CN115202254A - 一种基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路 - Google Patents
一种基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115202254A CN115202254A CN202210804810.7A CN202210804810A CN115202254A CN 115202254 A CN115202254 A CN 115202254A CN 202210804810 A CN202210804810 A CN 202210804810A CN 115202254 A CN115202254 A CN 115202254A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- mos tube
- sspc
- canopy
- power controller
- 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.)
- Pending
Links
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
- G05B19/0423—Input/output
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
- B64C1/14—Windows; Doors; Hatch covers or access panels; Surrounding frame structures; Canopies; Windscreens accessories therefor, e.g. pressure sensors, water deflectors, hinges, seals, handles, latches, windscreen wipers
- B64C1/1476—Canopies; Windscreens or similar transparent elements
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/20—Pc systems
- G05B2219/25—Pc structure of the system
- G05B2219/25257—Microcontroller
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种座舱盖启闭控制电路，属于飞机机电控制技术领域。一种基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路，其包括电源电路、调理电路、SSPC处理器和MOS管；电源电路用于为MOS管供电；调理电路用于接收外部离散量信号并进行调理；SSPC处理器用于接收调理电路调理后的信号并进行处理，根据预置的控制逻辑对外部信号进行判断后，输出不同的控制信号，实现对MOS管的通断控制；MOS管用于实现座舱盖电机的正向和反向控制功能。本发明具有如下优点：1、状态实时监控功能；2、过流保护功能；3、短路保护功能；4、SSPC在线可编程；5、易于功能扩展；6、高可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种座舱盖启闭控制电路，属于飞机机电控制技术领域。
背景技术
现有的座舱盖启闭控制电路大多采用常规继电器搭建电路来实现，采用常规继电器搭建的控制电路存在体积较大、重量较重，不具备过流保护和短路保护功能，电路工作过程中无法实时监控电压电流等参数值，同时常规继电器会有机械磨损、故障率较高、不具备电弧保护功能等缺点。由于座舱盖电机启动电流大，经过长期使用后，前端控制电路继电器出现故障次数较多，成品更改较为频繁，由于无记录数据，不能明确各时间节点继电器的触点状态，排除故障周期较长且相对困难，外场使用非常不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路，能够稳定、可靠的完成座舱盖开启和关闭的功能，减低飞机座舱盖启闭控制的故障率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路，其包括电源电路、调理电路、SSPC处理器和MOS管；
电源电路用于为MOS管供电；
调理电路用于接收外部离散量信号并进行调理；
SSPC处理器用于接收调理电路调理后的信号并进行处理，根据预置的控制逻辑对外部信号进行判断后，输出不同的控制信号，实现对MOS管的通断控制；
MOS管用于实现座舱盖电机的正向和反向控制功能。
优选的，MOS管的数量为四组，分别为Q1、Q2、Q3、Q4，其中，Q1设置在功率电源与电机正端之间，Q2设置在功率电源与电机负端之间， Q3设置在电机正端与地之间，Q4设置在电机负端与地之间。
优选的，在SSPC处理器和MOS管之间依次连接有光电隔离模块、MOS管驱动及短路保护模块，实现对MOS管的通断控制。
进一步的，还包括过流保护和短路保护电路，其包括采样电阻、A/D采集模块和电压采集模块，三者分别设置在MOS管Q1、Q2后端，用于采集电机正端线路上的电流值和电压值。
SSPC处理器和MOS管短路保护电路根据采集的线路电流值，实现对线路的过流保护和短路保护功能。
进一步的，还包括互为备份的CAN总线、I²C总线，SSPC处理器通过CAN总线、I²C总线与上位机进行通讯，上报通道的电压、电流及运行状态参数，用于监控座舱盖系统的运行状态。
优选的，每一路SSPC处理器预置I²C总线反延时保护特性曲线，保护曲线根据后端负载的实际特性进行修订，当负载超过额定值的135%～800%时，根据配置后的I²C保护曲线进行跳闸保护。
进一步的，还设置有预留接口，用于配置外围电路。
优选的，外部离散量信号包括座舱盖开启信号、座舱盖关闭信号、开启到位信号及关闭到位信号。
固态功率控制器（下文简称SSPC）是“无触点”开关，采用电力MOS管作为软开关，它取代了常规配电系统中继电器、机电式断路器等器件，而且在性能上大大优于这些传统的装置。它能快速的接通或断开电路而不产生电弧，内部没有活动部件，因此不会产生机械磨损、故障率低、可靠性高，同时通过实时检测线路电流大小，实现线路的过流保护（I²t），内部还设有电气隔离、驱动保护、触点保护等措施，抗干扰能力强。
外部离散量信号通过信号调理电路调理后，发送至SSPC的处理器进行信息处理，根据预置的控制逻辑对外部信号进行判断后，输出不同的控制信号，控制信号经过光电隔离模块、MOS管驱动及短路保护模块后实现对4组MOS管的通断控制，从而实现座舱盖电动机构的正向和反向控制功能。
座舱盖电动机构能实现正向、反向转动，同时座舱盖开启或者关闭到位后还需要将电动机构（电机）内部多余能量及时释放，具体实现工作逻辑如下：
SSPC模块接收到座舱盖开启信号时，控制MOS管Q1和Q4接通、MOS管Q2和Q3保持关断状态，功率电源从MOS管Q1进入电机M1正端，再从电机M1负端通过MOS管Q4接地，形成电流回路，电机M1正转，实现座舱盖开启。
SSPC模块接收到座舱盖关闭信号时，控制MOS管Q2和Q3接通、MOS管Q1和Q4保持关断状态，功率电源从MOS管Q2进入电机M1负端，再从电机M1正端通过MOS管Q3接地，形成电流回路，电机M1反转，实现座舱盖关闭。
SSPC模块接收座舱盖开启到位或关闭到位信号时，控制MOS管Q1或MOS管Q2关断、MOS管Q3和Q4接通，释放电机线圈残余能量。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、状态实时监控功能
从上电完成初始化之后，能实时不间断的采集各通道的电压、电流、通道状态等信息，监控座舱盖电动机构的状态以及自身SSPC通道的状态，通过双余度总线上报上位机用于人机显示；
2、过流保护功能
每一路SSPC预置I²C反延时保护特性曲线，保护曲线可在线编程，能根据后端负载的实际特性进行修订，当负载超过额定值的135%～800%时，根据配置后的I²C保护曲线进行跳闸保护；
3、短路保护功能
设置了单独的硬件短路保护模块，当电流大于8倍额定负载时，控制MOS管断开后级负载电源，短路保护时间可不大于500us，保护供电线路；
4、SSPC在线可编程
SSPC具备在线可编程功能，可通过外部指令对SSPC规格进行修改并保存，修改范围为SSPC规格的20%～100%初始定额；
5、易于功能扩展
可根据预留接口进一步配置外围电路，比如增加温度采集模块，可监控通道实时温度，也可增加外围控制信号，进一步完成复杂逻辑控制，实现一键开启关闭等功能；
6、高可靠性
SSPC相比传统的继电器而言，跳闸速度提高10倍以上，寿命提高5倍，可靠性比常规继电器高，可进一步降低飞机座舱盖系统的故障率。
附图说明
图1是本发明实施例框图。
具体实施方式
下面结合附1图对本发明做进一步详述：一种基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路，以SSPC模块为核心，由电源电路、SSPC处理器、外围电路、4组MOS管驱动及保护电路组成，完成座舱盖的启闭控制。
外部离散量信号通过信号调理电路调理后，发送至SSPC的处理器进行信息处理，根据预置的控制逻辑对外部信号进行判断后，输出不同的控制信号，控制信号经过光电隔离模块、MOS管驱动及短路保护模块后实现对4组MOS管的通断控制，从而实现座舱盖电动机构的正向和反向控制功能。
MOS管Q1、Q2后端分别设置了2个采样电阻、2个A/D采集模块、2个电压采集模块，用于采集电机M1线路上的电流值和电压值。SSPC处理器和MOS管短路保护电路根据采集的线路电流值，实现对线路的过流保护和短路保护功能。SSPC处理器通过互为备份的CAN总线、I²C总线与上位机进行通讯，上报通道的电压、电流及运行状态参数，用于监控座舱盖系统的运行状态。
具体如下：
针对某型飞机，座舱内和座舱外分别设置了1个前舱舱盖启闭开关、1个后舱舱盖启闭开关、2个舱盖启闭按钮。当上述任意一个开关或者按钮处于接通或者按压有效时，对照附图1，控制指令直接通过调理电路发送至SSPC的处理器，按照此时的状态进行逻辑解算，得出“座舱盖开启”或者“座舱盖关闭”指令有效，处理器控制信号经过光电隔离模块、MOS管驱动及短路保护模块后实现对4组MOS管的通断控制，从而实现座舱盖电动机构的正向控制或者反向控制。
当“座舱盖开启”指令有效时，SSPC处理器输出控制信号，控制MOS管Q1和Q4接通、MOS管Q2和Q3保持关断状态，功率电源从MOS管Q1进入电机M1正端，再从电机M1负端通过MOS管Q4接地，形成电流回路，电机M1正转，实现座舱盖开启。当座舱盖开启到位后，座舱盖内部机构发出开启到位信号，SSPC处理器采集到该信号后，控制MOS管Q1或MOS管Q2关断、MOS管Q3和Q4接通，释放电机线圈残余能量。
当“座舱盖关闭”指令有效时，SSPC处理器输出控制信号，控制MOS管Q2和Q3接通、MOS管Q1和Q4保持关断状态，功率电源从MOS管Q2进入电机M1负端，再从电机M1正端通过MOS管Q3接地，形成电流回路，电机M1反转，实现座舱盖关闭。当座舱盖关闭到位后，座舱盖内部机构发出关闭到位信号，SSPC处理器采集到该信号后，控制MOS管Q1或MOS管Q2关断、MOS管Q3和Q4接通，释放电机线圈残余能量。
Claims (8)
1.一种基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路，其特征在于：其包括电源电路、调理电路、SSPC处理器和MOS管；
电源电路用于为MOS管供电；
调理电路用于接收外部离散量信号并进行调理；
SSPC处理器用于接收调理电路调理后的信号并进行处理，根据预置的控制逻辑对外部信号进行判断后，输出不同的控制信号，实现对MOS管的通断控制；
MOS管用于实现座舱盖电机的正向和反向控制功能。
2.根据权利要求1所述的基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路，其特征在于：MOS管的数量为四组，分别为Q1、Q2、Q3、Q4，其中，Q1设置在功率电源与电机正端之间，Q2设置在功率电源与电机负端之间， Q3设置在电机正端与地之间，Q4设置在电机负端与地之间。
3.根据权利要求1或2所述的基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路，其特征在于：在SSPC处理器和MOS管之间依次连接有光电隔离模块、MOS管驱动及短路保护模块，实现对MOS管的通断控制。
4.根据权利要求2所述的基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路，其特征在于：还包括过流保护和短路保护电路，其包括采样电阻、A/D采集模块和电压采集模块，三者分别设置在MOS管Q1、Q2后端，用于采集电机正端线路上的电流值和电压值。
5.根据权利要求1所述的基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路，其特征在于：还包括互为备份的CAN总线、I²C总线，SSPC处理器通过CAN总线、I²C总线与上位机进行通讯，上报通道的电压、电流及运行状态参数，用于监控座舱盖系统的运行状态。
6.根据权利要求5所述的基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路，其特征在于：每一路SSPC处理器预置I²C总线反延时保护特性曲线，保护曲线根据后端负载的实际特性进行修订，当负载超过额定值的135%～800%时，根据配置后的I²C保护曲线进行跳闸保护。
7.根据权利要求1所述的基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路，其特征在于：还设置有预留接口，用于配置外围电路。
8.根据权利要求1所述的基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路，其特征在于：外部离散量信号包括座舱盖开启信号、座舱盖关闭信号、开启到位信号及关闭到位信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210804810.7A CN115202254A (zh) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | 一种基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210804810.7A CN115202254A (zh) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | 一种基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115202254A true CN115202254A (zh) | 2022-10-18 |
Family
ID=83580547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210804810.7A Pending CN115202254A (zh) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | 一种基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115202254A (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09247841A (ja) * | 1996-03-08 | 1997-09-19 | Toshiba Corp | 過電流継電装置 |
| CN102522933A (zh) * | 2011-11-29 | 2012-06-27 | 中国航天时代电子公司 | 一种直流电机驱动电路 |
| CN202524169U (zh) * | 2012-04-11 | 2012-11-07 | 上海尊瑞电子有限公司 | 一种270v直流固态功率控制器 |
| CN202524293U (zh) * | 2012-04-11 | 2012-11-07 | 上海尊瑞电子有限公司 | 一种28v直流固态功率控制器 |
| CN103166168A (zh) * | 2011-12-19 | 2013-06-19 | 上海航空电器有限公司 | 一种高压直流固态功率控制器 |
| EP2843836A1 (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-04 | Airbus Operations GmbH | Solid state power controller and method for monitoring a solid state power controller |
| CN206580464U (zh) * | 2017-01-22 | 2017-10-24 | 艾雷奥特（江苏）飞机工业有限公司 | 适用于小型通用飞机前开式座舱盖立式装配的吊架 |
| CN107654158A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-02-02 | 西安飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种飞机舱门电气控制系统 |
| CN108088673A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-29 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种风挡与座舱盖同台试验流场温度控制系统 |
| CN111224586A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-02 | 汉中一零一航空电子设备有限公司 | 一种基于sspc的直流电机正反转控制电路 |
| CN112593778A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-02 | 中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所 | 一种大型整体侧翻式舱盖驱动系统和方法 |
-
2022
- 2022-07-08 CN CN202210804810.7A patent/CN115202254A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09247841A (ja) * | 1996-03-08 | 1997-09-19 | Toshiba Corp | 過電流継電装置 |
| CN102522933A (zh) * | 2011-11-29 | 2012-06-27 | 中国航天时代电子公司 | 一种直流电机驱动电路 |
| CN103166168A (zh) * | 2011-12-19 | 2013-06-19 | 上海航空电器有限公司 | 一种高压直流固态功率控制器 |
| CN202524169U (zh) * | 2012-04-11 | 2012-11-07 | 上海尊瑞电子有限公司 | 一种270v直流固态功率控制器 |
| CN202524293U (zh) * | 2012-04-11 | 2012-11-07 | 上海尊瑞电子有限公司 | 一种28v直流固态功率控制器 |
| EP2843836A1 (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-04 | Airbus Operations GmbH | Solid state power controller and method for monitoring a solid state power controller |
| CN206580464U (zh) * | 2017-01-22 | 2017-10-24 | 艾雷奥特（江苏）飞机工业有限公司 | 适用于小型通用飞机前开式座舱盖立式装配的吊架 |
| CN107654158A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-02-02 | 西安飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种飞机舱门电气控制系统 |
| CN108088673A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-29 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种风挡与座舱盖同台试验流场温度控制系统 |
| CN111224586A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-02 | 汉中一零一航空电子设备有限公司 | 一种基于sspc的直流电机正反转控制电路 |
| CN112593778A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-02 | 中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所 | 一种大型整体侧翻式舱盖驱动系统和方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110277271B (zh) | 一种智能变电站三工位隔离开关及其控制回路 | |
| CN104539043A (zh) | 一种备用电源自投装置系统及其自投方法 | |
| CN102570484B (zh) | 一种新型10kV开关装置的控制方法 | |
| CN101728819B (zh) | 智能开关及其控制方法 | |
| CN105958437B (zh) | 外部回路实现断路器失压跳闸的控制电路 | |
| CN111880084A (zh) | 剩余电流保护不断电试验方法、装置及剩余电流保护装置 | |
| CN202524169U (zh) | 一种270v直流固态功率控制器 | |
| CN111880083A (zh) | 不断电的剩余电流试验方法、装置及剩余电流保护装置 | |
| CN205583683U (zh) | 相序调整装置、电机、电动阀和自动过滤器 | |
| CN110707825A (zh) | 一种环网柜程序化控制系统及方法 | |
| CN115202254A (zh) | 一种基于直流固态功率控制器的座舱盖启闭控制电路 | |
| CN113224726A (zh) | 一种悬臂式掘进机供电回路安全保护自动控制系统及方法 | |
| CN103615322A (zh) | Trt机组超速控制系统及其超速控制方法 | |
| CN111224586A (zh) | 一种基于sspc的直流电机正反转控制电路 | |
| CN103384062A (zh) | 配网故障检测隔离控制系统 | |
| CN106787204A (zh) | 一种应用于换流站的智能终端 | |
| CN106712303B (zh) | 一种断路器操作机构箱 | |
| CN104320039A (zh) | 一种炼钢厂二次除尘高压电动机的驱动控制方法和装置 | |
| CN214411096U (zh) | 一种智电断路器的分合闸驱动和控制装置 | |
| CN211046559U (zh) | 变电站直流电源智能备自投装置 | |
| CN105811391A (zh) | 相序调整装置、电机、电动阀和自动过滤器 | |
| CN204760332U (zh) | 断路器操作机构控制设备及其操作箱 | |
| CN209562151U (zh) | 一种基于涡流驱动式快速断路器的母线电压双重保护装置 | |
| CN104037721B (zh) | 一种空气开关及空气开关智能控制方法 | |
| CN202651793U (zh) | 一种新型10kV开关装置 |
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 |