CN104505929A - 一种飞行器多母线可靠转电断电电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞行器多母线可靠转电断电电路，包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器和第六继电器。本发明采用继电器逻辑联锁控制设计原理，通过外部指令驱动，多组继电器联合动作实现转电断电的级联和顺序执行，解决了地面过多参与转电断电控制带来的线路间竞争问题、资源占用过多问题和测试过程复杂问题。应用本发明的飞行器多母线转电断电电路，不但提高了系统供电可靠性，还优化了地面测试设计，简化了测发控流程，有效避免了误操作带来的风险。

Description

一种飞行器多母线可靠转电断电电路

技术领域

本发明涉及一种飞行器多母线可靠转电断电电路，属于电气设计领域。

背景技术

飞行器上有多条供电母线，一般包括仪器电母线(以下简称B母线)、火工品电母线(以下简称H母线)、舵机电母线(以下简称D母线)等。为实现测试过程中多条供电母线转电断电动作的可靠执行，需设计合理的转电断电控制电路，保证各母线由地面到飞行器上电池的不间断供电切换以及多母线之间转电和断电的有序执行，从而确保飞行器上用电设备稳定正常工作。

以往飞行器各母线转电由地面设备控制执行，转电状态由地面设备判断正常后切断地面供电，且多母线转电断电控制电路之间没有任何控制信息交互，转电和断电动作的可靠性由地面设备控制。转电和断电执行动作的过程操作复杂，容易出现误操作和时序错误导致飞行器状态异常和故障。

具体来说，由地面设备控制执行的飞行器各母线转电模式主要存在以下问题：

(1)各母线转电由地面参与判断，易出现条件触发设置不当导致的线路间竞争问题，导致母线无间断转电失败，影响飞行器上设备供电稳定性；

(2)由地面设备控制的各母线分别转电断电，需要地面较多参与状态判断和执行发送，资源占用较多；

(3)多母线转电断电顺序需严格保证，对地面设备流程和时序的可靠控制要求较高，测试过程复杂，容易出现误操作和时序错误导致飞行器状态异常和故障。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术不足，提供一种飞行器多母线可靠转电断电电路，提高了系统供电可靠性，优化了地面测试设计，避免了地面误操作带来的风险。

本发明的技术解决方案是：一种飞行器多母线可靠转电断电电路，包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器和第六继电器；

所述第一继电器包括第一继电器线包J1a和第一继电器常开触点J1a.1，第二继电器包括第二继电器线包J2a和第二继电器常开触点J2a.1，第三继电器包括第三继电器线包J3a和第三继电器常开触点J3a.1，第四继电器包括第四继电器线包JZD2a、第四继电器常开触点JZD2a.1和第四继电器常闭触点JZD2a.2，第五继电器包括第五继电器线包JZD1a、第五继电器第一常开触点JZD1a.1、第五继电器第二常开触点JZD1a.2和第五继电器第三常开触点JZD1a.3，第六继电器包括第六继电器线包JDDa、第六继电器第一常闭触点JDDa.1、第六继电器第二常闭触点JDDa.2、第六继电器第三常闭触点JDDa.3；

第一继电器线包J1a的负端通过第四继电器常闭触点JZD2a.2与B母线电池负端连接，第一继电器线包J1a的正端一方面与第一继电器常开触点J1a.1的一端连接，另一方面与地面电源的正端连接，第一继电器常开触点J1a.1的另一端与+B母线连接，同时通过第四继电器常开触点JZD2a.1与电池正端连接；第四继电器线包JZD2a的正端连接在+B母线上，负端通过第五继电器第一常开触点JZD1a.1与第六继电器第一常闭触点JDDa.1的一端连接，第六继电器第一常闭触点JDDa.1的另一端与-B母线连接，-B母线与地面电源的负端连接；第五继电器线包JZD1a的正端连接在+B母线上，负端用于接收地面发送的转电指令；第六继电器线包JDDa的正端连接在+B母线上，负端用于接收地面发送的断电指令；

第二继电器线包J2a的正端连接在+B母线上，负端依次通过第六继电器第二常闭触点JDDa.2和第五继电器第二常开触点JZD1a.2与-B母线连接；第三继电器线包J3a的正端连接在+B母线上，负端依次通过第六继电器第三常闭触点JDDa.3和第五继电器第三常开触点JZD1a.3与-B母线连接；第二继电器常开触点J2a.1安装在+D母线上，第三继电器常开触点J3a.1安装在+H母线上；

所述B母线为仪器电母线，D母线为舵机电母线，H母线为火工品电母线。

所述第一继电器线包J1a、第二继电器线包J2a、第三继电器线包J3a、第四继电器线包JZD2a、第五继电器线包JZD1a和第六继电器线包JDDa上均并联有两个串联连接的二极管，所述串联连接的二极管的正极与对应继电器线包的负端连接，串联连接的二极管的负极与对应继电器线包的正端连接。

还包括第七继电器、第八继电器、第九继电器、第十继电器、第十一继电器和第十二继电器，分别为第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器和第六继电器的备份；

所述第七继电器包括第七继电器线包J1b和第七继电器常开触点J1b.1，第八继电器包括第八继电器线包J2b和第八继电器常开触点J2b.1，第九继电器包括第九继电器线包J3b和第九继电器常开触点J3b.1，第十继电器包括第十继电器线包JZD2b、第十继电器常开触点JZD2b.1和第十继电器常闭触点JZD2b.2，第十一继电器包括第十一继电器线包JZD1b、第十一继电器第一常开触点JZD1b.1、第十一继电器第二常开触点JZD1b.2和第十一继电器第三常开触点JZD1b.3，第十二继电器包括第十二继电器线包JDDb、第十二继电器第一常闭触点JDDb.1、第十二继电器第二常闭触点JDDb.2、第十二继电器第三常闭触点JDDb.3。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)应用本发明的飞行器多母线转电断电电路，不但能够提高系统供电可靠性，还能够优化地面测试设计，简化测发控流程，有效避免误操作带来的风险。

(2)本发明电路还可以应用其他飞行器项目中，例如可将此方法推广到其他火箭、导弹、卫星、无人机等项目中，能够显著提高飞行器电气系统可靠性安全性设计水平。

附图说明

图1为本发明电路的连接示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种飞行器多母线可靠转电断电电路，采用继电器逻辑联锁控制设计原理，通过外部指令驱动，多组继电器联合动作实现转电断电的级联和顺序执行，解决了地面过多参与转电断电控制带来的线路间竞争问题、资源占用过多问题和测试过程复杂问题。电路连接示意图如图1所示，包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器和第六继电器。

第一继电器包括第一继电器线包J1a和第一继电器常开触点J1a.1，第二继电器包括第二继电器线包J2a和第二继电器常开触点J2a.1，第三继电器包括第三继电器线包J3a和第三继电器常开触点J3a.1，第四继电器包括第四继电器线包JZD2a、第四继电器常开触点JZD2a.1和第四继电器常闭触点JZD2a.2，第五继电器包括第五继电器线包JZD1a、第五继电器第一常开触点JZD1a.1、第五继电器第二常开触点JZD1a.2和第五继电器第三常开触点JZD1a.3，第六继电器包括第六继电器线包JDDa、第六继电器第一常闭触点JDDa.1、第六继电器第二常闭触点JDDa.2、第六继电器第三常闭触点JDDa.3。

第一继电器线包J1a的负端通过第四继电器常闭触点JZD2a.2与B母线电池负端连接，第一继电器线包J1a的正端一方面与第一继电器常开触点J1a.1的一端连接，另一方面与地面电源的正端连接，第一继电器常开触点J1a.1的另一端与+B母线连接，同时通过第四继电器常开触点JZD2a.1与电池正端连接；第四继电器线包JZD2a的正端连接在+B母线上，负端通过第五继电器第一常开触点JZD1a.1与第六继电器第一常闭触点JDDa.1的一端连接，第六继电器第一常闭触点JDDa.1的另一端与-B母线连接，-B母线与地面电源的负端连接；第五继电器线包JZD1a的正端连接在+B母线上，负端用于接收地面发送的转电指令；第六继电器线包JDDa的正端连接在+B母线上，负端用于接收地面发送的断电指令。

第二继电器线包J2a的正端连接在+B母线上，负端依次通过第六继电器第二常闭触点JDDa.2和第五继电器第二常开触点JZD1a.2与-B母线连接；第三继电器线包J3a的正端连接在+B母线上，负端依次通过第六继电器第三常闭触点JDDa.3和第五继电器第三常开触点JZD1a.3与-B母线连接；第二继电器常开触点J2a.1安装在+D母线上，第三继电器常开触点J3a.1安装在+H母线上。

D母线由D母线电池供电，H母线由H母线电池供电；B母线为仪器电母线，D母线为舵机电母线，H母线为火工品电母线，B母线电池为仪器电母线电池，D母线电池为舵机电母线电池，H母线电池为火工品电池。

为了进一步提高本发明所设计电路的可靠性，本发明电路还包括第七继电器、第八继电器、第九继电器、第十继电器、第十一继电器和第十二继电器，分别为第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器和第六继电器的备份。

第七继电器包括第七继电器线包J1b和第七继电器常开触点J1b.1，第八继电器包括第八继电器线包J2b和第八继电器常开触点J2b.1，第九继电器包括第九继电器线包J3b和第九继电器常开触点J3b.1，第十继电器包括第十继电器线包JZD2b、第十继电器常开触点JZD2b.1和第十继电器常闭触点JZD2b.2，第十一继电器包括第十一继电器线包JZD1b、第十一继电器第一常开触点JZD1b.1、第十一继电器第二常开触点JZD1b.2和第十一继电器第三常开触点JZD1b.3，第十二继电器包括第十二继电器线包JDDb、第十二继电器第一常闭触点JDDb.1、第十二继电器第二常闭触点JDDb.2、第十二继电器第三常闭触点JDDb.3。

电路连接时，第七继电器线包J1b与第一继电器线包J1a并联连接(即连接在第一继电器线包J1a的两端)，第十继电器常闭触点JZD2b.2与第四继电器常闭触点JZD2a.2并联连接，第七继电器常开触点J1b.1与第一继电器常开触点J1a.1并联连接，第十继电器常开触点JZD2b.1与第四继电器常开触点JZD2a.1并联连接；第十继电器线包JZD2b与第四继电器线包JZD2a并联连接，第十一继电器第一常开触点JZD1b.1与第五继电器第一常开触点JZD1a.1并联连接后，和第十二继电器第一常闭触点JDDb.1与第六继电器第一常闭触点JDDa.1并联后的电路串联连接；第十一继电器线包JZD1b与第五继电器线包JZD1a并联连接，第十二继电器线包JDDb与第六继电器线包JDDa并联连接；第八继电器线包J2b与第二继电器线包J2a并联连接，第九继电器线包J3b与第三继电器线包J3a并联连接；第十二继电器第二常闭触点JDDb.2与第六继电器第二常闭触点JDDa.2并联连接，第十二继电器第三常闭触点JDDb.3与第六继电器第三常闭触点JDDa.3并联连接，第十一继电器第二常开触点JZD1b.2与第五继电器第二常开触点JZD1a.2并联连接，第十一继电器第三常开触点JZD1b.3与第五继电器第三常开触点JZD1a.3并联连接；第八继电器常开触点J2b.1与第二继电器常开触点J2a.1并联连接，第九继电器常开触点J3b.1与第三继电器常开触点J3a.1并联连接。

另外，为了进一步提高电路的可靠性，本发明为并联的两个继电器线包均并联了二极管电路，每一个二极管电路均由第一二极管和第二二极管组成，第一二极管的正极与对应继电器线包的负端连接，第一二极管的负极与第二二极管的正极连接，第二二极管的负极与对应继电器线包的正端连接。并联二极管电路的作用是消除线圈断电时产生的数百伏的反电势。

本发明所设计的电路中，第二继电器、第三继电器以及D母线和H母线构成副配电器，其余继电器和B母线构成主配电器。飞行器由主配电器和副配电器联合完成转电/断电功能，其中主配电器负责B母线的转电和断电，并向副配电器发送转电/断电控制指令，副配电器负责完成D和H母线的上电和断电功能。

本发明的工作过程如下(以不带备份继电器的电路为例)：

飞行器先由地面电源供电，第一继电器线包J1a通过第四继电器常闭触点JZD2a.2加电，第一继电器常开触点J1a.1闭合，地面电源为飞行器+B母线供电，第四继电器常开触点JZD2a.1处于断开状态，B母线电池为B母线供电线路断开；

a)转电时，地面发送转电指令ZDZL，控制第五继电器线包JZD1a加电，其触点动作如下：

1)第五继电器第一常开触点JZD1a.1闭合，并通过第六继电器第一常闭触点JDDa.1为第四继电器线包JZD2a加电；

2)第五继电器第二常开触点JZD1a.2闭合，并通过第六继电器第二常闭触点JDDa.2为第二继电器线包J2a加电；

3)第五继电器第三常开触点JZD1a.3闭合，并通过第六继电器第三常闭触点JDDa.3为第三继电器线包J3a加电。

b)第四继电器线包JZD2a加电后，其触点动作如下：

1)第四继电器常开触点JZD2a.1闭合，B母线电池与地面电源共同为飞行器B母线供电；

2)第四继电器常闭触点JZD2a.2断开，第一继电器线包J1a断电。

c)第二继电器线包J2a加电后，第二继电器常开触点J2a.1闭合，D母线上电；

d)第三继电器线包J3a加电后，第三继电器常开触点J3a.1闭合，H母线上电；

e)第一继电器线包J1a断电后，第一继电器常开触点J1a.1断开，地面电源为B母线供电线路断开，由B母线电池单独为飞行器B母线供电；

f)地面电源供电断开，飞行器可以起飞。

至此，B母线转电、D和H母线上电过程完成，B母线转电由于存在地面电源和B母线电池共同供电状态，确保B母线不间断切换供电。B母线转电过程中，使用了继电器多触点控制D和H母线上电继电器线包加电，通过联锁转电动作，简化地面一条指令可实现三条母线的转电动作。

a)断电时，地面发送断电指令DDZL，控制第六继电器线包JDDa加电，其触点动作如下：

1)第六继电器第一常闭触点JDDa.1断开，第四继电器线包JZD2a断电；

2)第六继电器第二常闭触点JDDa.2断开，第二继电器线包J2a断电；

3)第六继电器第三常闭触点JDDa.3断开，第三继电器线包J3a断电。

b)第四继电器线包JZD2a断电后，其触点动作如下：

1)第四继电器常开触点JZD2a.1断开，B母线电池为B母线供电线路断开；

2)第四继电器常闭触点JZD2a.2恢复为闭合状态。

至此，B、D和H母线断电过程完成，飞行器上设备恢复到初始状态。由于使用了继电器多触点控制D和H母线上电继电器线包断电，通过联锁转电动作，简化地面一条指令可实现三条母线的断电动作。

上面针对没有备份的电路阐述了该电路的工作过程，当加入备份的继电器时，其工作原理相同，备份继电器的加入进一步提高了电路的可靠性，当某些继电器发生故障时，电路仍然能够正常工作。

本发明的继电器为电磁式继电器，其中接收地面指令的继电器为磁保持继电器。

本发明在实现飞行器多母线转电断电的同时，还实现了时序的顺序执行，B母线为仪器设备供电，先于H母线火工品电和D母线舵机电为负载上电，三条母线转电或上电继电器受同一继电器多触点控制，且H母线和D母线上电继电器由B母线供电，保证断电过程中H母线和D母线先于B母线断电的时序。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (3)

1.一种飞行器多母线可靠转电断电电路，其特征在于：包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器和第六继电器；

所述第一继电器包括第一继电器线包J1a和第一继电器常开触点J1a.1，第二继电器包括第二继电器线包J2a和第二继电器常开触点J2a.1，第三继电器包括第三继电器线包J3a和第三继电器常开触点J3a.1，第四继电器包括第四继电器线包JZD2a、第四继电器常开触点JZD2a.1和第四继电器常闭触点JZD2a.2，第五继电器包括第五继电器线包JZD1a、第五继电器第一常开触点JZD1a.1、第五继电器第二常开触点JZD1a.2和第五继电器第三常开触点JZD1a.3，第六继电器包括第六继电器线包JDDa、第六继电器第一常闭触点JDDa.1、第六继电器第二常闭触点JDDa.2、第六继电器第三常闭触点JDDa.3；

第一继电器线包J1a的负端通过第四继电第一继电器常开触点器常闭触点JZD2a.2与B母线电池负端连接，第一继电器线包J1a的正端一方面与第一继电器常开触点J1a.1的一端连接，另一方面与地面电源的正端连接，第一继电器常开触点J1a.1的另一端与+B母线连接，同时通过第四继电器常开触点JZD2a.1与电池正端连接；第四继电器线包JZD2a的正端连接在+B母线上，负端通过第五继电器第一常开触点JZD1a.1与第六继电器第一常闭触点JDDa.1的一端连接，第六继电器第一常闭触点JDDa.1的另一端与-B母线连接，-B母线与地面电源的负端连接；第五继电器线包JZD1a的正端连接在+B母线上，负端用于接收地面发送的转电指令；第六继电器线包JDDa的正端连接在+B母线上，负端用于接收地面发送的断电指令；

第二继电器线包J2a的正端连接在+B母线上，负端依次通过第六继电器第二常闭触点JDDa.2和第五继电器第二常开触点JZD1a.2与-B母线连接；第三继电器线包J3a的正端连接在+B母线上，负端依次通过第六继电器第三常闭触点JDDa.3和第五继电器第三常开触点JZD1a.3与-B母线连接；第二继电器常开触点J2a.1安装在+D母线上，第三继电器常开触点J3a.1安装在+H母线上；

所述B母线为仪器电母线，D母线为舵机电母线，H母线为火工品电母线。

2.根据权利要求1所述的一种飞行器多母线可靠转电断电电路，其特征在于：所述第一继电器线包J1a、第二继电器线包J2a、第三继电器线包J3a、第四继电器线包JZD2a、第五继电器线包JZD1a和第六继电器线包JDDa上均并联有两个串联连接的二极管，所述串联连接的二极管的正极与对应继电器线包的负端连接，串联连接的二极管的负极与对应继电器线包的正端连接。

3.根据权利要求1所述的一种飞行器多母线可靠转电断电电路，其特征在于：还包括第七继电器、第八继电器、第九继电器、第十继电器、第十一继电器和第十二继电器，分别为第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器和第六继电器的备份；

所述第七继电器包括第七继电器线包J1b和第七继电器常开触点J1b.1，第八继电器包括第八继电器线包J2b和第八继电器常开触点J2b.1，第九继电器包括第九继电器线包J3b和第九继电器常开触点J3b.1，第十继电器包括第十继电器线包JZD2b、第十继电器常开触点JZD2b.1和第十继电器常闭触点JZD2b.2，第十一继电器包括第十一继电器线包JZD1b、第十一继电器第一常开触点JZD1b.1、第十一继电器第二常开触点JZD1b.2和第十一继电器第三常开触点JZD1b.3，第十二继电器包括第十二继电器线包JDDb、第十二继电器第一常闭触点JDDb.1、第十二继电器第二常闭触点JDDb.2、第十二继电器第三常闭触点JDDb.3。