CN112531682A - 一种飞行器控制系统母线供电电路及供电方法 - Google Patents

一种飞行器控制系统母线供电电路及供电方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种飞行器控制系统母线供电电路及供电方法，涉及飞行器测发控技术领域，其包括：控制器，其用于发出控制信号和激活信号；配电组件电路，其包括第一单向导通器件，配电组件电路用于接收控制信号后，控制飞行器上电池与母线导通；地面电源，用于接收配电指令向母线供电；飞行器上电池包括电池电路和第二单向导通器件，电池电路用于当接收激活信号，且飞行器上电池与母线导通后，向母线供电；地面电源还用于当其与电池电路同时向母线供电预设时间后，断开供电。本申请，可有效防止地面电源供电和飞行器上电池供电过程相互倒灌的情况，增加飞行器控制系统母线供电的合理性和可靠性，还可较少飞行器上的单机数量，降低飞行器成本。

Description

一种飞行器控制系统母线供电电路及供电方法
技术领域
本申请涉及飞行器测发控技术领域，具体涉及一种飞行器控制系统母线供电电路及供电方法。
背景技术
飞行器控制系统供电线路是飞行器电气系统的重要组成部分。目前，地面测试时，飞行器控制系统母线由测发控系统的地面电源供电；起飞前，需激活飞行器上热电池，飞行器控制系统母线转由热电池供电。然后，飞行器上配电设备再对飞行器控制系统的母线进一步二次配电，为飞行器上各系统或单机供电。
但是，若测发控系统地面供电输出和热电池供电输出直接并联在一起使用，由于两种电源未相互隔离，容易出现相互倒灌的情况，从而影响彼此的性能甚至导致功能失效。另外，飞行器总装后，飞行器上热电池与飞行器电缆网连接，在不拔掉电池情况下，很难对源于热电池处的供电线路进行检测。同时，在飞行过程中，尤其是飞行器分离面受燃气流或气动热的影响，经过分离面的信号线之间的绝缘下降，若位于飞行器上的测发控系统地面供电电路正负线短路，将导致热电池输出短路，控制系统母线将断电，引起灾难性后果。
相关技术中，飞行器系统一般设计了配电器产品，地面供电输出和热电池供电输出首先进入配电器，再通过配电器继电器或MOS管电路等进行通断控制。但是，相关电路及控制复杂，配电器与飞控计算机为不同的单机，增加了飞行器上产品数量和成本，同时，也降低了飞行器控制系统的可靠性。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种飞行器控制系统母线供电电路及供电方法，以解决相关技术中母线供电电路及控制复杂，且增加飞行器成本的问题。
本申请第一方面提供一种飞行器控制系统母线供电电路，其包括：
控制器，其用于发出控制信号和激活信号；
配电组件电路，其包括第一单向导通器件，上述配电组件电路用于接收控制信号后，控制飞行器上电池与母线导通；
地面电源，用于接收配电指令，并通过第一单向导通器件向母线供电；
上述飞行器上电池包括电池电路和第二单向导通器件，上述电池电路用于当接收激活信号，且飞行器上电池与母线导通后，通过第二单向导通器件向上述母线供电；
上述地面电源还用于当其与电池电路同时向母线供电预设时间后，断开供电。
一些实施例中，上述飞行器上电池还包括第三单向导通器件，上述地面电源还用于通过第三单向导通器件向上述母线供电，以模拟上述电池电路向上述母线供电。
一些实施例中，上述第三单向导通器件与第二单向导通器并联，且二者的导向方向相同。
一些实施例中，上述第一单向导通器件和第二单向导通器件均为两个并联的二极管，且两个二极管的导向方向相同。
一些实施例中，上述地面电源还用于向配电组件电路发出断电信号，上述配电组件电路还用于根据断电信号控制飞行器上电池与母线断开。
一些实施例中，上述配电组件电路还包括控制信号端和继电器K1；
上述控制信号端的输出端通过上述继电器K1的线包接地，上述第二单向导通器件的负极通过上述继电器K1的第一常开触点K1-1与母线正线连接，上述电池电路的输入端通过上述继电器K1的第二常开触点K1-2与母线负线连接。
一些实施例中，上述配电组件电路还包括继电器K2，上述地面电源还包括断电信号输出端；
上述断电信号输出端通过继电器K2的线包接地，上述第二单向导通器件的负极依次通过继电器K1的第三常开触点K1-3、继电器K2的常闭触点K2-1和继电器K1的线包后接地。
一些实施例中，上述继电器K1的线包的两端并联续流二极管D7，上述续流二极管D7的正极接地。
一些实施例中，上述配电组件电路还包括AD采集电路，上述AD采集电路用于采集上述电池电路的输出电压、以及上述母线电压，并发送至上述控制器。
本申请第二方面提供一种基于上述飞行器控制系统母线供电电路的供电方法，其包括步骤：
地面电源接收配电指令后，通过第一单向导通器件向母线供电；
电池电路接收控制器发送的激活信号后，通过第二单向导通器件向上述母线供电；
配电组件电路接收控制器发送的控制信号后，控制飞行器上电池与上述母线导通；
当上述地面电源与电池电路同时向母线供电预设时间后，地面电源断开供电。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请的飞行器控制系统母线供电电路及供电方法，由于配电组件电路包括第一单向导通器件，飞行器上电池包括电池电路和第二单向导通器件，地面电源接收配电指令后，可通过第一单向导通器件向母线供电，配电组件电路接收控制信号后，可控制飞行器上电池与母线导通，电池电路在接收激活信号，且飞行器上电池与母线导通后，可通过第二单向导通器件向母线供电，且在地面电源与电池电路同时向母线供电一段时间后，还可断开地面电源供电，完成由地面电源供电向飞行器上电池供电的转换，因此，不仅可有效防止地面电源供电和飞行器上电池供电过程相互倒灌的情况，增加飞行器控制系统母线供电的合理性和可靠性，还可较少飞行器上的单机数量，降低飞行器成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的飞行器控制系统母线供电电路；
图2为本申请实施例的供电方法的流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本申请实施例提供一种飞行器控制系统母线供电电路及供电方法，以解决现有技术中母线供电电路及控制复杂，且会增加飞行器成本的问题。
如图1所示，本实施例的飞行器控制系统母线供电电路，用于为飞行器控制系统母线供电，该电路包括控制器、配电组件电路、地面电源和飞行器上电池。
上述控制器用于发出控制信号和激活信号。配电组件电路包括第一单向导通器件，上述配电组件电路用于接收控制信号后，控制飞行器上电池与母线导通。地面电源用于接收配电指令，然后通过第一单向导通器件向控制器和母线供电。
上述飞行器上电池包括电池电路和第二单向导通器件，上述电池电路用于当接收激活信号，且飞行器上电池与母线导通后，通过第二单向导通器件向上述母线供电。该第二单向导通器件可有效防止飞行器上电池发生短路和倒灌。可选地，飞行器上电池为飞行器上热电池或锂电池。
当上述地面电源与电池电路同时向母线供电预设时间后，上述地面电源还用于断开为母线的供电，以完成转电。
本申请实施例的飞行器控制系统母线供电电路，地面电源接收配电指令后，可通过第一单向导通器件向母线供电，配电组件电路接收控制信号后，可控制飞行器上电池与母线导通，电池电路在接收激活信号，且飞行器上电池与母线导通后，可通过第二单向导通器件向母线供电，且在地面电源与电池电路同时向母线供电一段时间后，还可断开地面电源供电，完成由地面电源供电向飞行器上电池供电的转换，因此，不仅可有效防止地面电源供电和飞行器上电池供电过程相互倒灌的情况，增加飞行器控制系统母线供电的合理性和可靠性，还可较少飞行器上的单机数量，降低飞行器成本。
进一步地，上述飞行器上电池还包括第三单向导通器件，上述地面电源还用于通过第三单向导通器件向上述母线供电，以模拟上述电池电路向上述母线供电。
本实施例中，上述第三单向导通器件与第二单向导通器并联，且二者的导向方向相同。
优选地，上述第一单向导通器件和第二单向导通器件均为两个并联的二极管，且两个二极管的导向方向相同。通过两个并联的二极管，可实现单向导通的冗余设计。
本实施例中，上述第一单向导通器件包括并联的二极管D1和二极管D2，二极管D1和D2并联后的正极连接地面电源供电输出端+BB0，二极管D1和D2并联后的负极接入母线正线。
其中，第二单向导通器件包括并联的二极管D3和二极管D4，二极管D3和D4并联后的正极连接电池电路的输出端。
可选地，上述第三单向导通器件也为两个并联的二极管。其中，第三单向导通器件包括并联的二极管D5和二极管D6，二极管D5和D6并联后的正极连接地面电源的模拟供电输出端+DD0。
本实施例中，二极管D3和D4并联后的负极与二极管D5和D6并联后的负极一起接入继电器K1的第一常开触点K1-1和第三常开触点K1-3的公共端。
在其他实施例中，上述第一单向导通器件、第二单向导通器和第三单向导通器件均为单向二极管。
本实施例中，上述配电组件电路还包括继电器K1的控制信号端和继电器K1。
上述继电器K1的控制信号端的输出端通过上述继电器K1的线包接地，上述第二单向导通器件的负极通过上述继电器K1的第一常开触点K1-1与母线正线连接，母线负线通过上述继电器K1的第二常开触点K1-2与电池电路的输入端连接，即回到飞行器上电池负端。
进一步地，上述地面电源还用于向配电组件电路发出断电信号，上述配电组件电路还用于根据断电信号控制飞行器上电池与母线断开。
本实施例中，上述配电组件电路还包括继电器K2，上述地面电源还包括断电信号输出端+PD。
上述断电信号输出端+PD通过继电器K2的线包接地(-PD)，上述第二单向导通器件的负极依次通过继电器K1的第三常开触点K1-3、继电器K2的常闭触点K2-1和继电器K1的线包后接地(-BB)。
其中，第三常开触点K1-3的活动端与常闭触点K2-1的公共端连接，常闭触点K2-1的活动端与继电器K1的线包连接。
本实施例中，上述继电器K1的线包的两端并联续流二极管D7，上述续流二极管D7的正极接地。上述继电器K2的线包的两端并联续流二极管D8，上述续流二极管D8的正极连接断电信号输入端-PD，续流二极管D8的负极连接断电信号输出端+PD。
本实施例中，该配电组件电路还包括AD采集电路，上述AD采集电路用于采集上述电池电路的输出电压、以及上述母线电压，并将电压信号发送至上述控制器。控制器在判断地面电源和电池电路同时供电1s后，即可发送信号至地面控制系统，进而控制地面电源断开供电。
本实施例中，地面电源包括地面控制系统的供电输出端+BB0(28V)、供电输入端-BB、地面模拟飞行器上电池供电的模拟输出端+DD0，(28V)、模拟输入端-DD，以及紧急断电控制的断电信号输出端+PD(28V)和断电信号输入端-PD。飞行器上电池输出28V供电，配电组件电路为飞控计算机的一部分。
其中，地面电源的供电输入端-BB与控制系统母线BB直接共地(-BB)，模拟输入端-DD与飞行器上电池直接共地(-DD)。
在进行测试供电过程中，地面控制系统控制地面电源的供电输出端+BB0输出，经过并联的二极管D1和D2，使控制系统母线带电。此时，继电器K1不工作，其第一常开触点K1-1和第二常开触点K1-2处于断开状态，地面电源不会影响飞行器上电池，通过AD采集电路采集母线电压即可进行配电状态监测。
如图2所示，本申请实施例的基于飞行器控制系统母线供电电路的供电方法，其包括步骤：
S1.地面电源接收配电指令后，对配电组件电路进行供电，并通过配电组件电路的第一单向导通器件向母线供电。
S2.电池电路接收控制器发送的激活信号后，通过第二单向导通器件向上述母线供电。
S3.配电组件电路接收控制器发送的控制信号后，控制飞行器上电池与上述母线导通。
S4.当上述地面电源与电池电路同时向母线供电预设时间后，断开地面电源供电。预设时间可根据飞行器实际的测发控过程进行设定。本实施例中，预设时间为1s。
其中，使地面电源与电池电路同时向母线供电预设时间，可确保母线不掉电。
本实施例中，在地面电源的供电输出端+BB0供电输出后，经过并联的二极管D1和D2，使控制系统母线带电，并由AD采集电路采集母线电压，并发送至控制器。
当控制器发送激活信号激活飞行器上电池，飞行器上电池供电输出。然后，控制器发送K1继电器控制信号控制继电器K1工作，继电器K1的三个常开触点均闭合，使电池电路通过并联的二极管D3和D4向母线供电，并由AD采集电路采集电池电路的输出电压，并发送至控制器。此时，继电器K1的线包由电池电路供电，保证继电器K1的配电自保持环路。
当控制器判断地面电源与电池电路同时向母线供电1s后，发送信号至地面控制系统，进而控制地面电源断开供电，完成母线供电的转电过程。该过程中，通过二极管D1、D2、D3、D4，可有效防止两种电源之间的电流倒灌。
在紧急情况，地面电源还可通过断电信号输出端发送紧急断电PD信号，控制继电器K2的常闭触点K2-1断开，以解除继电器K1的自保状态，进而断开飞行器上电池与母线的通路，实现紧急断电。
进一步地，在连接好飞行器上电池且飞行器上电池未激活状态下，若需要检测飞行器上电池供电及配电组件电路的状态时，还可通过地面电源模拟飞行器上电池供电。
具体地，在地面电源的供电输出端供电输出使母线带电后，可通过地面电源的模拟输出端+DD0供电输出。然后控制器发送K1继电器控制信号控制继电器K1工作，继电器K1的三个常开触点均闭合，使模拟输出端通过并联的二极管D5和D6向母线供电。此时，继电器K1的线包由模拟输出端供电。
当控制器判断地面电源的供电输出端和模拟飞行器上电池的模拟输出端同时向母线供电1s后，发送信号至地面控制系统，进而控制供电输出端断开供电，完成母线供电的转电过程。该过程中，通过二极管D1、D2、D5、D6，可有效防止两种电源之间电流倒灌的影响。
本申请实施例的供电方法，适用于上述各供电电路，在通过配电组件电路实现母线供电转换的过程中，通过第一单向导通器件、第二单向导通器件和第三单向导通器件可有效防止转电过程中两种电源之间的电流倒灌现象，并充分考虑了飞行器测试及飞行过程中，控制系统母线的供电及测试需求，有效提高飞行器上电气系统性能。
本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种飞行器控制系统母线供电电路，其特征在于，其包括：
控制器，其用于发出控制信号和激活信号；
配电组件电路，其包括第一单向导通器件，所述配电组件电路用于接收控制信号后，控制飞行器上电池与母线导通；
地面电源，用于接收配电指令，并通过第一单向导通器件向母线供电；
所述飞行器上电池包括电池电路和第二单向导通器件，所述电池电路用于当接收激活信号，且飞行器上电池与母线导通后，通过第二单向导通器件向所述母线供电；
所述地面电源还用于当其与电池电路同时向母线供电预设时间后，断开供电。
2.如权利要求1所述的飞行器控制系统母线供电电路，其特征在于：所述飞行器上电池还包括第三单向导通器件，所述地面电源还用于通过第三单向导通器件向所述母线供电，以模拟所述电池电路向所述母线供电。
3.如权利要求2所述的飞行器控制系统母线供电电路，其特征在于：所述第三单向导通器件与第二单向导通器并联，且二者的导向方向相同。
4.如权利要求1所述的飞行器控制系统母线供电电路，其特征在于：所述第一单向导通器件和第二单向导通器件均为两个并联的二极管，且两个二极管的导向方向相同。
5.如权利要求1所述的飞行器控制系统母线供电电路，其特征在于：所述地面电源还用于向配电组件电路发出断电信号，所述配电组件电路还用于根据断电信号控制飞行器上电池与母线断开。
6.如权利要求1所述的飞行器控制系统母线供电电路，其特征在于：所述配电组件电路还包括控制信号端和继电器K1；
所述控制信号端的输出端通过所述继电器K1的线包接地，所述第二单向导通器件的负极通过所述继电器K1的第一常开触点K1-1与母线正线连接，所述电池电路的输入端通过所述继电器K1的第二常开触点K1-2与母线负线连接。
7.如权利要求6所述的飞行器控制系统母线供电电路，其特征在于：所述配电组件电路还包括继电器K2，所述地面电源还包括断电信号输出端；
所述断电信号输出端通过继电器K2的线包接地，所述第二单向导通器件的负极依次通过继电器K1的第三常开触点K1-3、继电器K2的常闭触点K2-1和继电器K1的线包后接地。
8.如权利要求6所述的飞行器控制系统母线供电电路，其特征在于：所述继电器K1的线包的两端并联续流二极管D7，所述续流二极管D7的正极接地。
9.如权利要求1所述的飞行器控制系统母线供电电路，其特征在于：所述配电组件电路还包括AD采集电路，所述AD采集电路用于采集所述电池电路的输出电压、以及所述母线电压，并发送至所述控制器。
10.一种基于权利要求1所述的飞行器控制系统母线供电电路的供电方法，其特征在于，其包括步骤：
地面电源接收配电指令后，通过第一单向导通器件向母线供电；
电池电路接收控制器发送的激活信号后，通过第二单向导通器件向所述母线供电；
配电组件电路接收控制器发送的控制信号后，控制飞行器上电池与所述母线导通；
当所述地面电源与电池电路同时向母线供电预设时间后，地面电源断开供电。
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