CN105373177B - 一种飞机地面静变电源的自动线路压降补偿电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种飞机地面静变电源的自动线路压降补偿电路，包括：输出电流采样电路，用于采样负载电流并转换成相应的采样电压Vis；电压给定电路，用于给定基准电压Vref1；基准电压补偿电路，用于根据所述输出电流采样电路采集变换得到的采样电压Vis的大小选择是否对基准电压Vref1进行补偿及调整补偿量的大小，并将补偿后得到的电压Vref2输送给电压环控制电路；负载电流越大，则转换的采样电压Vis越高，则补偿量越大。本发明无需远地采样；可分段补偿；可设定最大补偿电压，防止过补偿；可根据不同电缆，设定不同补偿斜率；可根据不同负载，设定不同补偿斜率；补偿响应速度快，补偿精度高。
Description
技术领域
本发明涉及飞机电源领域，具体是一种飞机地面静变电源的自动线路压降补偿电路。
背景技术
飞机地面电源的输出主要是115V、400HZ的中频交流电和28V直流电。国军标对400HZ中频交流静变电源的输出电压要求在108.0V-118.0V，28V直流静变电源的输出电压要求在22.0V-29.0V。考虑到航空电子设备的供电要求，交流和直流指标均在电缆末端进行考核。
电源在出厂时，它的调整采样端通常接至输出端上(如图1)。这样即使是在非常短的引线时也会限制电源的电压调整能力，使用更长的引线或更高的线规号会使调整能力变得更坏。当经过电缆加载时，由于线路的阻抗主要由线缆电阻和连接器的接触电阻组成，显然在线路的负载端的电压比在电源的输出端电压要低。末端电压降低会使航空电子设备的工作功率减小，减小的功率值取决于负载的特点。纯阻性负载时功率下降了约电压降的平方，而电感性负载时降低较少。如果不将引线压降进行自动补偿，负载端电压低于飞机供电要求的最低电压，飞机地面电源的末端电压会影响航空电子设备的工作和寿命。
自动线路压降补偿电路(Automatic line drop compensation)可有效地补偿这些阻抗引起的电压降。现有的一种方法是用远地采样来补偿负载引线的影响，但不能应用到飞机地面电源上。
远地采样，就是把电源内部反馈放大器的采样端直接接到负载，从而能让电源在负载端、而不是在自己的输出端调整输出(如图2)。输出电压通过必要的偏移电压补偿量来补偿负载引线、继电器或连接器的电阻压降，从而保持恒定的负载电压。
为实现远地采样，断开输出端与采样端的连线。用屏蔽的双绞线电缆把电源采样端接到负载上的感应点(不要用屏蔽作为一个采样导体)。把屏蔽的一端接地，另一端悬空。这种方法能解决普通电源的引线压降补偿，但不能应用在飞机地面电源上，原因是飞机地面电源的连接器是飞机连接器，电缆为专用电缆，不能附加补偿采样线。
发明内容
本发明提出一种飞机地面静变电源的自动线路压降补偿电路，以解决飞机地面电源的输出引线压降补偿问题，飞机地面电源包含400HZ中频交流静变电源、28V直流静变电源和270V直流静变电源。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种飞机地面静变电源的自动线路压降补偿电路，包括：
输出电流采样电路，用于采样负载电流并转换成相应的采样电压Vis；
电压给定电路，用于给定基准电压Vref1；
基准电压补偿电路，用于根据所述输出电流采样电路采集变换得到的采样电压Vis的大小选择是否对基准电压Vref1进行补偿及调整补偿量的大小，并将补偿后得到的电压Vref2输送给电压环控制电路；负载电流越大，则转换的采样电压Vis越高，则补偿量越大。
进一步地，所述基准电压补偿电路包括：
第一电压跟随器，该第一电压跟随器的同向输入端接所述输出电流采样电路的输出端；
二极管D1，该二极管D1的正极接所述第一电压跟随器的输出端；二极管D1的负极接一可调电阻RP1的一端，该可调电阻RP1的另一端通过电阻R2接地；
电阻R1，该电阻R1的一端与所述电压给定电路的输出端连接，电阻R1的另一端经电阻R2接地；
第二电压跟随器，该第二电压跟随器的同向输入端经所述电阻R1后接所述电压给定电路的输出端；第二电压跟随器的输出端接所述电压环控制电路。
进一步地，所述第一电压跟随器由运算放大器U1B构成，运算放大器U1B的反向输入端与输出端连接，运算放大器U1B的同向输入端作为所述第一电压跟随器的同相输入端。
进一步地，所述第二电压跟随器由运算放大器U1A构成，运算放大器U1A的反向输入端与输出端连接，运算放大器U1A的同向输入端作为所述第二电压跟随器的同相输入端。
本发明的有益效果为：
1、无需远地采样。
2、分段补偿，小电流时，不补偿。
3、可设定最大补偿电压，防止过补偿。
4、可根据不同电缆，设定不同补偿斜率。
5、可根据不同负载，设定不同补偿斜率。
6、补偿响应速度快，补偿精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中输出端采样的电路示意图；
图2是现有技术中负载端采样的电路示意图；
图3是应用本发明电路进行补偿的电路示意图；
图4是本发明的压降补偿电路示意图；
图5是本发明不同实施例时的补偿曲线对比图。
图中：
1、直流稳压电源；2、引线阻抗；3、负载。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图4所示，本实施例中的飞机地面静变电源的自动线路压降补偿电路，包括：
输出电流采样电路，用于采样负载电流并转换成相应的采样电压Vis；
电压给定电路，用于给定基准电压Vref1；
基准电压补偿电路，用于根据所述输出电流采样电路采集变换得到的采样电压Vis的大小选择是否对基准电压Vref1进行补偿及调整补偿量的大小，并将补偿后得到的电压Vref2输送给电压环控制电路；负载电流越大，则转换的采样电压Vis越高，则补偿量越大。
本实施例中，所述基准电压补偿电路包括：
第一电压跟随器，该第一电压跟随器的同向输入端接所述输出电流采样电路的输出端；
二极管D1，该二极管D1的正极接所述第一电压跟随器的输出端；二极管D1的负极接一可调电阻RP1的一端，该可调电阻RP1的另一端通过电阻R2接地；
电阻R1，该电阻R1的一端与所述电压给定电路的输出端连接，电阻R1的另一端经电阻R2接地；
第二电压跟随器，该第二电压跟随器的同向输入端经所述电阻R1后接所述电压给定电路的输出端；第二电压跟随器的输出端接所述电压环控制电路。
其中，所述第一电压跟随器由运算放大器U1B构成，运算放大器U1B的反向输入端与输出端连接，运算放大器U1B的同向输入端作为所述第一电压跟随器的同相输入端。所述第二电压跟随器由运算放大器U1A构成，运算放大器U1A的反向输入端与输出端连接，运算放大器U1A的同向输入端作为所述第二电压跟随器的同相输入端。
其中，输出电流采样电路、电压给定电路和电压环控制电路为现有技术中常规电路，本领域技术人员可以知悉，因此在本实施例中不做详细说明。基准电压补偿电路根据采样电压Vis的大小选择是否补偿并调整对基准电压的补偿量；负载电流越大，转换的采样电压Vis越高，叠加到电压给定电路的补偿电压越大，经第二电压跟随器输出给后续的电压环控制电路，输出电压Vref2通过正比于负载电流的偏移电压补偿量来补偿负载引线、继电器或连接器的电阻压降，从而保持恒定的负载电压。采用本实施例的压降补偿电路后，无需远地采样，电源的整体电路结构简化，如图3所示。
本实施例工作原理如下：
根据实际应用的需求，设定电压给定电路提供0～5V的直流基准电压Vref1。输出电流采样电路把负载端的负载电流信号变换为0～5V的直流采样电压Vis(5V对应最大负载电流)，当负载端的负载电流小于电流阀值(二极管D1的结电压对应的负载电流)时，运算放大器U1B的输出端输出电压信号较小，此时二极管D1截止，这样基准电压补偿电路的补偿电压信号没有加到运算放大器U1A的同相输入端，此时没有对基准电压Vref1进行电压补偿，实现了小电流时不补偿的特点。此时所述的Vref1、Vref2之间关系是：
可见不补偿时，Vref2是一个固定值。
当负载端的负载电流大于电流阀值时，运算放大器U1B的输出端输出电压信号大于0.7V，此时二极管D1自然导通，这样基准电压补偿电路的补偿电压信号加到运算放大器U1A的同相输入端，此时对基准电压Vref1进行电压补偿，输出负载电流越大，叠加到基准电压Vref1的补偿电压越大，实现了大电流时补偿。此时所述的Vref1、Vis、Vref2之间关系是：
其中：
在基准电压补偿电路中设有可调电阻RP1，随着可调电阻RP1阻值的改变，可以调节本发明压降补偿电路的补偿曲线，可根据需求设定Vref2与负载电流的比例关系，进而便可以根据实际需要来设定补偿斜率，以获得在某一负载电流下对应的Vref2。
可根据不同的负载或电缆，设定不同的补偿斜率，以获得满足负载所需的补偿电压。如附图5所示，是不同负载或电缆时的补偿曲线对比图。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。
Claims (3)
1.一种飞机地面静变电源的自动线路压降补偿电路，其特征在于，包括：
输出电流采样电路，用于采样负载电流并转换成相应的采样电压Vis；
电压给定电路，用于给定基准电压Vref1；
基准电压补偿电路，用于根据所述输出电流采样电路采集变换得到的采样电压Vis的大小选择是否对基准电压Vref1进行补偿及调整补偿量的大小，并将补偿后得到的电压Vref2输送给电压环控制电路；负载电流越大，则转换的采样电压Vis越高，则补偿量越大；
所述基准电压补偿电路包括：
第一电压跟随器，该第一电压跟随器的同向输入端接所述输出电流采样电路的输出端；
二极管D1，该二极管D1的正极接所述第一电压跟随器的输出端；二极管D1的负极接一可调电阻RP1的一端，该可调电阻RP1的另一端通过电阻R2接地；
电阻R1，该电阻R1的一端与所述电压给定电路的输出端连接，电阻R1的另一端经电阻R2接地；
第二电压跟随器，该第二电压跟随器的同向输入端经所述电阻R1后接所述电压给定电路的输出端；第二电压跟随器的输出端接所述电压环控制电路。
2.如权利要求1所述的一种飞机地面静变电源的自动线路压降补偿电路，其特征在于，所述第一电压跟随器由运算放大器U1B构成，运算放大器U1B的反向输入端与输出端连接，运算放大器U1B的同向输入端作为所述第一电压跟随器的同相输入端。
3.如权利要求1所述的一种飞机地面静变电源的自动线路压降补偿电路，其特征在于，所述第二电压跟随器由运算放大器U1A构成，运算放大器U1A的反向输入端与输出端连接，运算放大器U1A的同向输入端作为所述第二电压跟随器的同相输入端。
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