CN110994971A - 适用于飞行器的集中式分时供电电路及供电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及适用于飞行器的集中式分时供电电路及供电方法,所述供电电路包括:一组一次电源;一滤波浪涌抑制电路,对一次电源的输出进行噪声干扰抑制;一保持电路,由抑制后的一次电源输出充电;多组二次电源,正常工作状态下由抑制后的一次电源输出供电,出现中断或欠压50ms的情况下由保持电路供电;二次电源用于为负载供电;光耦隔离电路,接收外部控制指令控制相应二次电源的输出的接通或断开。本发明适用于飞行器的集中式分时供电电路及供电方法,解决了启动电流过大、待机能源消耗等问题。

Description

适用于飞行器的集中式分时供电电路及供电方法
技术领域
本发明涉及供电控制领域,具体涉及一种适用于飞行器的集中式分时供电电路及供电方法。
背景技术
目前飞行器的供电系统仍以各用电单机使用一次电源自行转换为所需的二次电源为主,所需一次电源的用电量由系统总体统一进行分配。随着技术的发展,飞行器无论从功能还是性能上都面临着更大的进步需求,相应的,对能源的需求也水涨船高。但是受限于飞行器的电源系统的能力,一方面总体需要精确计算各设备的用电量,包括启动电流、待机电流、工作电流等;另一方面,在飞行器能源无法满足承载设备需求的情况下,则需要配置蓄电池以备使用,不仅占用内部空间、增加设备质量,也给能源系统的设计带来复杂性。
飞行器在实际工作中涉及到一定的工作时序,尤其在长时间的飞行状态下,多数设备较长时间均处于待机状态,如果能将待机时消耗的能源释放出来,将会在一定程度上减少飞行器电源的能源负担。尤其是系统上电的瞬间,启动电流往往是稳态工作时所需电流的数倍,供电电源的尖峰供电能力也是设备能够正常启动的一个重要考核因素。在电源能力一定的情况下,就要求各设备对自身的启动电流波形有一个清晰的认知并加以严格控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于飞行器的集中式分时供电电路及供电方法,解决启动电流过大、待机能源消耗问题。
为了达到上述的目的,本发明提供一种适用于飞行器的集中式分时供电电路,包括:
一组一次电源;
一滤波浪涌抑制电路,对一次电源的输出进行噪声干扰抑制;
一保持电路,由抑制后的一次电源输出充电;
多组二次电源,正常工作状态下由抑制后的一次电源输出供电,出现中断或欠压50ms的情况下由保持电路供电;二次电源用于为负载供电;
光耦隔离电路,接收外部控制指令控制相应二次电源的输出的接通或断开。
上述适用于飞行器的集中式分时供电电路,其中,所述滤波浪涌抑制电路采用差模电感和共模电感抑制噪声干扰。
上述适用于飞行器的集中式分时供电电路,其中,所述保持电路包括BOSST升压电路和储能电容,BOSST升压电路将输入电压升高并稳定后给后级的储能电容充电。
上述适用于飞行器的集中式分时供电电路,其中,所述二次电源的电路拓扑方式采用正激、反激、推挽或者BUCK和隔离的组合,且采用PWM反馈来保证二次电源输出电压精度。
上述适用于飞行器的集中式分时供电电路,其中,所述二次电源的主拓扑结构为推挽电路,采用峰值电流型控制模式。
上述适用于飞行器的集中式分时供电电路,其中,所述外部控制指令由系统工作时序控制,为各二次电源使能指令的组合。
本发明提供的另一技术方案是一种适用于飞行器的集中式分时供电方法,采用一组一次电源集中转换为多组二次电源供电;通过外部控制指令控制各二次电源输出的接通或断开,实现分时供电。
上述适用于飞行器的集中式分时供电方法,其中,一次电源的输出经噪声干扰抑制后为多组二次电源供电。
上述适用于飞行器的集中式分时供电方法,其中,飞行器挂载时,由保持电路为二次电源供电;该保持电路由噪声干扰抑制后的一次电源输出充电储能。
上述适用于飞行器的集中式分时供电方法,其中,外部控制指令经光耦隔离转换后分别传递给需要控制的各二次电源的使能端。
与现有技术相比,本发明的有益技术效果是:
1)一次电源集中转换的供电方式可以节约供电系统体积、成本,可以提高供电系统的空间利用率和一次电源的转换效率;
2)一体化飞行器系统内部电源集中转换、滤波,可以减少一次电源的传导路径,便于滤波器件参数的计算、选取,可以有效的提高供电系统的电磁兼容性;
3)不同功能模块依据飞行器系统的工作时序分时供电,可以有效解决启动电流过大问题;可以有效缓解待机能源消耗、内部散热问题给飞行器系统带来的压力;
4)一体化飞行器系统内部在集中供电的基础上统一使用断电维持电路(保持电路),结合分时供电的设计,当飞行器挂载时,电容的储能可以充分满足正当工作设备的断电需求,电容的取值压力大大减少。进一步节约了体积、成本。
附图说明
本发明的适用于飞行器的集中式分时供电电路及供电方法由以下的实施例及附图给出。
图1为本发明较佳实施例的适用于飞行器的集中式分时供电电路的原理框图。
具体实施方式
以下将结合图1对本发明的适用于飞行器的集中式分时供电电路及供电方法作进一步的详细描述。
针对飞行器平台集通讯、导航、控制等功能一体化设计应用场景,本发明提出一种适用于飞行器的集中式分时供电电路及集中式分时供电方法。
本发明提出的适用于飞行器的集中式分时供电方法,采用一组一次电源集中转换为多组二次电源供电;通过控制指令控制各二次电源输出的接通或断开,实现分时供电。
对于飞行器平台所有功能模块(例如通讯、导航、控制),本发明将一次电源集中,不再针对每个功能模块提供一组一次电源,实现对所有功能模块集中供电、供电集中管理,节约了供电系统体积、成本,提高了供电系统空间利用率和一次电源的转换效率;通过控制指令实现各二次电源分时供电,解决了启动电流过大、待机能源消耗问题。
现以具体实施例详细说明本发明的适用于飞行器的集中式分时供电电路。
图1所示为本发明较佳实施例的适用于飞行器的集中式分时供电电路的原理框图。
参见图1,本实施例的适用于飞行器的集中式分时供电电路包括:
一组一次电源;
一滤波浪涌抑制电路,对一次电源的输出进行噪声干扰抑制;
一保持电路,由抑制后的一次电源输出充电;
多组二次电源,正常工作状态下由抑制后的一次电源输出供电,出现中断或欠压50ms的情况下由保持电路供电;二次电源用于为负载供电;
光耦隔离电路,接收外部控制指令控制相应二次电源的输出的接通或断开。
所述滤波浪涌抑制电路以一次电源的输出为输入,用于对一次电源的输出进行噪声干扰抑制。所述滤波浪涌抑制电路在设计上综合考虑差模噪声、共模噪声的抑制,通过选取合适的差模电感和共模电感达到抑制噪声干扰的目的,所述滤波浪涌抑制电路在器件的选择上选取了耐压值较高的器件,可以有效地预防飞行器电源可能产生的过压浪涌。
按照国军标要求,飞行器电源有可能会出现中断或欠压50ms的情况,而挂载时承担通讯、导航等任务的单机势必不能中断工作。鉴于此,本实施例在所述滤波浪涌抑制电路的输出端设计了所述保持电路,所述保持电路包括BOSST升压电路和储能电容,BOSST升压电路将输入电压升高并稳定后给后级的储能电容充电,该设计可以减少一次电源的变化对充电电路的影响。由于储能电容的容值和体积相对较大,在选取上不仅要综合体积、安装方式等因素,更要考虑耐压值的降额、高低温环境对电容温度特性的影响。
所述二次电源,根据所需输出的电压、功率等选择合适的电路拓扑方式,所述电路拓扑方式如正激、反激、推挽以及BUCK和隔离的组合等。由于各组二次电源的转换精度要求较高,所述二次电源采用PWM反馈来保证输出电压精度。
本实施例中,所述二次电源包括输入滤波电路、线性供电电路、PWM控制电路、功率隔离转换电路、输出滤波电路和反馈回路。所述二次电源的主拓扑结构为推挽电路,采用峰值电流型控制模式,与传统的电压型控制相比解决了推挽电路磁通不平衡问题,动态性能响应速度更快、输出纹波和噪声更低。
外部控制指令经所述光耦隔离电路转换后分别传递给需要控制的各二次电源的使能端。外部依据系统工作时序向本实施例的集中式分时供电电路发送外部控制指令,所述外部控制指令为各二次电源使能指令的组合,方案简单易实现,可靠性高。

Claims (10)

1.适用于飞行器的集中式分时供电电路,其特在在于,包括:
一组一次电源;
一滤波浪涌抑制电路,对一次电源的输出进行噪声干扰抑制;
一保持电路,由抑制后的一次电源输出充电;
多组二次电源,正常工作状态下由抑制后的一次电源输出供电,出现中断或欠压50ms的情况下由保持电路供电;二次电源用于为负载供电;
光耦隔离电路,接收外部控制指令控制相应二次电源的输出的接通或断开。
2.权利要求1所述的适用于飞行器的集中式分时供电电路,其特在在于,所述滤波浪涌抑制电路采用差模电感和共模电感抑制噪声干扰。
3.权利要求1所述的适用于飞行器的集中式分时供电电路,其特在在于,所述保持电路包括BOSST升压电路和储能电容,BOSST升压电路将输入电压升高并稳定后给后级的储能电容充电。
4.权利要求1所述的适用于飞行器的集中式分时供电电路,其特在在于,所述二次电源的电路拓扑方式采用正激、反激、推挽或者BUCK和隔离的组合,且采用PWM反馈来保证二次电源输出电压精度。
5.权利要求4所述的适用于飞行器的集中式分时供电电路,其特在在于,所述二次电源的主拓扑结构为推挽电路,采用峰值电流型控制模式。
6.权利要求1所述的适用于飞行器的集中式分时供电电路,其特在在于,所述外部控制指令由系统工作时序控制,为各二次电源使能指令的组合。
7.适用于飞行器的集中式分时供电方法,其特在在于,采用一组一次电源集中转换为多组二次电源供电;通过外部控制指令控制各二次电源输出的接通或断开,实现分时供电。
8.如权利要求7所述的适用于飞行器的集中式分时供电方法,其特在在于,一次电源的输出经噪声干扰抑制后为多组二次电源供电。
9.如权利要求8所述的适用于飞行器的集中式分时供电方法,其特在在于,飞行器挂载时,由保持电路为二次电源供电;该保持电路由噪声干扰抑制后的一次电源输出充电储能。
10.如权利要求7所述的适用于飞行器的集中式分时供电方法,其特在在于,外部控制指令经光耦隔离转换后分别传递给需要控制的各二次电源的使能端。
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