CN114336578A - 一种三通道高压直流供电系统优先级控制电路 - Google Patents

Abstract

本申请属于电路控制领域，特别涉及一种三通道高压直流供电系统优先级控制电路。该电路包括第一直流电源接触器(1)、第二直流电源接触器(2)、第三直流电源接触器(3)、第一控制器(4)、第二控制器(5)、第三控制器(6)、第一继电器(7)及第二继电器(8)，第一控制器控制第一直流电源接触器接通，实现第一电源供电，第一控制器失效后，第一继电器控制第二直流电源接触器投入运行，实现第二电源供电；第二控制器失效后，第二继电器控制第三直流电源接触器投入运行，实现第三电源供电。本申请三个通道的电源接触器通过自身的专用控制器以及机电联锁逻辑共同控制，以实现供电优先级的自动转换，同时可实现不中断供电转换。

Description

一种三通道高压直流供电系统优先级控制电路

技术领域

本申请属于电路控制领域，特别涉及一种三通道高压直流供电系统优先级控制电路。

背景技术

为保证机上用电设备，特别是重要用电设备和关键用电设备，如飞行控制、应急通讯和着陆系统等的供电可靠性要求，航空供电系统往往采用系统重构的方式实现重要用电设备和关键用电设备的多余度供电，以提高供电可靠性。常见的飞机供电系统架构具有三个通道，三个通道电源在供电时具有优先级顺序。每个通道电源与配电中心之间各设一个接触器进行隔离，如图1所示。正常情况下，由电源1向配电中心供电；当电源1供电失效时，电源2可代替失效的电源1向配电中心供电；当电源2也失效时，由电源3进行紧急供电。

三通道电源系统的控制逻辑复杂，如果设计不当，可能造成两个或三个电源通道并联或飞机失电，轻者造成设备损坏，重者可能引起飞行事故。三个电源通道之间的联锁控制可通过硬件，也可通过软件的方式实现。硬件方式常采用接触器、继电器联锁实现，但现有的硬件实现方法控制逻辑复杂，且会出现短时供电中断。软件方式比较灵活，但是需要实时采集必要的系统运行参数和状态信息，而且容易受到外界干扰的影响，对系统的安全运行造成潜在的威胁。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种三通道高压直流供电系统优先级控制电路，同时可实现供电不中断转换，以提高供电的可靠性，简化控制逻辑的实现。

本申请提供的三通道高压直流供电系统优先级控制电路，主要包括：

第一直流电源接触器，设置在第一电源与高压直流汇流条之间；

第二直流电源接触器，设置在第二电源与高压直流汇流条之间；

第三直流电源接触器，设置在第三电源与高压直流汇流条之间；

第一控制器，其输入端分别连接所述第一直流电源接触器的正端及第一继电器的控制线圈的正端；

第二控制器，其输入端分别连接所述第二直流电源接触器的正端及第二继电器的控制线圈的正端；

第三控制器，其输入端连接所述第三直流电源接触器的正端；

第一继电器，包括两个触点公共端，其中第一个触点公共端连接第二直流电源接触器的控制线圈的负端，第二个触点公共端连接第二直流电源接触器的控制线圈的负端，第一个触点公共端对应的常闭触点接地，第二个触点公共端对应的常闭触点连接第二继电器的触点公共端；

第二继电器，其触点公共端所对应的常闭触点接地。

优选的是，所述第一继电器为延时继电器。

优选的是，所述第二继电器为延时继电器。

优选的是，所述第一继电器线圈受激励时，其辅助触点闭合，第二直流电源接触器与第三直流电源接触器的控制线圈的负端均未接地。

优选的是，所述第二继电器线圈受激励时，其辅助触点闭合，第三直流电源接触器的控制线圈的负端未接地。

本申请采用机电联锁的方法实现了三通道飞机高压直流电源系统的供电优先级管理控制功能，同时可实现不间断供电转换，提高了供电可靠性；三个通道的电源接触器通过自身的专用控制器以及机电联锁逻辑共同控制，以实现供电优先级的自动转换，同时可实现不中断供电转换。本申请能够减少必要的信息采集和信号交联，逻辑简单、易于实现。

附图说明

图1是三通道高压直流供电系统架构图。

图2是本申请三通道高压直流供电系统优先级控制电路的电路结构示意图。

图3是第一电源供电时系统接触器和继电器的状态和联锁关系示意图。

图4是第二电源供电时系统接触器和继电器的状态和联锁关系示意图。

图5是第三电源供电时系统接触器和继电器的状态和联锁关系示意图。

图6是在第三电源供电时，第一恢复供电能力开始投运过程中，系统接触器和继电器的状态和联锁关系示意图。

其中，1-第一直流电源接触器，2-第二直流电源接触器，3-第三直流电源接触器，4-第一控制器，5-第二控制器，6-第三控制器，7-第一继电器，8-第二继电器。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

本申请提供了一种三通道高压直流供电系统优先级控制电路，如图2所示，主要包括：

第一直流电源接触器1，设置在第一电源与高压直流汇流条之间；

第二直流电源接触器2，设置在第二电源与高压直流汇流条之间；

第三直流电源接触器3，设置在第三电源与高压直流汇流条之间；

第一控制器4，其输入端分别连接所述第一直流电源接触器1的正端及第一继电器7的控制线圈的正端；

第二控制器5，其输入端分别连接所述第二直流电源接触器2的正端及第二继电器8的控制线圈的正端；

第三控制器6，其输入端连接所述第三直流电源接触器3的正端；

第一继电器7，包括两个触点公共端，其中第一个触点公共端连接第二直流电源接触器2的控制线圈的负端，第二个触点公共端连接第二直流电源接触器2的控制线圈的负端，第一个触点公共端对应的常闭触点接地，第二个触点公共端对应的常闭触点连接第二继电器8的触点公共端；

第二继电器8，其触点公共端所对应的常闭触点接地。

在一些可选实施方式中，所述第一继电器7为延时继电器。

在一些可选实施方式中，所述第二继电器8为延时继电器。

在一些可选实施方式中，所述第一继电器线圈受激励时，其辅助触点闭合，第二直流电源接触器2与第三直流电源接触器3的控制线圈的负端均未接地。

在一些可选实施方式中，所述第二继电器线圈受激励时，其辅助触点闭合，第三直流电源接触器3的控制线圈的负端未接地。

以某三通道高压直流供电系统为例，本申请三通道高压直流供电系统优先级控制电路的优先级定义为电源1优先，电源2次之，最后是电源3，并假设接触器的辅助触点数量充足。

其中，电源1接触器(GC1)、电源2接触器(GC2)、电源3接触器(GC3)分别由专用的控制器GCU1、GCU2、GCU3控制。接触器GC1、GC2、GC3线圈的正端分别连接GCU1、GCU2、GCU3相应接触器驱动的输出，GC1线圈的负端接地，GC2、GC3线圈的负端都通过机电联锁接地。该实施例中，由于GC1线圈的负端接地，因此能够保证控制器GCU1能够始终控制电源1接触器GC1投入运行，而GC2、GC3线圈的负端都通过机电联锁接地，其目的在于，当电源1接触器GC1出现故障时，控制器GCU1失电，进而使得机电联锁接地的GC2、GC3线圈的负端获得接地可能，进而采用电源2接触器GC2、电源3接触器GC3投入运营。

为此，本申请的机电联锁接地的控制是通过两个继电器来实现的，该继电器优选为延时继电器，参考图2，动作延时继电器包括第一继电器GC1_CLS_TD_CNTL_RLY和第二继电器GC2_CLS_TD_CNTL_RLY，这两个延时器分别通过控制器GCU1、GCU2控制，控制器GCU1失电后，第一继电器能够将电源2控制器负端接地，实现电源2供电，同理，控制器GCU1与控制器GCU2都失电后，第二继电器能够将电源3控制器负端接地，实现电源3供电。为此，继续参考图2，两个继电器线圈的正端分别连接GCU1、GCU2相应接触器驱动的输出，线圈的负端接地。电源2接触器(GC2)线圈的负端连接GC1_CLS_TD_CNTL_RLY的公共端触点B2，经常闭触点B1接地。电源3接触器(GC3)线圈的负端连接GC1_CLS_TD_CNTL_RLY的公共端触点A2，经常闭触点A1后与GC2_CLS_TD_CNTL_RLY的公共端触点A2相连，最后经常闭触点A1接地。

参考图3，在正常工作时，根据机电联锁控制方案，只有电源1向高压直流汇流条供电，继电器GC1_CLS_TD_CNTL_RLY的线圈受激励其辅助触点闭合，电源2和电源3都无法投入运行。附图3中，虚线表示该示例下电流流动示意，图4-图6同理。

参考图4，当电源1供电出现故障时，继电器GC1_CLS_TD_CNTL_RLY的线圈失电，电源2接触器GC2线圈得电，电源2投入运行向高压直流汇流条供电。继电器GC2_CLS_TD_CNTL_RLY的线圈同时得电，其辅助触点在延时结束后动作闭合，电源3无法投入运行。

参考图5，当电源1和电源2同时故障时，动作延时继电器GC1_CLS_TD_CNTL_RLY和GC2_CLS_TD_CNTL_RLY触点均未受激励，GCU3控制GC3闭合，电源3投网运行向高压直流汇流条供电。

假设电源3向高压直流汇流条供电时，电源1故障排除可以投运，GCU1控制GC1闭合，电源1投网运行，同时GC1_CLS_TD_CNTL_RLY线圈受激励，供电转换过程分为两个阶段：

阶段1：从施加GC1闭合命令到GC1_CLS_TD_CNTL_RLY受激励延时时间结束前；

阶段2：GC1_CLS_TD_CNTL_RLY延时时间结束后触点闭合。

阶段1动作过程：GCU1控制GC1和GC1_CLS_TD_CNTL_RLY吸合。GC1_CLS_TD_CNTL_RLY从断开到延时结束前，GC1_CLS_TD_CNTL_RLY处于未激励状态,GC3保持在闭合状态，GC1和GC3并联运行,同时向高压直流汇流条供电，系统接触器和继电器的状态和联锁关系如图6所示。

阶段2动作过程：GC1_CLS_TD_CNTL_RLY延时时间结束后，GC1_CLS_TD_CNTL_RLY常开触点闭合，GC3驱动线圈回路断开，GC3断开，只有电源1供电，此供电转换过程中实现了不中断供电。系统接触器和继电器的状态和联锁关系如图3所示。

本申请采用机电联锁的方法实现了三通道飞机高压直流电源系统的供电优先级管理控制功能，同时可实现不间断供电转换，提高了供电可靠性；三个通道的电源接触器通过自身的专用控制器以及机电联锁逻辑共同控制，以实现供电优先级的自动转换，同时可实现不中断供电转换。此方法能够减少必要的信息采集和信号交联，逻辑简单、易于实现。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种三通道高压直流供电系统优先级控制电路，其特征在于，包括：

第一直流电源接触器(1)，设置在第一电源与高压直流汇流条之间；

第二直流电源接触器(2)，设置在第二电源与高压直流汇流条之间；

第三直流电源接触器(3)，设置在第三电源与高压直流汇流条之间；

第一控制器(4)，其输入端分别连接所述第一直流电源接触器(1)的正端及第一继电器(7)的控制线圈的正端；

第二控制器(5)，其输入端分别连接所述第二直流电源接触器(2)的正端及第二继电器(8)的控制线圈的正端；

第三控制器(6)，其输入端连接所述第三直流电源接触器(3)的正端；

第一继电器(7)，包括两个触点公共端，其中第一个触点公共端连接第二直流电源接触器(2)的控制线圈的负端，第二个触点公共端连接第二直流电源接触器(2)的控制线圈的负端，第一个触点公共端对应的常闭触点接地，第二个触点公共端对应的常闭触点连接第二继电器(8)的触点公共端；

第二继电器(8)，其触点公共端所对应的常闭触点接地。

2.如权利要求1所述的三通道高压直流供电系统优先级控制电路，其特征在于，所述第一继电器(7)为延时继电器。

3.如权利要求1所述的三通道高压直流供电系统优先级控制电路，其特征在于，所述第二继电器(8)为延时继电器。

4.如权利要求1所述的三通道高压直流供电系统优先级控制电路，其特征在于，所述第一继电器线圈受激励时，其辅助触点闭合，第二直流电源接触器(2)与第三直流电源接触器(3)的控制线圈的负端均未接地。

5.如权利要求1所述的三通道高压直流供电系统优先级控制电路，其特征在于，所述第二继电器线圈受激励时，其辅助触点闭合，第三直流电源接触器(3)的控制线圈的负端未接地。

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