CN107733072A - 智能车载配电系统 - Google Patents

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金耀
尚航
张帅
武彬
王建勇
刘国梁
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China Aeronautical Radio Electronics Research Institute
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China Aeronautical Radio Electronics Research Institute
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/02—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks using a single network for simultaneous distribution of power at different frequencies; using a single network for simultaneous distribution of ac power and of dc power

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Abstract

本发明揭示了一种智能车载配电系统，包括UPS模块、交流冗余控制模块、监控模块及AC/DC转换模块，交流电输入UPS模块后，经UPS模块整流及逆变后，输出稳定的220V/50Hz的正弦波交流电，流冗余控制模块用以实现交流输出备份以及输出回路通断控制，监控模块负责采集和记录系统内各节点数据，AC/DC转换模块可为车内直流电设备提供用电环境，在输出回路均有冗余备份，系统内各节点安装电源监控电路，可以提高系统的可靠性，并可以对设备用电状态集中控制、管理和记录，具有操做简单、故障隔离度高、故障定位清晰的特点。

Description

智能车载配电系统
【技术领域】
本发明属于电子技术领域，特别是指智能车载配电系统。
【背景技术】
地面控制车、通信指挥车等移动终端内配电系统大多是由不间断电源(UPS)和配电箱组成，市电经UPS为车内设备供电，配电系统对电源进行控制、管理，随着地面终端的功能多样化发展，系统拓扑变的复杂，设备数量增加，因此，具备各节点状态监视、具有集中管理功能的智能化配电系统成为发展方向。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种智能车载配电系统，用以解决现有技术中无法对各节点状态进行监视，也无法进行集中管理的问题。
为实现上述目的，实施本发明的智能车载配电系统包括UPS模块、交流冗余控制模块、监控模块及AC/DC转换模块，交流电输入UPS模块后，经UPS模块整流及逆变后，输出稳定的220V/50Hz的正弦波交流电，流冗余控制模块用以实现交流输出备份以及输出回路通断控制，监控模块负责采集和记录系统内各节点数据，AC/DC转换模块可为车内直流电设备提供用电环境。
依据上述主要特征，该智能车载配电系统还包括一触摸屏，该触摸屏与监控模块连接，监控模块负责采集和记录系统内各节点数据并在触摸屏上显示，通过触摸屏可对交流冗余控制模块各分路进行通断控制。
依据上述主要特征，UPS模块为在线式UPS，采用主动式有源功率因数校正，后级采用大功率MOS管及MCU组成高频功率转换电路。
依据上述主要特征，该交流冗余控制模块由多个单体冗余模块组成，可根据需求输出多路交流电，每路均由监控模块经CAN总线控制通断并侦测主路与备路使用情况，在监控故障时可通过远程开关控制回路的通断。
依据上述主要特征，AC/DC转换模块由高频开关电路构成，并按照1+1备份原则组合。
与现有技术相比较，实施本发明的智能车载配电系统在输出回路均有冗余备份，系统内各节点安装电源监控电路，通过CAN总线将各路监控信息汇集至监控模块进行状态显示，如此可以提高系统的可靠性，并可以对设备用电状态集中控制、管理和记录，具有操做简单、故障隔离度高、故障定位清晰的特点，并满足了地面指挥车的各类设备用电要求，同时兼顾了可靠性及扩展性，效果良好，值得推广。
【附图说明】
图1为实施本发明的智能车载配电系统的系统组成方框图。
图2为图1所示的UPS模块的电路示意图。
图3为图1所示的交流冗余控制模块的组成方框图。
图4为图3中单体冗余模块的组成方框图。
图5为图1所示的监控模块的组成方框图。
图6为图1所示的AC/DC转换模块的组成示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，为实施本发明的智能车载配电系统的系统组成方框图，实施本发明的智能车载配电系统包括UPS(不间断电源)模块、交流冗余控制模块、监控模块、触摸屏及AC/DC转换模块。
其中上述的UPS模块、交流冗余控制模块、监控模块为标准19英寸上架设备。UPS模块具有稳压、逆变等功能；交流冗余控制模块具有交流输出备份以及输出回路通断控制的功能；监控模块负责采集和记录系统内各节点数据并在触摸屏上显示，通过触摸屏可对交流冗余控制模块各分路进行通断控制；AC/DC转换模块可为车内直流电设备提供用电环境。以下对上述各模块的功能及工作原理进行详细的说明。
请参阅图2所示，为UPS模块的电路示意图，其中UPS(不间断电源)模块为在线式UPS，采用主动式有源功率因数校正，防止输入电流畸变造成对电网冲击及污染，UPS后级采用大功率MOS管及MCU组成高频功率转换电路，具有输出波形纯正，失真小，频率稳定的优点。交流电输入后，经整流、逆变后，再输出稳定的220V，50Hz的正弦波交流电。
请参阅图3所示，为交流冗余控制模块的组成方框图，该交流冗余控制模块由多个单体冗余模块组成，可根据需求输出多路交流电，每路均由监控模块经CAN总线控制通断并侦测主、备路使用情况，在监控故障时可通过远程开关控制回路的通断。
请参阅图4所示，为图3中单体冗余模块的组成方框图，该单体冗余模块内有侦测电路，用以侦测每路电压及电流，并具有过压及过流保护。交流冗余控制模块每路输出均有空气开关置于设备正面板，LED灯显示该路通断状态。
请参阅图5所示，为监控模块的组成方框图，该监控模块是系统的控制中枢，选用DSP芯片实现整个系统数据采集、计算、显示、存储各项功能。监控模块所采集的数据，都可实时储存在SD卡，所有数据均能在触摸屏上显示。
请参阅图6所示，为AC/DC转换模块的组成示意图，由高频开关电路构成的AC/DC转换模块是采用PFC、DC/DC等成熟电路组成的单体模块，再按照1+1备份原则组合，即使其中一个模块损坏，另一个模块也能单独承担电路的输出，由此实现直流输出的冗余，从模块电路设计有效地消除了孤立点，提高了可靠性。
通过上述的结构可知，本发明输出回路均有冗余备份，系统内各节点安装电源监控电路，通过CAN总线将各路监控信息汇集至中央监控模块进行状态显示，同时，通过触摸屏对各节点进行通断控制，实现远程监控的功能。如此可以提高系统的可靠性，并可以对设备用电状态集中控制、管理和记录，具有操做简单、故障隔离度高、故障定位清晰的特点，并满足了地面指挥车的各类设备用电要求，同时兼顾了可靠性及扩展性，效果良好，值得推广。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种智能车载配电系统，包括UPS模块、交流冗余控制模块、监控模块及AC/DC转换模块，交流电输入UPS模块后，经UPS模块整流及逆变后，输出稳定的220V/50Hz的正弦波交流电，流冗余控制模块用以实现交流输出备份以及输出回路通断控制，监控模块负责采集和记录系统内各节点数据，AC/DC转换模块可为车内直流电设备提供用电环境。
2.如权利要求1所述的智能车载配电系统，其特征在于：该智能车载配电系统还包括一触摸屏，该触摸屏与监控模块连接，监控模块负责采集和记录系统内各节点数据并在触摸屏上显示，通过触摸屏可对交流冗余控制模块各分路进行通断控制。
3.如权利要求1所述的智能车载配电系统，其特征在于：UPS模块为在线式UPS，采用主动式有源功率因数校正，后级采用大功率MOS管及MCU组成高频功率转换电路。
4.如权利要求1所述的智能车载配电系统，其特征在于：该交流冗余控制模块由多个单体冗余模块组成，可根据需求输出多路交流电，每路均由监控模块经CAN总线控制通断并侦测主路与备路使用情况，在监控故障时可通过远程开关控制回路的通断。
5.如权利要求1所述的智能车载配电系统，其特征在于：AC/DC转换模块由高频开关电路构成，并按照1+1备份原则组合。
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