CN104393643A - 一种弹载遥测系统电源管理器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹载遥测系统电源管理器，包括DC/DC电源变换功能单元、大容量储能功能单元、短路保护功能单元、防尖峰电压功能单元及滤波功能单元；DC/DC电源变换功能单元采用输入电压宽覆盖范围集成电源模块；将大容量储能电容两端并联设置在DC/DC电源模块的输入端和输出端；短路保护功能电源采用在电源输入前段安装保险丝及保护二极管；防尖峰电压功能单元采用一电阻、一稳压二极管和一电容组成的RDC尖峰电压吸收电路；滤波功能单元采用电容加电感器组成的滤波电路。弹载遥测系统取消遥测电池供电，使得弹载电源在各种故障状态下，电源管理器照常提供一定时间的正常电源给遥测系统供电，极大地降低了产品的维护成本，测试成本及空间成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种弹上设备的供电技术，适用于弹载遥测系统的供电电源处理，具体的说是涉及一种用于弹载遥测系统的电源管理器。
背景技术
弹载遥测系统是作为第三方对导弹其他系统的各种参数进行采集记录，起到协助产品性能分析和系统故障诊断的作用，因此要对供电电源做特别考虑，其要求为，当导弹其他系统电源故障时遥测能记录到该故障点。实际为，导弹供电电源故障时，遥测电源正常。而以往技术为：考虑到如果遥测系统直接用弹载电源直接供电，会存在弹载电源故障而导致遥测系统无法正常工作的隐患，故设计中以往技术一般采用独立的遥测电池专为产品上遥测系统供电。
现阶段遥测电池应用于我国绝大多数机载发射型号遥测产品。现阶段或未来更长时间遥测电池一般都是采用锂离子电池组，锂离子蓄电池需经常充电维护。且在使用中，输出电压低于额定电压就需进行充电。相应的需配置一套电池组专用充放电设备，定期对遥测电池进行充电、维护。同时，在产品使用中还需配套遥测电池开关及供电电缆一套，增加了设备成本、维护成本及人工成本。
因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
针对上述问题，基于遥测系统单独供电使用维护成本及设计成本考虑，取消遥测电池，从使用弹载电源直接对遥测系统进行供电方面考虑，并对弹上电源进行优化处理，本发明提供一种弹载遥测系统电源管理器，使弹载遥测系统能在弹上电源故障时仍能进行一定时间的数据采集，使得遥测系统照常发挥作用。
为解决本发明的技术问题，本发明采用的技术方案是：
导弹内各用电设备一般要符合以下供电特性：
1）稳态工作特性
标称电压28V，电压范围18V～36V。
2）瞬态电压特性
过压50V/12.5ms正常工作、50V/50ms不损坏设备；18V/15ms正常工作，断电7s后20V上电设备不损坏。
3）瞬断特性
按GJB1188A-1999要求瞬断200μs不中断工作。
4）应急供电特性
应急工作供电电压为18V～29V，设备正常工作。
5）转换工作特性
正常电压至0V/50ms转换后，设备正常工作。
6）尖峰电压特性
按GJB151A-1997中CS106空军飞机要求，200V/0.15μs，用电设备在该尖峰电压下应正常工作，同时工作时不能产生超出该要求的尖峰电压。
目前现有遥测系统理论上满足上述电源品质要求，稳态工作特性、瞬态电压特性、瞬断特性、应急供电特性、转换工作特性及尖峰电压特性。
但该特性的满足也适用于其他弹上电子设备，因此无法满足在用弹上供电的情况下，遥测系统能正常的采集弹上电源故障点状态。
产品上遥测系统是用来采集回收产品上的各种参数，记录故障点用，产品故障点在这里分为两种，一种为系统内部故障，第二种为弹上供电电源故障，如果只是系统内部故障，采用产品上电源直接供电遥测系统可正常记录故障点。如果是第二种故障，产品上电源故障，既然是故障就是超出供电要求范围，导致产品子系统用电设备部分故障或完全故障。
综上所述，通过一种弹载遥测系统电源管理器在弹上电源超出供电要求范围时继续能工作一段时间，为实现该功能，该电源管理器包括DC/DC电源变换功能单元、大容量储能功能单元、短路保护功能单元、防尖峰电压功能单元及滤波功能单元。
所述DC/DC电源变换功能单元采用输入电压宽覆盖范围集成电源模块；
所述大容量储能功能单元采用大容量储能电容，大容量储能电容两端并联设置在DC/DC电源模块的输入端和输出端；
所述短路保护功能电源采用在电源输入前段安装保险丝及保护二极管；
所述防尖峰电压功能单元采用一个电阻、一个稳压二极管和一个电容组成的RDC尖峰电压吸收电路；
所述滤波功能单元采用电容加电感器组成的滤波电路。
进一步的，所述RDC尖峰电压吸收电路中，电阻与稳压二极管并联后与电容连接。
进一步的，所述滤波功能单元包括共模电感及在一次电源地及二次电源地间加入两电容器。
DC/DC电源变换功能单元采用输入电压宽覆盖范围电源模块，使得满足导弹电源超出电源特性范围、及过压、欠压情况下、遥测系统照常工作；所述大容量储能功能单元采用大容量储能电容，使得满足导弹供电电源短路或短路情况下、遥测系统通过电容放电，继续供电一段时间，使得记录故障点；所述短路保护功能电源采用在电源输入前段安装保险丝及保护二极管，使得在弹载系统短路或遥测系统短路时，不会互相影响，并前提供供电电源反接保护；防尖峰电压功能单元采用RDC尖峰电压吸收电路，使得瞬态高电压脉冲得到吸收。通过本发明的各功能单元的组合利用，可达到外部电源品质超出导弹用电设备供电特性时，达到在供电各种故障情况下，弹载遥测系统依然能多工作一段时间，以很好的记录该故障点情况。
本发明的有益效果：弹载遥测系统取消利用遥测电池供电方式，通过遥测系统电源管理器对弹载电源进行优化处理设计，使得弹载电源在各种故障状态下，电源管理器照常提供一定时间的正常电源给遥测系统供电，该电源管理器的使用极大地降低了产品的维护成本，测试成本及空间成本。
附图说明
图1为本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。以下实施例仅用于说明本发明，不用来限制本发明的保护范围。
参考图1，本发明的一种弹载遥测系统电源管理器，它包括DC/DC电源变换功能单元、大容量储能功能单元、短路保护功能单元、防尖峰电压功能单元及滤波功能单元。
具体参考图1电路图，DC/DC电源变换功能单元采用输入电压宽覆盖范围集成电源模块—DC/DC电源模块；大容量储能功能单元采用大容量储能电容，DC/DC电源模块的+Vin 端、-Vin端连接电容C2和 C3的并联电路，DC/DC电源模块的+Vo 端、-Vo端先与电感T2连接，电感T2再与电容C4和 C5的并联电路连接；短路保护功能电源采用在电源输入前段安装保险丝及保护二极管；防尖峰电压功能单元采用一个电阻R1、一个稳压二极管D1和一个电容C10组成的RDC尖峰电压吸收电路，电阻R1与稳压二极管D1并联后与电容C10连接；滤波功能单元采用电容加电感器组成的滤波电路，包括共模电感T1\T2及在一次电源地及二次电源地间加入CY1\CY2两电容器。
遥测系统供电电源参照飞机内各分系统供电特性可得，弹载遥测系统需满足以下参数：
a) 稳态特性超出18~36V；
b) 耐过压能力超出50V；
c) 耐瞬断超过200μs；
d) 耐尖峰200V/0.15μs；
e) 耐电源基本滤波能力。
本发明的电源管理器采用电源输入范围为9~72V的DC/DC电源模块，使得满足导弹电源超出电源特性范围、及过压50V、欠压情况下、遥测系统照常工作；
本发明的电源管理器采用33000μF大容量储能电容，以取消遥测电池的遥测设备方案为例：正常供电+28V，最低输入电压为9V，设备功率为50W。储能电容为33000μF，当设备突然断电，能维持正常工作的时间T为：0.23s，远远超出耐瞬断200μs要求，使得满足导弹供电电源短路或断路情况下，遥测系统通过电容放电，继续供电一段时间，使得记录故障点，在使用时串联一个保护电阻，保护电阻同时与一个快速开关二极管并联，在充电时，二极管不导通，充电电流通过保护电阻向电容器充电，避免了大电流或浪涌电压对电容器造成损伤。在放电时，二极管导通，放电电流通过二极管迅速放电，可保证电容器大电流放电；
本发明的电源管理器采用在电源输入前段安装保险丝及保护二极管，使得在弹载系统短路或遥测系统超出额定电流3倍或短路时，不会互相影响，并前提供供电电源反接保护，并通过储能电容放电记录该故障点；
本发明的电源管理器采用并在28V输入电源端加入一个RDC尖峰电压吸收电路，再加一个齐纳二极管。通过该方式可增加电源品质范围。使得其他电子设备因电源故障的情况下，遥测系统依然能够记录下故障点。
本发明的电源管理器采用在电源输入及输出端加上如附图1中T1\T2所示共模电感及在一次电源地及二次电源地间加入CY1\CY2电容器，该方式可较好的滤除电源输入端的共模及地噪声干扰，并在电源输入及输出端并联低ESR电容器，可很好的滤除电源纹波噪声。
Claims (3)
1. 一种弹载遥测系统电源管理器，其特征在于：它包括DC/DC电源变换功能单元、大容量储能功能单元、短路保护功能单元、防尖峰电压功能单元及滤波功能单元；
所述DC/DC电源变换功能单元采用输入电压宽覆盖范围集成电源模块；
所述大容量储能功能单元采用大容量储能电容，大容量储能电容两端并联设置在DC/DC电源模块的输入端和输出端；
所述短路保护功能电源采用在电源输入前段安装保险丝及保护二极管；
所述防尖峰电压功能单元采用一个电阻、一个稳压二极管和一个电容组成的RDC尖峰电压吸收电路；
所述滤波功能单元采用电容加电感器组成的滤波电路。
2.根据权利要求1所述的一种弹载遥测系统电源管理器，其特征在于：所述RDC尖峰电压吸收电路中，电阻与稳压二极管并联后与电容连接。
3.根据权利要求1所述的一种弹载遥测系统电源管理器，其特征在于：所述滤波功能单元包括共模电感及在一次电源地及二次电源地间加入两电容器。
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