CN108363449B - 一种双系统上电控制电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种双系统上电控制电路及其控制方法，在原系统基础上，将两个光电系统相似电子组件集成但又不增加新的电子组件，可以大大的减小了整个系统的体积、重量和成本。本发明采用多级上电系统，第一级采用由APP开关和电磁继电器组成的模拟电路，能够有效的增加供电系统的可靠性和安全性；第二级采用时序上电控制，可以避免上电后因各系统启动时间不同而产生的系统紊乱。第三级采用数字IO控制，操控灵活，可根据执行任务的不同，使系统处于不同的工作状态，给多余电子组件断电，能够有效的降低系统的功耗和系统损耗。本发明上电触发机构采用APP开关，操作简单，有利于广泛推广。

Description

一种双系统上电控制电路及其控制方法

技术领域

本发明属于控制技术领域，主要涉及了一种机载光电上电控制电路，尤其涉及了一种双系统上电控制电路及其控制方法。

背景技术

机载光电系统是一种安装在运动载体上具有稳定平台并能为载机提供稳定图像输出的光电设备。一般根据功能不同，将机载光电系统分为搜索跟踪系统和导航夜视系统，根据载机不同的功能需求，配备不同的光电系统。一般警用或搜救直升机由于执行任务的特殊性，需要具备搜索跟踪，并且需要具备昼夜全天候执行任务，需要同时配备搜索跟踪系统和导航夜视系统的两种光电系统，这将对飞机的载荷能力产生一定的负担。

如果飞机需要同时配备两套不同功能的光电系统，从重量、体积以及成本对飞机来说都是很大的负担。根据两套系统的功能以及系统基本组成，可以考虑将两套系统相关电子组件集成。一般光电系统基本组成如图1，主要由光电转塔，操控单元以及控制电子箱组成，电子箱中集成了计算机管理单元(SBC)、电源转换组件(PCC)、控制组件等电子单元，其中各电子单元功能上都具有一定的相似性。理想的做法是将两套系统合二为一，即集成又独立，能够同时或独立上电和工作，然而具有一定的难度。

目前，国内机载普遍为单一光电系统，只有个别需要配备两种光电系统，普遍做法也是两套独立系统。如果要将两套系统集成为一套系统，存在以下问题：1)系统上电启动时，由于各两套系统的组件启动速度不同，会出现系统启动紊乱；2)系统上电工作后，由于功能需求，只使用一套光电系统功能时，会使系统的无用功耗特别大且另一套系统损耗；3)如果增加电子组件，这对合成也是有一定的帮助，但体积重量也需要增加。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种双系统上电控制电路及其控制方法，在原有且不增加任何新的电子组件的基础上，将两套光电系统相关组件集成，使两套系统可以同时或者单独上电和正常工作，并且不会出现系统工作紊乱。

本发明的技术方案为：

所述一种双系统上电控制电路，其特征在于：分为三级上电控制电路；

第一级控制电路采用模拟电路，包括两个开关APP1和APP2，以及两个电磁继电器Kp和Ks；APP1和APP2分别对应两个系统的上下电开关，电磁继电器Kp中的K1开关外接第一系统的独立工作组件，电磁继电器Ks中的K3开关接第二级控制电路和第二系统中独立工作组件的控制开关K4；APP1控制电磁继电器Kp和电磁继电器Ks的通断，APP2控制电磁继电器Ks的通断；

第二级控制电路采用时序上电控制，包括电源转换单元PCC、计算机管理单元SBC和光电隔离器；电源转换单元PCC与K3开关相连；电源转换单元PCC的输出与光电隔离器以及电磁继电器Kp中的K2开关相连；光电隔离器的控制端接APP2；光电隔离器的输出以及K2开关与计算机管理单元SBC的两个检测IO相连，用于检测APP1和APP2的闭合状态；

第三级控制电路为数字IO上电控制，由控制组件组成，控制组件内集成IO控制的继电器，与第一系统和第二系统内的电子单元相接，以及与第二系统中独立工作组件的控制开关K4相连；控制组件根据计算机管理单元SBC提供的上电时序和上电状态信号产生上电IO信号，控制内部集成的继电器通断，用以对第一系统和第二系统内的电子单元，以及第二系统中独立工作组件进行上下电控制。

利用上述控制电路实现双系统上电的控制方法，其特征在于：

当第一系统单独上电，第二系统不工作时：

第一级中开关APP1闭合，开关APP2断开，电磁继电器Kp中的K1和K2开关闭合，电磁继电器Ks中的K3开关闭合；K1闭合后，第一系统的独立工作组件上电，K3闭合后，第二级控制电路上电；

第二级中电源转换单元PCC产生的转换电压分别接在光电隔离器的输入端和电磁继电器Kp的K2开关上；由于APP2未闭合，光电隔离器控制端为高电平，光电隔离器发光二极管不导通，光电隔离器输出为低电平，SBC检测到APP2未闭合；由于K2闭合，计算机管理单元SBC检测APP1的检测IO口为高电平，SBC检测APP1闭合；SBC判断得到任务需求为第一系统工作，第二系统不工作；SBC运行系统程序，产生上电时序信号，发送给控制组件；电源转换单元PCC产生的转换电压也提供给控制组件；

第三级中控制组件接收SBC的上电时序信号，产生相应的IO上电控制指令，对内部集成的继电器进行操控，实现对第一系统的电子单元上电，而第二系统的电子单元不上电，且控制K4开关断开，第二系统的独立工作组件不上电；

当第一系统不工作，第二系统单独上电时：

第一级中开关APP2闭合，APP1断开；电磁继电器Ks中的K3开关闭合，电磁继电器Kp中的K1和K2开关断开；K1断开后，第一系统的独立工作组件不上电；K3闭合后，第二级控制电路上电；

第二级中电源转换单元PCC产生的转换电压分别接在光电隔离器的输入端和电磁继电器Kp的K2开关上；由于APP2闭合，光电隔离器输出高电平，SBC检测到APP2闭合；由于K2断开，SBC检测APP1的检测IO口为低电平，SBC检测APP1未闭合；SBC判断得到任务需求为第一系统不工作，第二系统工作；SBC运行系统程序，产生上电时序信号，发送给控制组件；电源转换单元PCC产生的转换电压也提供给控制组件；

第三级中控制组件接收SBC的上电时序信号，产生相应的IO上电控制指令，对内部集成的继电器进行操控，实现对第一系统的电子单元不上电，而第二系统的电子单元上电，并且控制K4开关闭合，第二系统的独立工作组件上电；

当第一系统和第二系统同时工作时：

第一级中开关APP1和APP2同时闭合，电磁继电器Kp中的K1和K2开关闭合，电磁继电器Ks中的K3开关闭合；K1闭合后，第一系统的独立工作组件上电，K3闭合后，第二级控制电路上电；

第二级中电源转换单元PCC产生的转换电压分别接在光电隔离器的输入端和电磁继电器Kp的K2开关上；由于APP2闭合，光电隔离器输出高电平，SBC检测到APP2闭合；由于K2闭合，计SBC检测APP1的检测IO口为高电平，SBC检测APP1闭合；SBC判断得到任务需求为第一系统和第二系统同时工作；SBC运行系统程序，产生上电时序信号，发送给控制组件；电源转换单元PCC产生的转换电压也提供给控制组件；

第三级中控制组件接收SBC的上电时序信号，产生相应的IO上电控制指令，对内部集成的继电器进行操控，实现对第一系统和第二系统的电子单元上电，并且控制K4开关闭合，第二系统的独立工作组件上电。

有益效果

本发明的有益效果体现在以下几个方面：

1)本发明在原系统基础上，将两个光电系统相似电子组件集成但又不增加新的电子组件，可以大大的减小整个系统的体积、重量和成本。

2)本发明采用多级上电系统，第一级采用由APP开关和电磁继电器组成的模拟电路，能够有效的增加供电系统的可靠性和安全性；第二级采用时序上电控制，可以避免上电后因各系统启动时间不同而产生的系统紊乱。第三级采用数字IO控制，操控灵活，可根据执行任务的不同，使系统处于不同的工作状态，给多余电子组件断电，能够有效的降低系统的功耗和系统损耗。

3)上电触发机构采用APP开关，操作简单，有利于广泛推广。

附图说明

图1机载光电系统组成；

图2双系统上电控制电路工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明实施例对双系统上电控制电路进一步描述。

以下是本专利针对于某两种典型的光电系统做了双系统上电控制实施例，详细描述系统的工作原理。

本实施例有三种工作模式：1)系统1单独上电，系统2不工作；2)系统2单独上电，系统1不工作；3)系统1和系统2同时上电；

实施例1：系统1单独上电，系统2不工作；根据附图2所示：

第一级：当APP1闭合，APP2断开时，Kp继电器闭合，相当于开关K1、K2闭合。同时继电器Ks闭合，相当于开关K3闭合。K1闭合后，系统1的大功率组件开始供电。K3闭合，第二级的SBC、PCC、以及第三级的控制组件等全部上电，同时操控单元也开始上电。

第二级：由PCC转换产生的5V分别接在光电隔离器的输入端和Kp输入2上，由于APP2未闭合，光电隔离器控制-为高电平，光电隔离器发光二极管不导通，光电隔离器输出为低电平，SBC检测到APP2未闭合。K2闭合，系统1上电检测为高电平，SBC检测到APP1闭合。SBC检测到APP的上电状况，判断出系统1独立工作，系统2不工作的任务需求。SBC开始运行系统程序，产生上电时序信号，发送给控制组件。

第三级：控制组件集成了多个固体继电器，其接收SBC的上电时序信号，产生相应的IO上电控制指令，对各固体继电器进行操控，实现对系统1内的电子单元上电，而系统2的电子单元1、电子单元2、电子单元3不上电，开关K4不闭合，因此系统2所有组件全不上电。

以上所述三级控制完成了系统1独立工作，系统2不工作的任务需求，并且系统2的相关组件全不上电。

实施例2：系统2单独上电，系统1不工作；根据附图2所示：

第一级：当APP2闭合，APP1断开时，继电器Ks继电器闭合，Kp断开，相当于开关K1、K2断开，开关K3闭合。K1断开后，系统1大功率组件不上电。K3闭合，第二级的SBC、PCC、以及第三级的控制组件等全部上电，同时操控单元也开始上电。

第二级：由PCC转换产生的5V分别给接在光电隔离器的输入端和Kp的输入2上，由于APP2闭合，光电隔离器输出高电平，SBC检测到APP2闭合。K2断开，系统1上电检测为低电平，SBC检测到APP1未闭合。SBC检测到APP的上电状况，判断出系统2独立工作，系统1不工作的任务需求。SBC开始运行系统程序，产生上电时序信号，发送给控制组件。

第三级：控制组件集成了多个固体继电器，其接收SBC的上电时序信号，产生相应的IO上电控制指令，对各固体继电器进行操控，实现对系统1的电子单元不上电，系统2内的电子单元上电，同时K4闭合，系统2的大功率组件也开始上电。

以上所述三级控制完成了系统2独立工作，系统1不工作的任务需求，并且系统1的相关组件全不上电。

实施例3：系统1和系统2同时工作；根据附图2所示：

第一级：当APP1和APP2同时闭合，继电器Ks和Kp闭合，相当于开关K1、K2、K3闭合。K1闭合，系统1电子单元全部上电。K3闭合，第二级的SBC、PCC、以及第三级的控制组件等全部上电，同时操控单元也开始上电。

第二级：由PCC转换产生的5V分别给接在光电隔离器的输入端和Kp的输入2上，由于APP2闭合，光电隔离器输出高电平，SBC检测到APP2闭合。K2闭合，系统1上电检测为高电平，SBC检测到APP1闭合。SBC检测到APP的上电状况，判断出系统1和系统2同时工作的任务需求。SBC开始运行系统程序，产生上电时序信号，发送给控制组件。

第三级：控制组件集成了多个固体继电器，其接收SBC的上电时序信号，产生相应的IO上电控制指令，对各固体继电器进行操控，实现对系统1和系统2内的电子单元上电以及系统2的大功率组件上电。

以上所述三级控制完成了系统1和系统2同时上电。

Claims (2)

1.一种双系统上电控制电路，其特征在于：分为三级上电控制电路；

第一级控制电路采用模拟电路，包括两个开关APP1和APP2，以及两个电磁继电器Kp和Ks；APP1和APP2分别对应两个系统的上下电开关，电磁继电器Kp中的K1开关外接第一系统的独立工作组件，电磁继电器Ks中的K3开关接第二级控制电路和第二系统中独立工作组件的控制开关K4；APP1控制电磁继电器Kp和电磁继电器Ks的通断，APP2控制电磁继电器Ks的通断；

第二级控制电路采用时序上电控制，包括电源转换单元PCC、计算机管理单元SBC和光电隔离器；电源转换单元PCC与K3开关相连；电源转换单元PCC的输出与光电隔离器以及电磁继电器Kp中的K2开关相连；光电隔离器的控制端接APP2；光电隔离器的输出以及K2开关与计算机管理单元SBC的两个检测IO相连，用于检测APP1和APP2的闭合状态；

第三级控制电路为数字IO上电控制，由控制组件组成，控制组件内集成IO控制的继电器，与第一系统和第二系统内的电子单元相接，以及与第二系统中独立工作组件的控制开关K4相连；控制组件根据计算机管理单元SBC提供的上电时序和上电状态信号产生上电IO信号，控制内部集成的继电器通断，用以对第一系统和第二系统内的电子单元，以及第二系统中独立工作组件进行上下电控制。

2.利用权利要求1所述控制电路实现双系统上电的控制方法，其特征在于：

当第一系统单独上电，第二系统不工作时：

第一级中开关APP1闭合，开关APP2断开，电磁继电器Kp中的K1和K2开关闭合，电磁继电器Ks中的K3开关闭合；K1闭合后，第一系统的独立工作组件上电，K3闭合后，第二级控制电路上电；

第二级中电源转换单元PCC产生的转换电压分别接在光电隔离器的输入端和电磁继电器Kp的K2开关上；由于APP2未闭合，光电隔离器控制端为高电平，光电隔离器发光二极管不导通，光电隔离器输出为低电平，SBC检测到APP2未闭合；由于K2闭合，计算机管理单元SBC检测APP1的检测IO口为高电平，SBC检测APP1闭合；SBC判断得到任务需求为第一系统工作，第二系统不工作；SBC运行系统程序，产生上电时序信号，发送给控制组件；电源转换单元PCC产生的转换电压也提供给控制组件；

第三级中控制组件接收SBC的上电时序信号，产生相应的IO上电控制指令，对内部集成的继电器进行操控，实现对第一系统的电子单元上电，而第二系统的电子单元不上电，且控制K4开关断开，第二系统的独立工作组件不上电；

当第一系统不工作，第二系统单独上电时：

第一级中开关APP2闭合，APP1断开；电磁继电器Ks中的K3开关闭合，电磁继电器Kp中的K1和K2开关断开；K1断开后，第一系统的独立工作组件不上电；K3闭合后，第二级控制电路上电；

第二级中电源转换单元PCC产生的转换电压分别接在光电隔离器的输入端和电磁继电器Kp的K2开关上；由于APP2闭合，光电隔离器输出高电平，SBC检测到APP2闭合；由于K2断开，SBC检测APP1的检测IO口为低电平，SBC检测APP1未闭合；SBC判断得到任务需求为第一系统不工作，第二系统工作；SBC运行系统程序，产生上电时序信号，发送给控制组件；电源转换单元PCC产生的转换电压也提供给控制组件；

第三级中控制组件接收SBC的上电时序信号，产生相应的IO上电控制指令，对内部集成的继电器进行操控，实现对第一系统的电子单元不上电，而第二系统的电子单元上电，并且控制K4开关闭合，第二系统的独立工作组件上电；

当第一系统和第二系统同时工作时：

第一级中开关APP1和APP2同时闭合，电磁继电器Kp中的K1和K2开关闭合，电磁继电器Ks中的K3开关闭合；K1闭合后，第一系统的独立工作组件上电，K3闭合后，第二级控制电路上电；

第二级中电源转换单元PCC产生的转换电压分别接在光电隔离器的输入端和电磁继电器Kp的K2开关上；由于APP2闭合，光电隔离器输出高电平，SBC检测到APP2闭合；由于K2闭合，SBC检测APP1的检测IO口为高电平，SBC检测APP1闭合；SBC判断得到任务需求为第一系统和第二系统同时工作；SBC运行系统程序，产生上电时序信号，发送给控制组件；电源转换单元PCC产生的转换电压也提供给控制组件；

第三级中控制组件接收SBC的上电时序信号，产生相应的IO上电控制指令，对内部集成的继电器进行操控，实现对第一系统和第二系统的电子单元上电，并且控制K4开关闭合，第二系统的独立工作组件上电。

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