CN111082485A - 一种具有电压输出管理功能的热电池系统 - Google Patents

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宋维相
于金玉
刘丽娟
张宝欣
苏永堂
江洁非
张玉
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Abstract

本发明涉及一种具有电压输出管理功能的热电池系统，属于热电池技术领域；包括热电池、第一MOS管开通模块、第二MOS管开通模块、迟滞比较模块、电压信号检测模块、隔离模块和载机直流电源；在热电池刚刚激活电压尚未爬升到某规定值的时候，该装置可以将热电池电压输出端与并网直流电源隔离，让并网直流电源单独为武器系统用电设备提供电能；待热电池输出电压达到规定值时，该装置接通热电池，热电池与并网直流电源同时为用电设备供电；待热电池输出电压随着能量消耗低于某规定值时，该装置切断热电池电压输出通路，避免损害用电设备。

Description

一种具有电压输出管理功能的热电池系统
技术领域
本发明属于热电池技术领域，涉及一种具有电压输出管理功能的热电池系统。
背景技术
热电池是用电池本身的加热系统把不导电的固体状态盐类电解质加热熔融呈离子型导体而进入工作状态的一种热激活储备电池。热电池具有贮存时间长、激活时间短、比能量较高、使用温度范围广、免维护保养等特点，广泛应用于导弹、鱼雷、炸弹等武器系统。热电池在得到激活信号后1s-2s之内，输出电压迅速从零伏爬升至设计标称值，并同时为武器系统上其他用电设备提供直流电源。在热电池刚刚激活电压爬升过程中，若有其他直流电源同时给武器系统用电设备并网供电，则会出现热电池与并网直流电源相互干扰、电流倒灌等问题，并网直流电源的电压会被瞬间拉低，用电设备会出现瞬间掉电的风险。同样，一旦热电池电压建立起来，若热电池电压高于并网直流电源电压，则会出现热电池向直流电源电流倒灌的情况，不仅存在损伤并网直流电源的风险，还会产生热电池为用电设备供电不足的问题。目前并没有相关设计，实现对热电池输出电压的管理控制。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种具有电压输出管理功能的热电池系统，实现了对热电池电压输出的管理。
本发明解决技术的方案是：
一种具有电压输出管理功能的热电池系统，包括热电池、第一MOS管开通模块、第二MOS管开通模块、迟滞比较模块、电压信号检测模块、隔离模块和载机直流电源；
载机直流电源：初始时刻为外部弹上负载供电；
热电池：接收到外部激活信号后，输出电压至迟滞比较模块；第一MOS管开通模块和第二MOS管开通模块接通后，热电池为外部弹上负载供电；载机直流电源不供电；
迟滞比较模块：接收热电池传来的电压；对电压进行判断，根据判断结果生成迟滞比较接通信号，并将迟滞比较接通信号分别发送至第一MOS管开通模块和第二MOS管开通模块；根据判断结果生成迟滞比较断开信号，并将迟滞比较断开信号分别发送至第一MOS管开通模块和第二MOS管开通模块；
第一MOS管开通模块：接收到迟滞比较模块传来的迟滞比较接通信号，对迟滞比较接通信号做识别处理，第一MOS管开通模块接通；生成第一接通控制信号；并将第一接通控制信号发送至电压信号检测模块；接收到迟滞比较模块传来的迟滞比较断开信号，对迟滞比较断开信号做识别处理，第一MOS管开通模块断开；生成第一断开控制信号；并将第一断开控制信号发送至电压信号检测模块；
第二MOS管开通模块：接收到迟滞比较模块传来的迟滞比较接通信号，对迟滞比较接通信号做识别处理，第二MOS管开通模块接通；生成第二接通控制信号；并将第二接通控制信号发送至电压信号检测模块；接收到迟滞比较模块传来的迟滞比较断开信号，对迟滞比较断开信号做识别处理，第二MOS管开通模块断开；生成第二断开控制信号；并将第二断开控制信号发送至电压信号检测模块
电压信号检测模块：接收第一MOS管开通模块传来的第一接通控制信号；接收第二MOS管开通模块传来的第二接通控制信号；将第一接通控制信号和第二接通控制信号发送至外部一体化设备；接收第一MOS管开通模块传来的第一断开控制信号；接收第二MOS管开通模块传来的第二断开控制信号；将第一断开控制信号和第二断开控制信号发送至外部一体化设备；
隔离模块：设置在热电池和载机直流电源之间，防止热电池的电压超过载机直流电源的电压阈值，电流倒灌进载机直流电源；
隔离模块：在载机28.5V直流电源1端设置隔离二极管，热电池输出端到载机电源的回路被割断，防止热电池电压大于26.5V±1.5V时电流倒灌进载机电源。
在上述一种具有电压输出管理功能的热电池系统，所述热电池输出的电压由0V快速爬升至35V；随着电能的输出和消耗，电压值缓慢下降至0V。
在上述一种具有电压输出管理功能的热电池系统，所述迟滞比较模块对电压进行判断生成迟滞比较接通信号的方法为：
当电压值上升至25V时，迟滞比较模块生成电池电压迟滞比较信号；
当电压值未到25V时，迟滞比较模块不动作。
在上述一种具有电压输出管理功能的热电池系统，所述迟滞比较模块对电压进行判断生成迟滞比较断开信号的方法为：
当电压值下降至18V时，迟滞比较模块生成迟滞比较断开信号；
当电压值下降至18V时，迟滞比较模块不动作。
在上述一种具有电压输出管理功能的热电池系统，所述载机直流电源的工作电压为28.5V；隔离模块防止热电池输出的电压大于28.5V。
在上述一种具有电压输出管理功能的热电池系统，所述第一MOS管开通模块和第二MOS管开通模块中MOS管放置时采用对称放置，通过方向相反的MOS管的体二极管，实现有效隔离。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明采用了MOS管开通电路模块，提高了热电池电压输出控制的工作可靠性，实现了热电池电压输出的管理；
(2)本发明采用了电压信号检测电路模块，提高了输出控制器的测试覆盖率，实现了武器系统快速判定MOS管开通电路模块是否正常通断的功能；
(3)本发明采用了MOS管开通电路模块中MOS管对称放置设计，利用方向相反的MOS管的体二极管来实现有效隔离，提高了电源产品在系统工作时的安全性可靠性，实现了热电池与载机28.5V直流电源1之间的有效隔离。
附图说明
图1为本发明热电池系统示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
本发明提供一种具有电压输出管理功能的热电池系统，在电压输出通道上设计增加一种可以管理电压输出的装置，在热电池刚刚激活电压尚未爬升到某规定值的时候，该装置可以将热电池电压输出端与并网直流电源隔离，让并网直流电源单独为武器系统用电设备提供电能；待热电池输出电压达到规定值时，该装置接通热电池，热电池与并网直流电源同时为用电设备供电；待热电池输出电压随着能量消耗低于某规定值时，该装置切断热电池电压输出通路，避免损害用电设备。
如图1所示，热电池系统主要包括热电池、第一MOS管开通模块、第二MOS管开通模块、迟滞比较模块、电压信号检测模块、隔离模块和载机直流电源；
载机直流电源：初始时刻为外部弹上负载供电；
热电池：接收到外部激活信号后，输出电压至迟滞比较模块；热电池输出的电压由0V快速爬升至35V；之后随着电能的输出和消耗，电压值开始逐渐缓慢下降，直到电量全部消耗完结，最终电压降至0V。第一MOS管开通模块和第二MOS管开通模块接通后，热电池为外部弹上负载供电；载机直流电源不供电；
迟滞比较模块：接收热电池传来的电压；对电压进行判断，根据判断结果生成迟滞比较接通信号，并将迟滞比较接通信号分别发送至第一MOS管开通模块和第二MOS管开通模块；迟滞比较模块对电压进行判断生成迟滞比较接通信号的方法为：当电压值从0V上升至25V时，迟滞比较模块生成电池电压迟滞比较信号；当电压值未到25V时，迟滞比较模块不动作。
根据判断结果生成迟滞比较断开信号，并将迟滞比较断开信号分别发送至第一MOS管开通模块和第二MOS管开通模块；迟滞比较模块对电压进行判断生成迟滞比较断开信号的方法为：
当电压值从35V下降至18V时，迟滞比较模块生成迟滞比较断开信号；
当电压值未下降至18V时，迟滞比较模块不动作。
第一MOS管开通模块：接收到迟滞比较模块传来的迟滞比较接通信号，对迟滞比较接通信号做识别处理，第一MOS管开通模块接通；生成第一接通控制信号；并将第一接通控制信号发送至电压信号检测模块；接收到迟滞比较模块传来的迟滞比较断开信号，对迟滞比较断开信号做识别处理，第一MOS管开通模块断开；生成第一断开控制信号；并将第一断开控制信号发送至电压信号检测模块；
第二MOS管开通模块：接收到迟滞比较模块传来的迟滞比较接通信号，对迟滞比较接通信号做识别处理，第二MOS管开通模块接通；生成第二接通控制信号；并将第二接通控制信号发送至电压信号检测模块；接收到迟滞比较模块传来的迟滞比较断开信号，对迟滞比较断开信号做识别处理，第二MOS管开通模块断开；生成第二断开控制信号；并将第二断开控制信号发送至电压信号检测模块。
第一MOS管开通模块和第二MOS管开通模块中MOS管放置时采用对称放置，通过方向相反的MOS管的体二极管，实现有效隔离。
电压信号检测模块：接收第一MOS管开通模块传来的第一接通控制信号；接收第二MOS管开通模块传来的第二接通控制信号；将第一接通控制信号和第二接通控制信号发送至外部一体化设备；接收第一MOS管开通模块传来的第一断开控制信号；接收第二MOS管开通模块传来的第二断开控制信号；将第一断开控制信号和第二断开控制信号发送至外部一体化设备；
外部一体化设备接收2个MOS管开通模块的接通或断开控制信号作为武器系统判断热电池激活并接通的判据。
隔离模块：设置在热电池和载机直流电源之间，防止热电池的电压超过载机直流电源的电压阈值，电流倒灌进载机直流电源。所述载机直流电源的工作电压为28.5V；隔离模块防止热电池输出的电压大于28.5V。将热电池输出端到载机电源的回路被割断，防止热电池电压大于28V时电流倒灌进载机电源。
本发明采用了MOS管开通电路模块，提高了热电池电压输出控制的工作可靠性，实现了热电池电压输出的管理；采用了电压信号检测电路模块，提高了输出控制器的测试覆盖率，实现了武器系统快速判定MOS管开通电路模块是否正常通断的功能；采用了MOS管开通电路模块中MOS管对称放置设计，利用方向相反的MOS管的体二极管来实现有效隔离，提高了电源产品在系统工作时的安全性可靠性，实现了热电池与载机28.5V直流电源1之间的有效隔离。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有电压输出管理功能的热电池系统，其特征在于：包括热电池、第一MOS管开通模块、第二MOS管开通模块、迟滞比较模块、电压信号检测模块、隔离模块和载机直流电源；
载机直流电源：初始时刻为外部弹上负载供电；
热电池：接收到外部激活信号后，输出电压至迟滞比较模块；第一MOS管开通模块和第二MOS管开通模块接通后，热电池为外部弹上负载供电；载机直流电源不供电；
迟滞比较模块：接收热电池传来的电压；对电压进行判断，根据判断结果生成迟滞比较接通信号，并将迟滞比较接通信号分别发送至第一MOS管开通模块和第二MOS管开通模块；根据判断结果生成迟滞比较断开信号，并将迟滞比较断开信号分别发送至第一MOS管开通模块和第二MOS管开通模块；
第一MOS管开通模块：接收到迟滞比较模块传来的迟滞比较接通信号，对迟滞比较接通信号做识别处理，第一MOS管开通模块接通；生成第一接通控制信号；并将第一接通控制信号发送至电压信号检测模块；接收到迟滞比较模块传来的迟滞比较断开信号，对迟滞比较断开信号做识别处理，第一MOS管开通模块断开；生成第一断开控制信号；并将第一断开控制信号发送至电压信号检测模块；
第二MOS管开通模块：接收到迟滞比较模块传来的迟滞比较接通信号，对迟滞比较接通信号做识别处理，第二MOS管开通模块接通；生成第二接通控制信号；并将第二接通控制信号发送至电压信号检测模块；接收到迟滞比较模块传来的迟滞比较断开信号，对迟滞比较断开信号做识别处理，第二MOS管开通模块断开；生成第二断开控制信号；并将第二断开控制信号发送至电压信号检测模块
电压信号检测模块：接收第一MOS管开通模块传来的第一接通控制信号；接收第二MOS管开通模块传来的第二接通控制信号；将第一接通控制信号和第二接通控制信号发送至外部一体化设备；接收第一MOS管开通模块传来的第一断开控制信号；接收第二MOS管开通模块传来的第二断开控制信号；将第一断开控制信号和第二断开控制信号发送至外部一体化设备；
隔离模块：设置在热电池和载机直流电源之间，防止热电池的电压超过载机直流电源的电压阈值，电流倒灌进载机直流电源。
2.根据权利要求1所述一种具有电压输出管理功能的热电池系统，其特征在于：所述热电池输出的电压由0V快速爬升至35V；随着电能的输出和消耗，电压值缓慢下降至0V。
3.根据权利要求2所述一种具有电压输出管理功能的热电池系统，其特征在于：所述迟滞比较模块对电压进行判断生成迟滞比较接通信号的方法为：
当电压值上升至25V时，迟滞比较模块生成电池电压迟滞比较信号；
当电压值未到25V时，迟滞比较模块不动作。
4.根据权利要求3所述一种具有电压输出管理功能的热电池系统，其特征在于：所述迟滞比较模块对电压进行判断生成迟滞比较断开信号的方法为：
当电压值下降至18V时，迟滞比较模块生成迟滞比较断开信号；
当电压值未下降至18V时，迟滞比较模块不动作。
5.根据权利要求4所述一种具有电压输出管理功能的热电池系统，其特征在于：所述载机直流电源的工作电压为28.5V；隔离模块防止热电池输出的电压大于28.5V。
6.根据权利要求5所述一种具有电压输出管理功能的热电池系统，其特征在于：所述第一MOS管开通模块和第二MOS管开通模块中MOS管放置时采用对称放置，通过方向相反的MOS管的体二极管，实现有效隔离。
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