CN110707806B - 一种双冗余不间断控制电路 - Google Patents

一种双冗余不间断控制电路 Download PDF

Info

Publication number
CN110707806B
CN110707806B CN201911023114.7A CN201911023114A CN110707806B CN 110707806 B CN110707806 B CN 110707806B CN 201911023114 A CN201911023114 A CN 201911023114A CN 110707806 B CN110707806 B CN 110707806B
Authority
CN
China
Prior art keywords
control circuit
bus bar
uninterrupted
dual
redundancy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911023114.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110707806A (zh
Inventor
黄晓松
胡俊杰
石权利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Aviation Mechanical and Electrical Co Ltd
Original Assignee
Tianjin Aviation Mechanical and Electrical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Aviation Mechanical and Electrical Co Ltd filed Critical Tianjin Aviation Mechanical and Electrical Co Ltd
Priority to CN201911023114.7A priority Critical patent/CN110707806B/zh
Publication of CN110707806A publication Critical patent/CN110707806A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110707806B publication Critical patent/CN110707806B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种双冗余不间断控制电路，包括蓄电池、两路互为备份的模拟控制电路、霍尔传感器、控制器CPU、继电器K1、不间断汇流条、关键汇流条和二极管D7、D8。与现有产品相比，本发明电路设计简单，节约成本，可靠性高，能快速实现地面电源与蓄电池之间的供电切换。同时采用霍尔电流传感器H1和继电器K1实现电路的过流保护功能。

Description

一种双冗余不间断控制电路
技术领域
本发明是一种双冗余不间断控制电路，属于航空电气技术领域。
背景技术
目前我国无人飞机一般采用锌银蓄电池作为应急电源，由于蓄电池电压较高，无法采用与发电机并联的方式提供不间断供电，而使用开关元器件的控制电路，切换时间较长，无法满足关键设备的不间断供电要求，甚至影响到飞机的飞行安全，因此不间断供电已成为无人机电气系统设计的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供了一种双冗余不间断控制电路的设计方法，其目的当关键汇流条电压正常时，不间断汇流条自关键汇流条取电，基本不消耗蓄电池电能；当关键汇流条电压低于设定值时，不间断汇流条自蓄电池取电；当关键汇流条电压回复正常后，不间断汇流条自动恢复至自关键汇流条取电。霍尔电流传感器H1用于监测功率管GT1发射极输出电流，当该电流大于某一设定值且维持一段时间后，CPU控制继电器J1接通。当关键汇流条电压回复正常后，继电器J1自动断开。
本发明的技术方案:一种双冗余不间断控制电路，包括蓄电池、两路互为备份的模拟控制电路、霍尔传感器、控制器CPU、继电器K1、不间断汇流条、关键汇流条和二极管D7、D8；
模拟控制电路一具有电阻R1，稳压管D1，滤波电容C1，驱动三极管T1、T2，隔离二极管D3和大功率导通三极管GT1，R1一端、T1的集电极、T2的集电极、GT1的集电极均连接蓄电池，另一端与C1的一端、D1的负极、T1的基极连接，C1的另一端与D1的正极均接地，T1的发射极连接T2的基极，T2的发射极连接D3的正极，D3的负极连接GT1的基极，GT1的发射极经霍尔传感器连接至不间断汇流条；
模拟控制电路二与模拟控制电路一电路结构相同，也接在蓄电池和霍尔传感器之间，模拟控制电路一和模拟控制电路二互为备份，当不间断汇流条电压低于阈值时，任意一路模拟控制电路接通，由蓄电池向不间断汇流条提供瞬时供电，同时当控制器CPU检测到不间断汇流条电压低于阈值时，控制器CPU在一段时间后(40ms)控制驱动继电器K1接通,由蓄电池向不间断汇流条提供稳态供电，并自动断开模拟控制电路；
当模拟控制电路二或模拟控制电路一出现故障，即模拟控制电路在高于阈值时接通，霍尔传感器实时采集电流，从输出端发送给控制器CPU，控制器CPU判断若电流值＞4A且维持30s，控制器CPU驱动继电器K1接通，蓄电池直接向不间断汇流条提供稳态供电；
不间断汇流条与二极管D7和D8的负极连接，关键汇流条与二极管D7和D8的正极连接，正常情况下，不间断汇流条电压超过阈值时，关键汇流条向不间断汇流条供电。
其特征在于，所述阈值为24.5V。
其特征在于，控制器CPU在40ms后控制驱动继电器K1接通。
其特征在于，电容C1连接在三极管T1的基极和地GND之间，用来滤波和吸收瞬间尖峰，保护三极管T1及稳压管D1。
其特征在于，二极管D7、D8具有双余度反向抑制作用，用来保证电流自关键汇流条流向不间断汇流条，防止电流反向。
发明的有益效果：本发明的一种双冗余不间断控制电路，以功率管为开关器件，提高了不间断控制电路响应速度、减小电磁干扰、提高使用寿命、无拉弧现象；霍尔传感器能监控功率管GT1，GT2发射极的电流，并实时反馈至CPU，该控制电路结构简单，节约成本，可靠性高，能快速开通关断的同时还能实时监测电流，完成不间断供电的智能控制和保护。
附图说明
图1为双冗余不间断控制电路的电路图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的连接结构进行详细说明。
参见附图1所示，该种用于不间断供电的控制电路，该控制电路中的驱动信号通过限流电阻R1和稳压管D1连接到三极管T1的1脚基极，稳压管D1将三极管T1的基极电压钳制至某特定值，为三极管T1提供驱动信号；
三极管T1的2脚集电极接蓄电池，三极管T1的3脚集电极连接三极管T2的1脚基极，为三极管T2提供驱动信号；
三极管T2的2脚集电极接蓄电池，三极管T2的3脚发射极经过二极管D3连接至功率管GT1的1脚基极，为功率管GT1提供驱动信号；
功率管GT1的2脚集电极接蓄电池，功率管GT1的3脚发射极经过霍尔电流传感器H1后接不间断汇流条。
继电器K1连接在蓄电池和不间断汇流条之间；霍尔电流传感器采集功率管GT1发射极输出电流，并实时反馈至CPU，当电流达到某一阈值后，CPU控制继电器K1接通，不间断汇流条自蓄电池取电，防止过流时间过长对元器件造成损伤。
电容C1连接在三极管T1的基极和地GND之间，用来滤波和吸收瞬间尖峰，保护三极管T1及稳压管D1。
二极管D7、D8具有反向抑制作用，用来保证电流自关键汇流条流向不间断汇流条，防止电流反向。
当功率管GT1作为功率开关器件通过1脚基极与3脚集电极的电压差来实现导通和截止，所以开通和关断的切换频率要远远大于机械结构开关，并且实现双冗余。霍尔电流传感器实时采集电流，并反馈至CPU，根据电流设定值和采集值的大小，CPU能够控制继电器接通。通过该控制电路控制不间断供电切换功能可以实时检测电流，精度高稳定性好，能够实现智能控制。

Claims (8)

1.一种双冗余不间断控制电路，包括蓄电池、两路互为备份的模拟控制电路、霍尔传感器、控制器CPU、继电器K1、不间断汇流条、关键汇流条和二极管D7、D8；
模拟控制电路一具有电阻R1，稳压管D1，滤波电容C1，驱动三极管T1、T2，隔离二极管D3和大功率导通三极管GT1，R1一端、T1的集电极、T2的集电极、GT1的集电极均连接蓄电池，另一端与C1的一端、D1的负极、T1的基极连接，C1的另一端与D1的正极均接地，T1的发射极连接T2的基极，T2的发射极连接D3的正极，D3的负极连接GT1的基极，GT1的发射极经霍尔传感器连接至不间断汇流条；
模拟控制电路二与模拟控制电路一电路结构相同，也接在蓄电池和霍尔传感器之间，模拟控制电路一和模拟控制电路二互为备份，当不间断汇流条电压低于阈值时，任意一路模拟控制电路接通，由蓄电池向不间断汇流条提供瞬时供电，同时当控制器CPU检测到不间断汇流条电压低于阈值时，控制器CPU在一段时间后控制驱动继电器K1接通,由蓄电池向不间断汇流条提供稳态供电，并自动断开模拟控制电路；
当模拟控制电路二或模拟控制电路一出现故障，即在不间断汇流条电压高于阈值时，模拟控制电路接通，霍尔传感器实时采集电流，从输出端发送给控制器CPU，控制器CPU判断是否满足K1接通条件，若满足，控制器CPU驱动继电器K1接通，蓄电池直接向不间断汇流条提供稳态供电；
不间断汇流条与二极管D7和D8的负极连接，关键汇流条与二极管D7和D8的正极连接。
2.如权利要求1所述的一种双冗余不间断控制电路，其特征在于，稳压管D1将三极管T1的基极电压钳制，为三极管T1提供驱动信号。
3.如权利要求2所述的一种双冗余不间断控制电路，其特征在于，所述K1接通条件为电流值＞4A且维持30s。
4.如权利要求3所述的一种双冗余不间断控制电路，其特征在于，正常情况下，不间断汇流条电压超过阈值，关键汇流条向不间断汇流条供电。
5.如权利要求4所述的一种双冗余不间断控制电路，其特征在于，所述阈值为24.5V。
6.如权利要求5所述的一种双冗余不间断控制电路，其特征在于，控制器CPU在40ms后控制驱动继电器K1接通。
7.如权利要求6所述的一种双冗余不间断控制电路，其特征在于，电容C1连接在三极管T1的基极和地GND之间，用来滤波和吸收瞬间尖峰，保护三极管T1及稳压管D1。
8.如权利要求7所述的一种双冗余不间断控制电路，其特征在于，二极管D7、D8具有双余度反向抑制作用，用来保证电流自关键汇流条流向不间断汇流条，防止电流反向。
CN201911023114.7A 2019-10-25 2019-10-25 一种双冗余不间断控制电路 Active CN110707806B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911023114.7A CN110707806B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种双冗余不间断控制电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911023114.7A CN110707806B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种双冗余不间断控制电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110707806A CN110707806A (zh) 2020-01-17
CN110707806B true CN110707806B (zh) 2023-04-14

Family

ID=69203498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911023114.7A Active CN110707806B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种双冗余不间断控制电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110707806B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111244888B (zh) * 2020-03-04 2022-12-13 汉中一零一航空电子设备有限公司 一种机载汇流条接触器无源快速关断电路及关断方法
CN114094691A (zh) * 2021-11-17 2022-02-25 北京北航天宇长鹰无人机科技有限公司 一种不间断电源的供电电路、装置及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203537059U (zh) * 2013-11-08 2014-04-09 北京航天拓扑高科技有限责任公司 一种冗余型采样切换电路
CN104184195A (zh) * 2014-09-09 2014-12-03 北京航空航天大学 一种提升无人直升机可靠性和维护性的供电系统
CN205178637U (zh) * 2015-11-25 2016-04-20 北京象限空间科技有限公司 无人机不间断供电系统
CN206710815U (zh) * 2017-05-16 2017-12-05 山东科技大学 一种双控制器冗余复位控制电路
CN107623374A (zh) * 2016-07-14 2018-01-23 深圳光启空间技术有限公司 用于无人机系统的冗余电源及其供电方法和装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203537059U (zh) * 2013-11-08 2014-04-09 北京航天拓扑高科技有限责任公司 一种冗余型采样切换电路
CN104184195A (zh) * 2014-09-09 2014-12-03 北京航空航天大学 一种提升无人直升机可靠性和维护性的供电系统
CN205178637U (zh) * 2015-11-25 2016-04-20 北京象限空间科技有限公司 无人机不间断供电系统
CN107623374A (zh) * 2016-07-14 2018-01-23 深圳光启空间技术有限公司 用于无人机系统的冗余电源及其供电方法和装置
CN206710815U (zh) * 2017-05-16 2017-12-05 山东科技大学 一种双控制器冗余复位控制电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种新型无人机配电控制器设计;王鑫等;《工业仪表与自动化装置》;20170131(第1期);第68-70页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110707806A (zh) 2020-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2579425B1 (en) Smooth switching device and method for double power supplies
CN110707806B (zh) 一种双冗余不间断控制电路
CN112260394B (zh) 汽车电源回路冗余系统
CN109066829A (zh) 一种蓄电池组开路故障重组放电系统及蓄电池
CN209949004U (zh) 电机驱动系统、电机驱动器及电动汽车
CN208874344U (zh) 主电源与备用电源切换电路以及切换装置
CN112671069B (zh) 超级电容模组和协作机器人系统
US10804721B1 (en) Emergency power control system
CN216625374U (zh) 一种用于无人机地面站的电源路径切换电路
CN203553046U (zh) 防晃电延时模块
CN103326191A (zh) 一种插座安全保护装置及安全保护插座
CN202374353U (zh) 一种电视机及其主板电源短路检测电路
CN205355790U (zh) 一种基于三极管的电源保护电路
CN205355776U (zh) 一种基于电源负载异常的短路保护电路
CN114024363A (zh) 基于电动汽车的双供电系统及其控制方法
CN105322499A (zh) 一种基于电源负载异常的短路保护电路
CN112510810B (zh) 一种汽车及其电源系统的监控电路
CN209592971U (zh) 一种低静态电流自锁保护电路系统
CN114094691A (zh) 一种不间断电源的供电电路、装置及系统
CN210431377U (zh) 一种具有短路保护自复位功能的固态开关
CN214799024U (zh) 一种备用供电电路及空调器
CN218387058U (zh) 一种调节器碳刷短路保护线路
CN220785673U (zh) 供电电路及车辆
CN111244888B (zh) 一种机载汇流条接触器无源快速关断电路及关断方法
CN219659471U (zh) 一种主备电切换电路及开关电源

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant