CN107769338B - 一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路 - Google Patents

一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路。其特征是：至少包括：微型电池、匹配电感线圈、启动供电锁定电路、复位电路、交流电源整流稳压电路、供电切换电路、电压调整电路，在启动供电锁定电路与外部驱动信号输入端之间有匹配电感线圈，启动供电锁定电路分别电连接有微型电池和复位电路，微型电池同时供给复位电路和启动供电锁定电路电压，启动供电锁定电路的输出端连接供电切换电路的第一输入端；外部交流电源经交流电源整流稳压电路后,输出5V稳压直流电，并与供电切换电路的第二输入端电连接；供电切换电路输出与电压调整电路电连接。该电路使航向陀螺入水前陀螺内部上电快速启动，入水后自动切换外部交流供电。

Description

一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路
技术领域
本发明涉及水下航行器技术，特别是一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路。
背景技术
传统的水下航行器入水前是采用电爆管进行启动航向陀螺并接通电源的，发射时外部电脉冲信号使电爆管起爆，接通电源，使航向陀螺进入工作状态，入水后供电系统自动切换到外部供电状态。在实际应用中，电爆管作为一次性器件，消耗量大，其次，电爆管在贮存运输过程中对环境均有较高的要求，导致产品成本高昂且测试试验非常不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路。该电路使航向陀螺入水前陀螺内部上电快速启动，入水后自动切换外部交流供电。
本发明的目的是这样实现的：一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路，其特征是：至少包括：微型电池、匹配电感线圈、启动供电锁定电路、复位电路、交流电源整流稳压电路、供电切换电路、电压调整电路，在启动供电锁定电路与外部驱动信号输入端之间有匹配电感线圈，启动供电锁定电路分别电连接有微型电池和复位电路，微型电池同时供给复位电路和启动供电锁定电路电压，启动供电锁定电路的输出端连接供电切换电路的第一输入端；外部交流电源经交流电源整流稳压电路后,输出5V稳压直流电，并与供电切换电路的第二输入端电连接；供电切换电路输出与电压调整电路电连接。
所述的微型电池选用4.5V，120mA/h锂电池。
所述的匹配电感线圈为1mH/10Ω互感线圈，并接在启动供电锁定电路输入端的第一整流桥堆交流输入端。
所述的启动供电锁定电路包括：第一整流桥堆、信号继电器、磁保持继电器；第一整流桥堆的交流输入端与外部驱动信号电连接，第一整流桥堆的直流输出端通过电阻与磁保持继电器的线圈形成回路，长开点接通微型电池的负极与电路地线；长闭点连接外部驱动信号；信号继电器的线圈两端连接微型电池的正端及地线，信号继电器的长闭点接通KM1-1和KM1-2；长开点一端连接微型电池的正端，另一端通过电阻及二极管D1连接至地线。
所述的复位电路选用无锁双位按键开关，复位电路的2路开关连接至磁保持继电器驱动线圈端口及微型电池正负极。
所述的交流电源整流稳压电路包括:第二整流桥堆、DC/DC电源模块，第二整流桥堆选用MB2S，第二整流桥堆交流输入端与交流信号26V电连接，第二整流桥堆直流输出端与DC/DC电源模块输入端电连接。
所述的DC/DC电源模块选用24S05-1W。
所述的供电切换电路由2只肖特基二极管IN5819组成。
所述的电压调整电路采用三端电压调整器78D33。
本发明使用微型电池及电子元器件设计自保持启动电路，替代原有机械框架航向陀螺的电爆管和发条机械驱动机构，该保持启动电路可在发射到外供电源有效之前由微型电池为航向陀螺供电，在外供电源有效后可自动切换到外供电源供电状态，满足MEMS航向陀螺发射启动的功能需要。
附图说明
图1是本发明的总体原理框图；
图2是本发明的电路原理图。
图中1、微型电池；2、匹配电感线圈；3、启动供电锁定电路；4、复位电路；5、交流电源整流稳压电路；6、供电切换电路；7、电压调整电路；8、第一整流桥堆；9、三端电压调整器；10、DC/DC电源模块；11、外部信号输入接口；12、电阻；13、信号继电器；14、磁保持继电器；15、第二整流桥堆。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1，一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路，至少包括：微型电池1、匹配电感线圈2、启动供电锁定电路3、复位电路4、交流电源整流稳压电路5、供电切换电路6、电压调整电路7，在启动供电锁定电路3与外部驱动信号输入端之间有匹配电感线圈2，匹配电感线圈2使外部驱动信号输入阻抗符合外部接口要求，
启动供电锁定电路3分别电连接有微型电池1和复位电路4，微型电池1同时供给复位电路4和启动供电锁定电路3电压，启动供电锁定电路3的输出端连接供电切换电路6的第一输入端；外部交流电源经交流电源整流稳压电路5后,输出5V稳压直流电，并与供电切换电路6的第二输入端电连接；供电切换电路6输出与电压调整电路7电连接，自动将供电方式切换至外部交流电源供电，经电压调整电路7调整为航向陀螺所需的3.3V电压。
所述的微型电池1选用4.5V，120mA/h锂电池，入水前为航向陀螺及复位电路4供电。
所述的匹配电感线圈2为1mH/10Ω互感线圈，并接在启动供电锁定电路3输入端的第一整流桥堆8交流输入端，匹配电感线圈2与外部接口要求匹配。
所述的启动供电锁定电路3包括：第一整流桥堆8、磁保持继电器14、信号继电器13(FTR-BG3)；第一整流桥堆8的交流输入端与外部驱动信号电连接，第一整流桥堆8的直流输出端通过电阻12与磁保持继电器14的线圈形成回路，长开点接通微型电池1的负极与电路地线；长闭点连接外部驱动信号；信号继电器13的长闭点接通KM1-1和KM1-2；长开点一端连接微型电池1 的正端，另一端通过电阻12及二极管D1连接至地线。
第一整流桥堆8使外部驱动信号转化为单向直流信号，为磁保持继电器14提供驱动；磁保持继电器14输入端线圈被驱动后，长开点使微型电池1的负极与电路地线接通，使微型电池1输出电源有效，为航向陀螺提供工作电源；同时长闭点控制断开外部驱动信号,以模拟电爆管起爆工作过程，微型电池1电源负极与地线接通后，信号继电器13的输入端线圈被驱动，长闭点KM1-1和KM1-2断开，使航向陀螺连接至系统电路中。
所述的复位电路4选用无锁双位按键开关，复位电路4的2路开关连接至磁保持继电器14驱动线圈端口及微型电池1正负极，无锁双位按键开关按下时微型电池1为磁保持继电器14输入端线圈提供反向电流，使其解锁并保持，开关弹起时断开微型电池1对启动供电锁定电路3的供电，此时不影响磁保持继电器14状态。
所述的交流电源整流稳压电路5包括:第二整流桥堆15、DC/DC电源模块10，第二整流桥堆15选用MB2S，第二整流桥堆15交流输入端与交流信号26V电连接，第二整流桥堆15直流输出端与DC/DC电源模块10输入端电连接，DC/DC电源模块10选用24S05-1W。外部输入的交流信号26Vrms、400Hz通过桥堆及电容整流为直流信号，再通过DC/DC电源模块10将电压转换为5V。
所述的供电切换电路6由2只肖特基二极管IN5819组成，由于外部供电电源经整流后输入供电切换电路6第二输入端的电压高于微型电池1输入供电切换电路6第一输入端的电压，因此在外部供电有效时，其第二输入端对应肖特基二极管导通，第一输入端对应肖特基二极管不导通，电路自动切换至外部交流供电。
所述的电压调整电路7采用三端电压调整器78D33，将微型电池1或外部交流电源提供的电源信号转化为3.3V，为航向陀螺信号处理电路板供电。
结合图1和图2，在特定设定工作方式下，航向陀螺需在入水前提前工作，此时外部交流电源尚未供电，采用微型电池1进行供电，在外部驱动信号的作用下，启动供电锁定电路3将微型电池1输出电源供给电压调整电路7，为航向陀螺提供工作电压；同时信号继电器13的长开点断开KM1-1和KM1-2,使航向陀螺接入整个外部系统，由于一次上电后启动供电锁定电路3中的磁保持继电器14已锁定，因此每次使用后用复位电路4将启动供电锁定电路3复位解锁；在入水后外部交流电源有效时，外部交流电源经交流电源整流稳压电路5输出5V稳压直流电，供电切换电路6自动将供电方式切换至外部交流电源供电，经电压调整电路7调整为航向陀螺所需的3.3V电压。
外部驱动信号1经由磁保持继电器14的一长闭触点连接至匹配电感线圈2的一端，外部驱动信号2直接连接至匹配电感线圈2另一端，外部驱动信号输入整流桥堆后变为单向直流电信号，用于驱动磁保持继电器14，磁保持继电器14驱动后，断开连接外部驱动信号1的长闭触点，进行电路保护，同时闭合一长开触点，接通微型电池1负极和地线并锁定，将微型电池1接入电路供电，信号继电器13被驱动，同时信号继电器13一长闭触点KM1-1与KM1-2断开，将航向陀螺接入外部系统，另一长开触点闭合，发光二极管D1亮，指示启动供电锁定电路3的状态为锁定，复位开关S1连接微型电池1正负极，按下时给磁保持继电器14输入反向驱动信号，使磁保持继电器14恢复初始状态，同时发光二极管D1灭，指示启动供电锁定电路3的状态为解锁。
外部交流电源26Vrms、400Hz交流信号经第二整流桥堆转化为单向直流电，电压为26×1.414=36.764V,再经滤波电容C1、C2将信号转化为平滑的直流信号,电源模块10将直流信号稳压为5V，由于微型电池1电压为4.6V，低于5V，此时二极管D2不导通，二极管D3导通，此时切换为外部交流供电，信号通过三端稳压器9将电压转化为3.3V信号，供航向陀螺使用。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (7)

1.一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路，其特征是：至少包括：微型电池(1)、匹配电感线圈(2)、启动供电锁定电路(3)、复位电路(4)、交流电源整流稳压电路(5)、供电切换电路(6)、电压调整电路(7)，在启动供电锁定电路(3)与外部驱动信号输入端之间有匹配电感线圈(2)，启动供电锁定电路(3)分别电连接有微型电池(1)和复位电路(4)，微型电池(1)同时供给复位电路(4)和启动供电锁定电路(3)电压，启动供电锁定电路(3)的输出端连接供电切换电路(6)的第一输入端；外部交流电源经交流电源整流稳压电路(5)后,输出5V稳压直流电，并与供电切换电路(6)的第二输入端电连接，供电切换电路(6)输出与电压调整电路(7)电连接，所述的微型电池(1)选用4.5V，120mA/h锂电池，所述的匹配电感线圈(2)为1mH/10Ω互感线圈，并接在启动供电锁定电路(3)输入端的第一整流桥堆(8)交流输入端。
2.根据权利要求1所述的一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路，其特征是：所述的启动供电锁定电路(3)包括：第一整流桥堆(8)、信号继电器(13)、磁保持继电器(14)；第一整流桥堆(8)的交流输入端与外部驱动信号电连接，第一整流桥堆(8)的直流输出端通过电阻(12)与磁保持继电器(14)的线圈形成回路，常开点接通微型电池(1)的负极与电路地线；常闭点连接外部驱动信号；信号继电器(13)的线圈两端连接微型电池(1)的正端及地线，信号继电器(13)的常闭点接通KM1-1和KM1-2；常开点一端连接微型电池(1)的正端，另一端通过电阻(12)及二极管D1连接至地线。
3.根据权利要求1所述的一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路，其特征是：所述的复位电路(4)选用无锁双位按键开关，复位电路(4)的2路开关连接至磁保持继电器(14)驱动线圈端口及微型电池(1)正负极。
4.根据权利要求1所述的一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路，其特征是：所述的交流电源整流稳压电路(5)包括:第二整流桥堆(15)、DC/DC电源模块(10)，第二整流桥堆(15)选用MB2S，第二整流桥堆(15)交流输入端与交流信号26V电连接，第二整流桥堆(15)直流输出端与DC/DC电源模块(10)输入端电连接。
5.根据权利要求4所述的一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路，其特征是：所述的DC/DC电源模块(10)选用24S05-1W。
6.根据权利要求1所述的一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路，其特征是：所述的供电切换电路(6)由2只肖特基二极管IN5819组成。
7.根据权利要求1所述的一种水下航行器的航向陀螺用自保持启动电路，其特征是：所述的电压调整电路(7)采用三端电压调整器78D33。
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