一种应用于弹上设备的配电自保电路
技术领域
本发明属于发射控制技术领域,尤其涉及一种应用于弹上设备的配电自保电路。
背景技术
随着电子技术的迅速发展,模数电路的集成度日渐提高,弹载设备的技术强度和功能日益增加,复杂程度也越来越高,必须有充足的能源提供给弹上各设备,用以发挥各自的功能。一般在导弹发射前,由地面测试设备或者射前发控设备应用地面电源来为弹上设备提供工作用电;导弹发射后,由弹上主电源为弹上设备提供工作用电。主电源又称一次电源,它是导弹的初始电源,弹上各设备的协调工作直接由它提供电能,而各设备所需其他类型的电源皆由它变换后产生。目前弹上供电系统均采用直流供电体制,所有的主电源以化学电源为主,如热电池,其在射前流程中激活,通过地面测试设备或者射前发控设备的相关信号控制,实现为弹上设备提供工作激励。
宇航出版社公布的技术文献《飞航导弹电气系统设计》中,对主电源供电电路设计描述提及:主电源是全弹直流电源的供给者,不允许出现断电现象。一旦主电源或者供电电路发生故障,弹上各用电设备就不能正常工作。为此,电路应简单,且尽量减少串联环节,不设保护器件。典型的主电源供电电路是将直流电源的输出经接触器控制后,引向母线汇流条,接触器的控制信号由地面测试设备或者射前发控设备来控制。
以上设计方法虽然经过型号试验证明了一定的可行性,但存在以下问题:
应用该方法,在导弹发射前,需要由地面测试设备或者射前发控设备发出专门的控制信号,来控制弹上主电源与弹上母线汇流条的连接线路的通断;在导弹发射后,需要由弹上控制设备发出专门的控制信号,来控制弹上主电源与弹上母线汇流条的连接线路的通断。该通路控制信号必须一直有效,否则弹上供电电路一旦断开,母线上无电源输出,弹上各用电设备全部不能工作。如果在导弹发射后出现该种现象,将会导致严重的后果。为保证该信号持续有效,必须有一定的工作激励对该信号进行维持,这势必会造成一定程度的系统能量损耗,且如果接触器本身存在故障无法受控吸合时,同样会导致弹上供电电路无法正常为各设备提供工作用电。
因此,需深入研究适应未来配电控制技术发展的可靠、有效的弹上设备配电自保电路。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种应用于弹上设备的配电自保电路,能够在导弹射前流程中,通过地面测试设备或者射前发控设备发出瞬态的控制信号,以实现并保持弹上主电源与弹上母线汇流条的连接线路的接通;在遇到突发紧急情况,需要切断弹上供电电路时,通过地面测试设备或者射前发控设备发出瞬态的控制信号,即可实现弹上主电源与弹上母线汇流条的连接线路的断开。
为了达到上述目的,本发明的技术方案为:该配电自保电路所采用的地面供电信号为:地面供电正电压信号+B与地面供电负电压信号-B;该配电自保电路所采用的弹上供电信号为:主电源正电压信号+BD1,主电源负电压信号-BD1;该配电自保电路输出电压为:母线汇流条正电压信号MXSC+,母线汇流条负电压信号MXSC-;其中主电源负电压信号-BD1与地面供电负电压信号-B共地;该配电自保电路接收外部输入的控制指令:断网控制信号和并网控制信号,并依据控制指令实现对弹上设备的供电信号的自保或者切断;
该配电自保电路包括六个电磁继电器,分别为K1、K2、K3、K4、K5和K6,每个电磁继电器包括两组常开触点和两组常闭触点;
所述电磁继电器K1具有线包B1、常开触点K1-1及其对应公共端COM1-1、以及常开触点K1-2及其对应公共端COM1-2;所述电磁继电器K2具有线包B2、常开触点K2-1及其对应公共端COM2-1、以及常开触点K2-2及其对应公共端COM2-2;所述电磁继电器K3具有线包B3、常开触点K3-1及其对应公共端COM3-1、以及常开触点K3-2及其对应公共端COM3-2;所述电磁继电器K4具有线包B4、常开触点K4-1及其对应公共端COM4-1、以及常开触点K4-2及其对应公共端COM4-2;所述电磁继电器K5具有线包B5、常闭触点K5-1及其对应公共端COM5-1、以及常闭触点K5-2及其对应公共端COM5-2;所述电磁继电器K6具有线包B6、常闭触点K6-1及其对应公共端COM6-1、以及常闭触点K6-2及其对应公共端COM6-2。
则该配电自保电路的连接关系为:所述断网控制信号与线包B5和B6的正供电端口连接,线包B1、B2、B3、B4、B5和B6的负供电端口均连接至地面供电负电压信号-B;主电源负电压信号-BD1与地面供电负电压信号-B均连接至母线汇流条负电压信号MXSC-;公共端COM5-1、COM5-2、COM6-1以及COM6-2短接在一起后,与并网控制信号及线包B3、B4的正供电端口连接在一起;常闭触点K5-1、K5-2、K6-1、K6-2、以及常开触点K3-1、K3-2、K4-1、K4-2短接在一起后,与线包B1和B2的正供电端口连接在一起;公共端COM1-1、COM1-2、COM2-1和COM2-2短接在一起后,与地面供电正电压信号+B和母线汇流条正电压信号MXSC+连接在一起;常开触点K1-1、K1-2、K2-1、以及K2-2短接在一起后,与主电源正电压信号+BD1连接在一起;公共端COM3-1、COM3-2、COM4-1、以及COM4-2短接在一起后,与主电源正电压信号+BD1连接在一起。
进一步地,配电自保电路还包括六个续流二极管,分别为L1、L2、L3、L4、L5和L6。
续流二极管L1的阴极与线包B1的正供电端口连接,阳极与线包B1的负供电端口连接;续流二极管L2的阴极与线包B2的正供电端口连接,阳极与线包B2的负供电端口连接;续流二极管L3的阴极与线包B3的正供电端口连接,阳极与线包B3的负供电端口连接;续流二极管L4的阴极与线包B4的正供电端口连接,阳极与线包B4的负供电端口连接;续流二极管L5的阴极与线包B5的正供电端口连接,阳极与线包B5的负供电端口连接;续流二极管L6的阴极与线包B6的正供电端口连接,阳极与线包B6的负供电端口连接。
进一步地,断网控制信号和并网控制信号的信号形式均为瞬态控制信号。
进一步地,在工作时序中,当地面测试设备或射前发控设备实施并网控制、且撤除地面电源供电后,该配电自保电路通过MXSC+信号和MXSC-信号,依旧可以为导弹的弹上设备提供工作用电。
在导弹发射前,地面供电信号有效,则地面供电正电压信号+B与地面供电负电压信号-B分别连接母线汇流条正电压信号MXSC+和母线汇流条负电压信号MXSC-,从而为弹上设备提供工作用电。
当导弹的射前流程执行至弹上电池激活后,弹上电池正极作为主电源正电压信号+BD1,弹上电池负极作为主电源负电压信号-BD1,外部输入控制指令:并网控制信号,持续时间1s,则电磁继电器K1、K2、K3和K4的线包B1、B2、B3和B4的工作用电通路全部接通,电磁继电器K1的常开触点K1-1、K1-2闭合;电磁继电器K2的常开触点K2-1、K2-2闭合;电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2闭合;电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2闭合;弹上主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1通过已闭合的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2为电磁继电器K1和K2的线包B1和B2形成工作用电通路;主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1通过已闭合的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和已闭合的电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2,以及电磁继电器K5的常闭触点K5-1、K5-2和电磁继电器K6常闭触点K6-1、K6-2为电磁继电器K3和K4的线包B3和B4提供工作用电通路;通过已闭合的电磁继电器K1的常开触点K1-1、K1-2和已闭合的电磁继电器K2的常开触点K2-1、K2-2,将主电源正电压信号+BD1连接至母线汇流条正电压信号MXSC+,同时,主电源负电压信号-BD1已连接至母线汇流条负电压信号MXSC-,则通过MXSC+信号和MXSC-信号进行电压输出,为弹上设备提供工作激励。
当并网控制信号到达持续时间后,该信号撤除,且断开地面电源供电,主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1通过已闭合的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和已闭合的电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2,以及电磁继电器K5的常闭触点K5-1、K5-2和电磁继电器K6的常闭触点K6-1、K6-2持续为电磁继电器K3和K4的线包B3和B4提供工作用电通路;且通过已闭合的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和已闭合的电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2,继续为电磁继电器K1和K2的线包B1和B2提供工作用电通路;主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1依旧分别连接至母线汇流条正电压信号MXSC+和母线汇流条负电压信号MXSC-,并通过MXSC+信号和MXSC-信号进行电压输出,为弹上设备提供工作激励。
当需要切断弹上设备用电通路时,由外部输入断网控制信号,持续时间为1s,则电磁继电器K5和K6的线包B5和B6的工作用电通路接通,电磁继电器K5的常闭触点K5-1和K5-2断开,电磁继电器K6的常闭触点K6-1和K6-2断开,弹上主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1无法通过已闭合的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和已闭合的电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2,以及已断开的电磁继电器K5的常闭触点K5-1、K5-2和已断开的电磁继电器K6的常闭触点K6-1、K6-2,继续为电磁继电器K3和K4的线包B3和B4提供工作用电通路,即电磁继电器K3和K4的线包B3和B4的工作用电通路断开,电磁继电器K3的常开触点K3-1和K3-2恢复为断开状态,电磁继电器K4的常开触点K4-1和K4-2恢复为断开状态,则主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1无法通过已恢复为断开状态的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2,继续为电磁继电器K1和K2的线包B1和B2提供工作用电通路,即电磁继电器K1和K2的线包B1和B2的工作用电通路断开,电磁继电器K1的常开触点K1-1和K1-2恢复为断开状态,电磁继电器K2的常开触点K2-1和K2-2恢复为断开状态,则主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1无法分别连接至母线汇流条正电压信号MXSC+和母线汇流条负电压信号MXSC-,无法通过MXSC+信号和MXSC-信号进行电压输出,不再为弹上设备提供工作激励。
有益效果:
(1)本发明既能够准确、可靠的执行控制指令,完成对弹上设备配电电路的供电状态自保,又能够在紧急情况时,按照外加控制指令,切断弹上主电源与母线汇流条的连接,使弹上各设备失去工作用电。
(2)本发明在电路设计上,采用整体规划、分时应用的设计思想,应用电磁继电器的常开、常闭触点分别对弹上配电电路实施供电自保状态控制和断电状态控制,确保在任意时刻,电路有且仅有一种状态有效(或有效实施对弹上设备的供电自保,或对弹上设备的供电通路实施断开控制)。
(3)对配电电路采用冗余控制的设计方法。将两个电磁继电器的两组常开触点并、串联在一起,实施供电电路的自保状态控制。这样,可以有效避免应用单个电磁继电器的两组常开触点并联后,或两个电磁继电器的一组常开触点串联后,实施通路控制时,由于电磁继电器失效等原因造成常开触点延时闭合或不闭合,进而产生影响配电电路实施能源供给的问题,提高了供电电路的可靠性。
(4)应用包含多组触点的电磁继电器作为配电电路供电自保和断电两种状态转换的通路控制器件,仅进行一级控制就可完成供电信号的输出保持或断开,大大节省了研制资源。
附图说明
图1是本发明“一种应用于弹上设备的配电自保电路”的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。
下面给出本发明“一种应用于弹上设备的配电自保电路”的具体实施方法。
如图1所示,本实施例中的配电自保电路,包括六个电磁继电器K1、K2、K3、K4、K5和K6,六个续流二极管L1、L2、L3、L4、L5和L6。
对于电磁继电器来说,其包括多组常开触点和常闭触点,每一个公共端对应一组常开触点和一组常闭触点,此处只需按需求在常规电磁继电器的触点及其公共端上选取即可。
电磁继电器K1具有线包B1、常开触点K1-1及其对应公共端COM1-1、以及常开触点K1-2及其对应公共端COM1-2;电磁继电器K2具有线包B2、常开触点K2-1及其对应公共端COM2-1、以及常开触点K2-2及其对应公共端COM2-2;电磁继电器K3具有线包B3、常开触点K3-1及其对应公共端COM3-1、以及常开触点K3-2及其对应公共端COM3-2;电磁继电器K4具有线包B4、常开触点K4-1及其对应公共端COM4-1、以及常开触点K4-2及其对应公共端COM4-2;电磁继电器K5具有线包B5、常闭触点K5-1及其对应公共端COM5-1、以及常闭触点K5-2及其对应公共端COM5-2;电磁继电器K6具有线包B6、常闭触点K6-1及其对应公共端COM6-1、以及常闭触点K6-2及其对应公共端COM6-2。
本实施例中电磁继电器选择贵州航天电器股份有限公司的JZC-078M,续流二极管选择IN4007。
断网控制信号与线包B5和B6的正供电端口连接,线包B1、B2、B3、B4、B5和B6的负供电端口与弹上主电源负电压信号-BD1连接;主电源负电压信号-BD1与母线汇流条负电压信号MXSC-连接,母线汇流条负电压信号MXSC-与地面供电负电压信号-B连接;常闭触点K5-1的公共端COM5-1、常闭触点K5-2的公共端COM5-2、常闭触点K6-1的公共端COM6-1、常闭触点K6-2的公共端COM6-2短接在一起后,与并网控制信号及线包B3、B4的正供电端口连接在一起;常闭触点K5-1、常闭触点K5-2、常闭触点K6-1、常闭触点K6-2、常开触点K3-1、常开触点K3-2、常开触点K4-1、常开触点K4-2短接在一起后,与线包B1和B2的正供电端口连接在一起。
常开触点K1-1的公共端COM1-1、常开触点K1-2的公共端COM1-2、常开触点K2-1的公共端COM2-1、常开触点K2-2的公共端COM2-2短接在一起后,与地面供电正电压信号+B和母线汇流条正电压信号MXSC+连接在一起;常开触点K1-1、常开触点K1-2、常开触点K2-1、常开触点K2-2短接在一起后,与主电源正电压信号+BD1连接在一起;常开触点K3-1的公共端COM3-1、常开触点K3-2的公共端COM3-2、常开触点K4-1的公共端COM4-1、常开触点K4-2的公共端COM4-2短接在一起后,与主电源正电压信号+BD1连接在一起;地面供电负电压信号-B与母线汇流条负电压信号MXSC-连接在一起;母线汇流条负电压信号MXSC-与主电源负电压信号-BD1连接在一起。
续流二极管L1的阴极与线包B1的正供电端口连接,阳极与线包B1的负供电端口连接;续流二极管L2的阴极与线包B2的正供电端口连接,阳极与线包B2的负供电端口连接;续流二极管L3的阴极与线包B3的正供电端口连接,阳极与线包B3的负供电端口连接;续流二极管L4的阴极与线包B4的正供电端口连接,阳极与线包B4的负供电端口连接;续流二极管L5的阴极与线包B5的正供电端口连接,阳极与线包B5的负供电端口连接;续流二极管L6的阴极与线包B6的正供电端口连接,阳极与线包B6的负供电端口连接。
常开触点K1-1与常开触点K3-1的公共端COM3-1连接在一起;常开触点K1-2与常开触点K3-2的公共端COM3-2连接在一起;常开触点K2-1与常开触点K4-1的公共端COM4-1连接在一起;常开触点K2-2与常开触点K4-2的公共端COM4-2连接在一起。
其工作原理是:在导弹发射前,由发控设备(或地面测试设备,下文同理)的地面电源为弹上设备提供工作用电,即地面供电电源输出与母线汇流条连接在一起,通过母线汇流条进行输出,为弹上设备提供工作激励。
当射前流程执行完电池激活动作,需进行弹上、地面双电源并网控制时,由发控设备发出瞬动控制信号“并网控制”(持续时间1s),则电磁继电器K1、K2、K3和K4的线包B1、B2、B3和B4的工作用电通路全部接通,电磁继电器K1的常开触点K1-1、K1-2闭合;电磁继电器K2的常开触点K2-1、K2-2闭合;电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2闭合;电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2闭合;弹上主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1通过已闭合的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2为电磁继电器K1和K2的线包B1和B2提供工作用电通路;弹上主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1通过已闭合的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和已闭合的电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2,以及电磁继电器K5的常闭触点K5-1、K5-2和电磁继电器K6的常闭触点K6-1、K6-2为电磁继电器K3和K4的线包B3和B4形成工作用电通路;主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1通过已闭合的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和已闭合的电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2,为电磁继电器K1和K2的线包B1和B2形成工作用电通路;通过已闭合的电磁继电器K1的常开触点K1-1、K1-2和已闭合的电磁继电器K2的常开触点K2-1、K2-2,将弹上主电源正电压信号+BD1和负电压信号-BD1分别连接至弹上供电母线的正、负汇流条,通过MXSC+信号和MXSC-信号进行电压输出,为弹上设备提供工作激励。
当发控设备发出的瞬动控制信号“并网控制”(持续时间1s)到达持续时间后,信号撤除、且断开地面电源供电。由于弹上主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1通过已闭合的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和已闭合的电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2,以及电磁继电器K5的常闭触点K5-1、K5-2和电磁继电器K6的常闭触点K6-1、K6-2依旧为电磁继电器K3和K4的线包B3和B4提供工作用电通路;且通过已闭合的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和已闭合的电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2,继续为电磁继电器K1和K2的线包B1和B2提供工作用电通路。故在发控设备撤除地面电源供电后,弹上主电源正电压信号+BD1和负电压信号-BD1依旧分别连接至弹上供电母线的正、负汇流条,通过MXSC+信号和MXSC-信号进行电压输出,为弹上设备提供工作激励。
当出现紧急情况,需要切断弹上设备用电通路时,由发控设备发出瞬动控制信号“断网控制”(持续时间1s),则电磁继电器K5和K6的线包B5和B6的工作用电通路接通,电磁继电器K5的常闭触点K5-1和K5-2断开,电磁继电器K6的常闭触点K6-1和K6-2断开,弹上主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1无法通过已闭合的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和已闭合的电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2,以及已断开的电磁继电器K5的常闭触点K5-1、K5-2和已断开的电磁继电器K6常闭触点K6-1、K6-2,继续为电磁继电器K3和K4的线包B3和B4提供工作用电通路,即电磁继电器K3和K4的线包B3和B4的工作用电通路断开,电磁继电器K3的常开触点K3-1和K3-2恢复为断开状态,电磁继电器K4的常开触点K4-1和K4-2恢复为断开状态。由此,弹上主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1无法通过已恢复为断开状态的电磁继电器K3的常开触点K3-1、K3-2和电磁继电器K4的常开触点K4-1、K4-2,继续为电磁继电器K1和K2的线包B1和B2提供工作用电通路,即电磁继电器K1和K2的线包B1和B2的工作用电通路断开,电磁继电器K1的常开触点K1-1和K1-2恢复为断开状态,电磁继电器K2的常开触点K2-1和K2-2恢复为断开状态,故弹上主电源正电压信号+BD1和主电源负电压信号-BD1无法分别连接至母线的正、负汇流条,通过MXSC+信号和MXSC-信号进行电压输出,不能再为弹上设备提供工作激励。
综上,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。