维护的新型智能供配电装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种智能供配电装置，包括主控制模块、供电模块、配电模块。
所述供电模块和配电模块分别与所述主控制模块相连；
所述主控制模块包括微控制器、信号采集调理电路、I/O输入输出电路、铁电存储器；
所述配电模块包括功率开关、电源模块、光电耦合器、缓冲器、运算放大器；
所述供电模块包括功率开关、光电耦合器、缓冲器、运算放大器、分流器、DC/DC模块；
所述智能供配电装置还包括CAN通讯模块，所述CAN通讯模块与所述微控制器的相应管脚相连，用于主控制模块与上位机相互通信。
所述供电模块和配电模块分别设置有两个功率开关，互为备份；
所述微控制器用于接收电源母线的信号并发出开关量控制信号、接收状态量反馈以及通过CAN通讯模块与上位机进行相互通信；
所述信号采集调理电路用于采集信号并进行处理，将处理后的信号输入微控制器；
所述I/O输入输出电路用于输出微控制器的控制器信号；
所述DC/DC模块用于对电源母线的电压进行调理，以输出符合下级用电设备用电需要的电压值；
所述铁电存储器用于存储所述主控制器的控制量以及输入输出参数。
所述供电模块中，所述功率开关和手动备保开关分别连接在电源母线上；
所述功率开关与电源母线之间还连接有光电耦合器；
所述功率开关的输出端依次连接缓冲器、运算放大器和分流器；
所述分流器的输出端连接所述DC/DC模块；
所述DC/DC模块分别连接信号采集调理电路和下级用电设备；
所述DC/DC模块还与微控制器的相应管脚相连。
所述配电模块中，所述功率开关、所述手动备保开关、所述电源模块分别连接在电源母线上；
所述功率开关依次连接光电耦合器、缓冲器、运算放大器，所述运算放大器的输出端连接所述信号采集调理电路。
所述功率开关采用英飞凌BTS555型号，所述光电耦合器采用HMHA2801A型号，所述电源模块采用迪赛SF24D12-10W型号，所述缓冲器采用TI公司的CD74HC4051M型号，所述分流器采用BWSR3-10mΩ型号。
所述信号采集调理电路包括电压信号采集调理电路和电流信号采集调理电路；
所述电压信号采集调理电路包括运算放大器，采用型号为AD8605ARTZ；
所述电流信号采集调理电路包括多路复用器CD74HC4051和隔离运算放大器ISO124U。
所述供电模块采用两块相互并联的DC/DC模块PAF500F24-28，两块DC/DC模块的第一管脚、第四管脚、第五管脚、第十一管脚、第十四管脚相互并联；
所述DC/DC模块PAF500F24-28的第一管脚接输入端，第二管脚接地，其第一管脚与第三管脚通过电阻相连，第二管脚与第四管脚相连，第一管脚与第二管脚之间连接多个电容，用于稳压滤波，所述DC/DC模块PAF500F24-28的第十二管脚与第十三管脚之间采用可调电阻和普通电阻相连，其第五、六、七管脚相连，其第八、九、十、十一管脚相连；
所述DC/DC模块PAF500F24-28的第五管脚和第十一管脚之间并联有多个电容，用于稳压滤波，第十一管脚接地；
所述配电模块采用两块相互并联的功率开关BTS555，所述两块功率开关BTS555的第一管脚、第五管脚相连，并为输出端；其第三管脚相连并连接电源母线；
所述两块功率开关BTS555的第二管脚分别连接两个光电耦合器的第四管脚；
所述两个光电耦合器的第一管脚分别通过电阻连接至IO输入端。
工作过程：所述供电模块与配电模块的功率开关连接直流母线。所述微控制器将开关量信号发送给所述供电模块的功率开关，所述功率开关接通并传送直流母线电压给DC/DC模块输入，DC/DC模块提供较高的稳定电压。所述DC/DC模块的输出电流和电压通过信号采集调理电路，信号采集调理电路将采集到的模拟量信号和工作状态反馈至所述微控制器。所述微控制器将开关量信号发送给配电模块的功率开关，所述配电模块的功率开关将采样调理后的电流和电压信号发送给微控制器。所述微控制器还通过CAN通信模块与上位机进行通信。所述供电模块与所述配电模块将处理后的电压输出，供下级用电设备使用。
本发明通过CAN总线实现了远程控制和实时监测，能够为供配电系统的工作状态监测和故障诊断提供丰富的数据，有利于故障的快速定位，提升了供配电的信息化、数字化和智能化程度，适应未来型号在信息化方面的发展，也符合分布式网络电源的供配电发展趋势。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的配电模块原理图；
图3为本发明的供电模块原理图；
图4为本发明的电压信号采集调理电路；
图5为本发明的电流信号采集调理电路。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明进行详细描述：
本实施例一种智能供配电装置，包括主控制模块1、供电模块2、配电模块3。
供电模块2和配电模块3分别与主控制模块相连。
主控制模块1包括微控制器、信号采集调理电路、I/O输入输出电路、铁电存储器；
配电模块3包括功率开关、电源模块、光电耦合器、缓冲器、运算放大器；
供电模块2包括功率开关、光电耦合器、缓冲器、运算放大器、分流器、DC/DC模块。
智能供配电装置还包括CAN通讯模块，CAN通讯模块集成在微控制器中，用于主控制模块与上位机相互通信。
供电模块和配电模块分别设置有两个功率开关，互为备份；
微控制器用于接收电源母线的信号并发出开关量控制信号、接收状态量反馈以及通过CAN通讯模块与上位机进行相互通信；
信号采集调理电路用于采集信号并进行处理，将处理后的信号输入微控制器；
I/O输入输出电路用于输出微控制器的控制器信号；
DC/DC模块用于对电源母线的电压进行调理，以输出符合下级用电设备用电需要的电压值。
供电模块2中，功率开关和手动备保开关分别连接在电源母线上；
功率开关依次连接光电耦合器、缓冲器、运算放大器和分流器；
分流器的输出端连接所述DC/DC模块；
DC/DC模块分别连接信号采集调理电路和下级用电设备；
DC/DC模块还与微控制器的相应管脚相连。
配电模块3中，功率开关、手动备保开关、电源模块分别连接在电源母线上；
功率开关与电源母线之间还连接有光电耦合器；
功率开关的输出端依次连接缓冲器、运算放大器，运算放大器的输出端连接信号采集调理电路。
本实施例中，功率开关采用英飞凌BTS555型号，光电耦合器采用HMHA2801A型号，电源模块采用迪赛SF24D12-10W型号，缓冲器采用TI的CD74HC4051M型号，分流器采用BWSR3-10mΩ型号。
如图2所示，配电模块采用两块相互并联的功率开关BTS555，两块功率开关BTS555的第一管脚、第五管脚相连，并为输出端；其第三管脚相连并连接电源母线。两块功率开关BTS555的第二管脚分别连接两个光电耦合器的第四管脚。两个光电耦合器的第一管脚分别通过电阻连接至IO输入端。
如图3所示，供电模块采用两块相互并联的DC/DC模块PAF500F24-28，两块DC/DC模块的第一管脚、第四管脚、第五管脚、第十一管脚、第十四管脚相互并联。DC/DC模块PAF500F24-28的第一管脚接输入端，第二管脚接地，其第一管脚与第三管脚通过电阻相连，第二管脚与第四管脚相连，第一管脚与第二管脚之间连接多个电容，用于稳压滤波，DC/DC模块PAF500F24-28的第十二管脚与第十三管脚之间采用滑动变阻器和普通电阻相连，其第五、六、七管脚相连，其第八、九、十、十一管脚相连。DC/DC模块PAF500F24-28的第五管脚和第十一管脚之间并联有多个电容，用于稳压滤波，第十一管脚接地。
DC/DC模块PAF500F24-28的15、16管脚输出的电流和电压信号输入微控制器。
工作过程：所述供电模块与配电模块的功率开关连接直流母线。所述微控制器将开关量信号发送给所述供电模块的功率开关，所述功率开关接通并传送直流母线电压给DC/DC模块输入，DC/DC模块提供较高的稳定电压。所述DC/DC模块的输出电流和电压通过信号采集调理电路，信号采集调理电路将采集到的模拟量信号和工作状态反馈至所述微控制器。所述微控制器将开关量信号发送给配电模块的功率开关，该开关量信号经由信号采集调理电路采样调理后，输入微控制器。所述微控制器还通过CAN通信模块与上位机进行通信。所述供电模块与所述配电模块将处理后的电压输出，供下级用电设备使用。
本实施方式中智能供配电装置有四路直流输出，每路输出均可为负载提供控制用电和功率用电，其中控制用电的输出是直接取自直流母线的输出(未稳压)，功率用电的输出是直流母线的输入经隔离稳压后的输出，其稳态输出电压从24V到32V可调。
本实施例的智能供配电装置具备输出电压/电流、DC/DC模块工作状态等参数采集和实时监测功能。输出电压通过精密电阻分压采集、输出电流通过mΩ级精密电阻采集，采集到的电压/电流首先经过由运算放大器等组成的信号处理电路处理成接近5V的电压信号，再经过由多路电子开关和模拟隔离放大器等组成的电路进行循环选通和隔离后送到单片机XC164的模/数转换接口进行模/数转换；并根据采样信息进行故障诊断，在上位机要求上传信息或发生故障时可以将当前采集到的信息或故障状态发送给上位机。
信号采集调理电路包括电压信号采集调理电路和电流信号采集调理电路。
如图4所示，电压信号采集调理电路中，包括运算放大器AD8605ARTZ；DC/DC模块输出电压从DCOUT；分压后的电压信号DC0输出后再输入微控制器。
如图5所示为电流信号采集调理电路，包括多路复用器CD74HC4051，隔离运算放大器ISO124U，A21-A24管脚为待调理的电流信号输入端口。调理后的电流信号再输入微控制器。
本实施例的智能供配电装置设计了手动备保功能。在正常工作状态下，上位机通过CAN总线采用指令对智能供配电装置进行程序控制；但当单元程序控制部分出现故障时，可以手动接通断路器，确保单元能够正常为下级用电负载供、配电。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种智能供配电装置，包括主控制模块(1)、供电模块(2)、配电模块(3)，其特征在于，
所述供电模块(2)和配电模块(3)分别与所述主控制模块(1)相连；
所述主控制模块(1)包括微控制器、信号采集调理电路、I/O输入输出电路、铁电存储器；
所述配电模块(3)包括功率开关、电源模块、光电耦合器、缓冲器、运算放大器；
所述供电模块(2)包括功率开关、光电耦合器、缓冲器、运算放大器、分流器、DC/DC模块；
所述智能供配电装置还包括CAN通讯模块，用于主控制模块(1)与上位机相互通信；
所述供电模块(2)和配电模块(3)分别设置有两个功率开关，互为备份；
所述微控制器用于接收电源母线的信号并发出开关量控制信号、接收状态量反馈以及通过CAN通讯模块与上位机进行相互通信；
所述信号采集调理电路用于采集信号并进行处理，将处理后的信号输入微控制器；
所述I/O输入输出电路用于输出微控制器的控制器信号；
所述DC/DC模块用于对电源母线的电压进行调理，以输出符合下级用电设备用电需要的电压值；
所述铁电存储器用于存储所述微控制器的控制量以及输入输出参数；
所述供电模块(2)中，所述功率开关和手动备保开关分别连接在电源母线上；
所述功率开关依次连接光电耦合器、缓冲器、运算放大器和分流器；
所述分流器的输出端连接所述DC/DC模块；
所述DC/DC模块分别连接信号采集调理电路和下级用电设备；
所述DC/DC模块还与微控制器的相应管脚相连；
所述CAN通讯模块集成在所述微控制器中。
2.根据权利要求1所述的智能供配电装置，其特征在于，
所述配电模块(3)中，所述功率开关、所述手动备保开关、所述电源模块分别连接在电源母线上；
所述功率开关与电源母线之间还连接有光电耦合器；
所述功率开关的输出端依次连接缓冲器、运算放大器，所述运算放大器的输出端连接所述信号采集调理电路。
3.根据权利要求2所述的智能供配电装置，其特征在于，
所述功率开关采用英飞凌BTS555型号，所述光电耦合器采用HMHA2801A型号，所述电源模块采用迪赛SF24D12-10W型号，所述缓冲器采用TI公司的CD74HC4051M型号，所述分流器采用BWSR3-10mΩ型号。
4.根据权利要求3所述的智能供配电装置，其特征在于，
所述信号采集调理电路包括电压信号采集调理电路和电流信号采集调理电路；
所述电压信号采集调理电路包括运算放大器，采用型号为AD8605ARTZ；
所述电流信号采集调理电路包括多路复用器CD74HC4051和隔离运算放大器ISO124U。
5.根据权利要求4所述的智能供配电装置，其特征在于，
所述供电模块(2)采用两块相互并联的DC/DC模块PAF500F24-28，两块DC/DC模块的第一管脚、第四管脚、第五管脚、第十一管脚、第十四管脚相互并联；
所述DC/DC模块PAF500F24-28的第一管脚接输入端，第二管脚接地，其第一管脚与第三管脚通过电阻相连，第二管脚与第四管脚相连，第一管脚与第二管脚之间连接多个电容，用于稳压滤波，所述DC/DC模块PAF500F24-28的第十二管脚与第十三管脚之间采用可调电阻和普通电阻相连，其第五、六、七管脚相连，其第八、九、十、十一管脚相连；
所述DC/DC模块PAF500F24-28的第五管脚和第十一管脚之间并联有多个电容，用于稳压滤波，第十一管脚接地；
所述配电模块(3)采用两块相互并联的功率开关BTS555，所述两块功率开关BTS555的第一管脚、第五管脚相连，并为输出端；其第三管脚相连并连接电源母线；
所述两块功率开关BTS555的第二管脚分别连接两个光电耦合器的第四管脚；
所述两个光电耦合器的第一管脚分别通过电阻连接至IO输入端。
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Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN104518569B (zh) * | 2014-12-22 | 2017-03-08 | 北京航天测控技术有限公司 | 一种自动测试系统供配电装置 |
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| CN111030116B (zh) * | 2019-12-03 | 2021-08-27 | 北京特种机械研究所 | 一种设备运输车智能化供配电系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1592031A (zh) * | 2003-09-05 | 2005-03-09 | 飞瑞股份有限公司 | 不间断电源模块并联系统及其旁路切换方法 |
| EP2001104A2 (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-10 | Honeywell International Inc. | Network-based aircraft secondary electric power distribution system |
| CN101567583A (zh) * | 2009-06-03 | 2009-10-28 | 江苏科技大学 | 一种船舶供电控制装置及控制方法 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1592031A (zh) * | 2003-09-05 | 2005-03-09 | 飞瑞股份有限公司 | 不间断电源模块并联系统及其旁路切换方法 |
| EP2001104A2 (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-10 | Honeywell International Inc. | Network-based aircraft secondary electric power distribution system |
| CN101567583A (zh) * | 2009-06-03 | 2009-10-28 | 江苏科技大学 | 一种船舶供电控制装置及控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
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| 基于PLC的船用三位置双电源自动转换开关装置;李玉生等;《低压电器》;20131231(第24期);第20-23页 * |
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