CN108762174A - 一种热备份控制供电系统 - Google Patents

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张中哲
陈鹏
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Abstract

本发明涉及一种热备份控制供电系统，其是分离可控伺服系统的一部分，包括：控制系统、伺服动力电源、伺服控制驱动器，所述伺服控制驱动器包括转电模块；当控制系统为伺服控制驱动器提供+28V控制电供电时，伺服动力电源不为转电模块供电；当控制系统断开所述+28V控制电供电时，控制系统向伺服动力电源发出激活信号，激活后的伺服动力电源向转电模块供电，转电模块将伺服动力电源供给的+160V功率电转换为伺服控制驱动器所需的+24V控制电。本发明的热备份控制供电系统可在控制电断电的情况下为自身控制驱动器提供控制电，同时为系统配套执行机构提供功率电供电。

Description

一种热备份控制供电系统
技术领域
本发明涉及一种热备份控制供电系统，其是分离可控伺服系统的一部分，属于伺服控制领域。
背景技术
伺服系统供电一般由两部分组成，一是为伺服系统提供控制电供电，此电压一般为28±4V；二是为伺服系统提供功率电供电，此功率电电压较高，一般为+160V～+400V。目前伺服系统用控制电供电一般由控制系统提供，功率电供电由伺服系统自身配套的伺服动力电源提供，两个供电电路相互独立，互不干涉。
根据供电需求，伺服系统在级间分离时序后具备按控制指令摆动的能力，即分离可控，这就要求伺服系统配套控制驱动器在控制系统+28V断电的情况下具备为自身提供控制电供电的能力。具体的：根据总体要求，柔性喷管负载系统与弹头分离时，需在控制电+28V断电的情况下，摆动至设定角度，并维持该角度。该功能需要伺服控制驱动器具备控制+28V直流电断电后，从伺服动力电源的+160V功率电转换出自身所需的控制电电源。
当分离后，控制系统+28V供电随即关断，为保证分离后伺服系统正常工作，需要伺服动力电源为伺服控制驱动器提供供电，由于伺服动力电源为+160V高压供电，且供电电压随负载变化而有波动，根据该系统伺服动力电源发火试验和三合一热试车试验中检测到母线电压波动范围为140V～190V之间，因此要选用一个转电模块将伺服动力电源(电压范围不小于+140V～+190V)高压功率供电转换为低压控制电为控制驱动器提供供电以保证在控制系统++28V供电断开后，控制驱动器仍能正常工作。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明涉及一种热备份控制供电系统，其是分离可控伺服系统的一部分，其可在控制电断电的情况下为自身控制驱动器提供控制电，同时为系统配套执行机构提供功率电供电。
(二)技术方案
一种热备份控制供电系统，其是分离可控伺服系统的一部分，包括：控制系统、伺服动力电源、伺服控制驱动器，所述伺服控制驱动器包括转电模块；所述分离可控伺服系统还包括机电作动器A、机电作动器B、柔性喷管负载系统，所述伺服动力电源分别为转电模块、机电作动器A、机电作动器B供电；当控制系统为伺服控制驱动器提供+28V控制电供电时，伺服动力电源不为转电模块供电；当控制系统断开所述+28V控制电供电时，控制系统向伺服动力电源发出激活信号，激活后的伺服动力电源向转电模块供电，转电模块将伺服动力电源供给的+160V功率电转换为伺服控制驱动器所需的+24V控制电。
所述伺服控制驱动器进一步包括：1553B通信接口、伺服控制模块、信号整合模块、功率驱动单元A、功率驱动单元B、两个AD电路；控制系统通过1553B总线通信接口与伺服控制模块形成通讯，伺服控制模块接收控制系统发送的动作指令，伺服控制模块采集机电作动器A、机电作动器B的传感器信息，对机电作动器A、机电作动器B进行“电流-速度-位置”三闭环控制；所述伺服控制模块输出控制信号给信号整合模块，信号整合模块将所述控制信号整合为两路驱动信号，分别送入功率驱动单元A和功率驱动单元B，功率驱动单元A和功率驱动单元B分别驱动机电作动器A和机电作动器B旋转运动，进而带动机电作动器A和机电作动器B伸缩，从而带动柔性喷管负载系统按照动作指令动作。
所述伺服动力电源还分别为伺服控制驱动器中的功率驱动单元A和功率驱动单元B供电。
转电模块输出端连接二极管A，控制系统的+28V供电输出端连接二极管B。
二极管A和二极管B均采用低导通压降的肖特基二极管SBD012S。
所述热备份控制供电系统中设置使能电路，在伺服动力电源没有收到激活信号时，伺服控制模块给光电耦合器输入端的LOCK引脚发送低电平信号，光电耦合器的输出端将转电模块的使能端Gate In引脚与输入地引脚Vin-相连，此时转电模块的输出被禁止；当伺服动力电源收到激活信号时，伺服控制模块给光电耦合器输入端的LOCK引脚发送+5V高电平信号，光电耦合器耦的输出端将转电模块的使能端Gate In引脚与输入地引脚Vin-断开，使Gate In引脚处于悬空状态，在该状态下转电模块的输出使能。
所述光电耦合器的型号为GH302-1。
(三)有益效果
本发明提出一种热备份控制供电系统，其是分离可控伺服系统的一部分，其采用功率电转控制电与控制系统供电同时全程供电的方案。其在伺服控制驱动器内部设置转电模块，将+160V功率电转为+24V控制电，与控制系统+28V控制电并联，同时加在控制回路上，并在电路上设置二极管，保证转电电源模块在控制系统+28V存在情况下不输出，同时保证控制驱动器的输入电压在其能接受的范围内，转电模块输出电压选定+24V，同时输出端采用二级管保证转电模块+24V输出不会串入控制系统控制+28V供电中。
附图说明
图1本发明的一种热备份控制供电系统的构成方框图。
图2本发明的一种热备份控制供电系统的工作原理图。
图3本发明的一种热备份控制供电系统的转电模块原理图。
图4本发明的一种热备份控制供电系统的转电模块使能电路原理图。
具体实施方式
参见图1、2，本发明的一种热备份控制供电系统，其是分离可控伺服系统的一部分，包括：控制系统1、伺服动力电源2、伺服控制驱动器3，其中，所述伺服控制驱动器3包括转电模块4；所述分离可控伺服系统还包括机电作动器A7、机电作动器B6、柔性喷管负载系统8，所述伺服动力电源2分别为转电模块4、机电作动器A7、机电作动器B6供电，当控制系统1为伺服控制驱动器3提供+28V控制电供电时，伺服动力电源2不为转电模块4供电；当控制系统1断开所述+28V控制电供电时，控制系统1向伺服动力电源2发出激活信号，激活后的伺服动力电源2向转电模块4供电，转电模块4将伺服动力电源2供给的+160V功率电转换为伺服控制驱动器3所需的+24V控制电。
所述伺服控制驱动器3进一步包括：1553B通信接口31、伺服控制模块32、信号整合模块33、功率驱动单元A34、功率驱动单元B35、两个AD电路；控制系统1通过1553B总线通信接口31与伺服控制模块32形成通讯，伺服控制模块32接收控制系统1发送的动作指令，伺服控制模块32采集机电作动器A7、机电作动器B6的传感器信息，对机电作动器A7、机电作动器B6进行“电流-速度-位置”三闭环控制；所述伺服控制模块32输出控制信号给信号整合模块33，信号整合模块33将所述控制信号整合为两路驱动信号，分别送入功率驱动单元A34和功率驱动单元B35，功率驱动单元A34和功率驱动单元B35分别驱动机电作动器A7和机电作动器B6旋转运动，进而带动机电作动器A7和机电作动器B6伸缩，从而带动柔性喷管负载系统8按照动作指令动作。
所述伺服动力电源2还分别为伺服控制驱动器3中的功率驱动单元A34和功率驱动单元B35供电。
参见图3，转电模块4输出端连接二极管A，控制系统1的+28V供电输出端连接二极管B。二级管A和二极管B的接入用于保证转电模块4的+24V输出不会串入控制系统1的+28V供电。二极管A和二极管B均采用低导通压降的肖特基二极管SBD012S。其反向耐压60V，最大正向电流3A。
所述转电模块4为VICOR公司的宽输入范围DC/DC模块VI-J73-MX。其输入电压范围100V-375V，输出电压+24V，输出功率75W。
参见图4，所述热备份控制供电系统中设置使能电路，在伺服动力电源2没有收到激活信号时，伺服控制模块32给光电耦合器输入端的LOCK引脚发送低电平信号，光电耦合器的输出端将转电模块4的使能端Gate In引脚与输入地引脚Vin-相连，此时转电模块4的输出被禁止；当伺服动力电源2收到激活信号时，伺服控制模块32给光电耦合器输入端的LOCK引脚发送+5V高电平信号，光电耦合器耦的输出端将转电模块4的使能端Gate In引脚与输入地引脚Vin-断开，使Gate In引脚处于悬空状态，在该状态下转电模块4的输出使能。
所述光电耦合器的型号为GH302-1。
所述使能电路的设置进一步保证转电模块4在柔性喷管负载系统5与弹头分离前不工作，而在分离后开始工作。

Claims (7)

1.一种热备份控制供电系统，其是分离可控伺服系统的一部分，包括：控制系统、伺服动力电源、伺服控制驱动器，其特征在于，所述伺服控制驱动器包括转电模块；所述分离可控伺服系统还包括机电作动器A、机电作动器B、柔性喷管负载系统，所述伺服动力电源分别为转电模块、机电作动器A、机电作动器B供电；当控制系统为伺服控制驱动器提供+28V控制电供电时，伺服动力电源不为转电模块供电；当控制系统断开所述+28V控制电供电时，控制系统向伺服动力电源发出激活信号，激活后的伺服动力电源向转电模块供电，转电模块将伺服动力电源供给的+160V功率电转换为伺服控制驱动器所需的+24V控制电。
2.如权利要求1所述的一种热备份控制供电系统，其特征在于，所述伺服控制驱动器进一步包括：1553B通信接口、伺服控制模块、信号整合模块、功率驱动单元A、功率驱动单元B、两个AD电路；控制系统通过1553B总线通信接口与伺服控制模块形成通讯，伺服控制模块接收控制系统发送的动作指令，伺服控制模块采集机电作动器A、机电作动器B的传感器信息，对机电作动器A、机电作动器B进行“电流-速度-位置”三闭环控制；所述伺服控制模块输出控制信号给信号整合模块，信号整合模块将所述控制信号整合为两路驱动信号，分别送入功率驱动单元A和功率驱动单元B，功率驱动单元A和功率驱动单元B分别驱动机电作动器A和机电作动器B旋转运动，进而带动机电作动器A和机电作动器B伸缩，从而带动柔性喷管负载系统按照动作指令动作。
3.如权利要求2所述的一种热备份控制供电系统，其特征在于，所述伺服动力电源还分别为伺服控制驱动器中的功率驱动单元A和功率驱动单元B供电。
4.如权利要求1所述的一种热备份控制供电系统，其特征在于，转电模块输出端连接二极管A，控制系统的+28V供电输出端连接二极管B。
5.如权利要求4所述的一种热备份控制供电系统，其特征在于，二极管A和二极管B均采用低导通压降的肖特基二极管SBD012S。
6.如权利要求1或2所述的一种热备份控制供电系统，其特征在于，所述热备份控制供电系统中设置使能电路，在伺服动力电源没有收到激活信号时，伺服控制模块给光电耦合器输入端的LOCK引脚发送低电平信号，光电耦合器的输出端将转电模块的使能端Gate In引脚与输入地引脚Vin-相连，此时转电模块的输出被禁止；当伺服动力电源收到激活信号时，伺服控制模块给光电耦合器输入端的LOCK引脚发送+5V高电平信号，光电耦合器耦的输出端将转电模块的使能端Gate In引脚与输入地引脚Vin-断开，使Gate In引脚处于悬空状态，在该状态下转电模块的输出使能。
7.如权利要求6所述的一种热备份控制供电系统，其特征在于，所述光电耦合器的型号为GH302-1。
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