CN115561600A - 一种飞行器电源系统线路绝缘检测电路及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞行器电源系统线路绝缘检测电路及检测方法，该飞行器电源系统线路绝缘检测电路包括：至少一个半导体型电子开关器、直流测试电源和电流检测器，任一半导体型电子开关器位于电源电路或负载设备电路的正极端，直流测试电源的负极与火工品点火电路输出负端的火工品测试接口连接，直流测试电源的正极与壳体连接，电流检测器位于直流测试电源与火工品点火电路输出负端的火工品测试接口之间或直流测试电源与壳体之间。应用本发明的技术方案，能够解决现有技术中在进行飞行器电源系统线路绝缘检测时需要断开飞行器电源系统设备电路的技术问题。

Description

一种飞行器电源系统线路绝缘检测电路及检测方法

技术领域

本发明涉及飞行器电气技术领域，尤其涉及一种飞行器电源系统线路绝缘检测电路及检测方法。

背景技术

飞行器电气系统设备的电源线路通常采用双线制设计，即不以壳体作为电源回线。此种设计使电源线路不与设备壳体或飞行器壳体进行直接的电气连接。设备壳体和飞行器壳体通过电气搭接尽可能构成一种接近理想的等势体。一方面可以充分利用设备壳体或飞行器壳体形成对内部电气系统线路的屏蔽体，有利于消除外部辐射干扰的影响。另一方面利用壳体等势体作为泄放干扰信号的公共场地，有利于设备间电磁兼容。如果设备电源线路与壳体绝缘下降或存在直接的电气连接，不单增加电源短路的风险，降低电气系统工作可靠性，也会更容易使引入壳体存在的干扰信号。因此对飞行器电源线路对壳体的绝缘性能检测是确认飞行器电源线路状态重要的工作环节。

检测电源线路与壳体间绝缘性能的通常方法是采用绝缘表对电路检查点和壳体间进行测量。通过对电路检查点和壳体间施加检测电压，在施加的检测电压条件下，所测得的电流与电路电阻呈对应关系，从而判断线路对壳体的绝缘状态。现有技术中的常规方法一般将电源设备与电路断开。从断开的线路端中便于接入电路的检查点，接入绝缘测量仪表开展测量。常规方法的实现需要断开相关设备的连接。这在飞行器用电设备装配到位的条件下是不可实现的。即便在总装环节，在上述设备相关电路连接前可实现上述测试，但在后期依旧失去绝缘电阻检查的时机。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

根据本发明的一方面，提供了一种飞行器电源系统线路绝缘检测电路，该飞行器电源系统线路绝缘检测电路包括：至少一个半导体型电子开关器、直流测试电源和电流检测器，任一半导体型电子开关器位于电源电路或负载设备电路的正极端，直流测试电源的负极与火工品点火电路输出负端的火工品测试接口连接，直流测试电源的正极与壳体连接，电流检测器位于直流测试电源与火工品点火电路输出负端的火工品测试接口之间或直流测试电源与壳体之间。

进一步地，半导体型电子开关器采用MOSFET开关管。

进一步地，壳体为设备壳体或飞行器壳体。

根据本发明的另一方面，提供了一种飞行器电源系统，该飞行器电源系统包括：母线电源、多个电源电路、多个负载设备电路、火工品点火电路、火工品和线路绝缘检测电路，任一电源电路、任一负载设备电路和火工品点火电路均由母线电源供电，火工品受火工品点火电路控制点火，线路绝缘检测电路采用如如上所述的飞行器电源系统线路绝缘检测电路。

进一步地，火工品点火电路包括火工品点火继电器开关，火工品点火继电器开关与母线电源正线连接，火工品与母线电源负线连接。

进一步地，火工品点火电路包括第一火工品半导体型电子开关器和第二火工品半导体型电子开关器，第一火工品半导体型电子开关器与母线电源正线连接，第二火工品半导体型电子开关器分别与母线电源负线和火工品连接。

进一步地，线路绝缘检测电路中直流测试电源的电压不超过飞行器电源系统可承受的短时最大电压。

进一步地，至少一个负载设备电路在电源正负端口间设置有跨接电阻。

根据本发明的另一方面，提供了一种飞行器电源系统线路绝缘检测方法，该飞行器电源系统线路绝缘检测方法采用如上所述的飞行器电源系统线路绝缘检测电路进行线路绝缘检测。

进一步地，飞行器电源系统线路绝缘检测方法包括：在延时控制时段结束后，采用如上所述的飞行器电源系统线路绝缘检测电路进行线路绝缘检测。

应用本发明的技术方案，提供了一种飞行器电源系统线路绝缘检测电路及检测方法，该飞行器电源系统线路绝缘检测电路通过在至少一个电源电路或负载设备电路的正极端设置半导体型电子开关器，并在火工品点火电路输出负端的火工品测试接口连接绝缘测试电源，在飞行器电源系统设备电路不断开的情况下，即电源系统电路状态不改变的条件下，不增加额外电路，利用火工品点火控制检测功能接口的设计和火工品电路检测时机，在对火工品点火电路绝缘线检测的同时，实现对电源线路与壳体间的绝缘状态的检测。与现有技术相比，本发明的技术方案能够解决现有技术中在进行飞行器电源系统线路绝缘检测时需要断开飞行器电源系统设备电路的技术问题。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出了根据本发明的具体实施例提供的飞行器电源系统示意图；

图2示出了根据本发明的另一具体实施例提供的飞行器电源系统示意图；

图3示出了现有技术中的飞行器电源系统示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种飞行器电源系统线路绝缘检测电路，该飞行器电源系统线路绝缘检测电路包括：至少一个半导体型电子开关器、直流测试电源和电流检测器，任一半导体型电子开关器位于电源电路或负载设备电路的正极端，直流测试电源的负极与火工品点火电路输出负端的火工品测试接口连接，直流测试电源的正极与壳体连接，电流检测器位于直流测试电源与火工品点火电路输出负端的火工品测试接口之间或直流测试电源与壳体之间。

应用此种配置方式，提供了一种飞行器电源系统线路绝缘检测电路，该飞行器电源系统线路绝缘检测电路通过在至少一个电源电路或负载设备电路的正极端设置半导体型电子开关器，并在火工品点火电路输出负端的火工品测试接口连接绝缘测试电源，在飞行器电源系统设备电路不断开的情况下，即电源系统电路状态不改变的条件下，不增加额外电路，利用火工品点火控制检测功能接口的设计和火工品电路检测时机，在对火工品点火电路绝缘线检测的同时，实现对电源线路与壳体间的绝缘状态的检测。与现有技术相比，本发明的技术方案能够解决现有技术中在进行飞行器电源系统线路绝缘检测时需要断开飞行器电源系统设备电路的技术问题。

进一步地，在本发明中，半导体型电子开关器可采用MOSFET开关管。在本发明中，如MOSFET开关管的半导体型电子开关器内存在寄生二极管，在栅极未驱动开关时，电路具有单向导通特性，本发明即利用此特性实现绝缘检测，利用了直流电源系统设备中MOSFET开关管中的寄生二极管构成检测回路，不额外增加电路环节。

此外，在本发明中，根据实际检测需要，可配置壳体为设备壳体或飞行器壳体。

根据本发明的另一方面，提供了一种飞行器电源系统，该飞行器电源系统包括：母线电源、多个电源电路、多个负载设备电路、火工品点火电路、火工品和线路绝缘检测电路，任一电源电路、任一负载设备电路和火工品点火电路均由母线电源供电，火工品受火工品点火电路控制点火，线路绝缘检测电路采用如上所述的飞行器电源系统线路绝缘检测电路。

应用此种配置方式，提供了一种飞行器电源系统，该飞行器电源系统通过配置如上所述的飞行器电源系统线路绝缘检测电路，可在飞行器电源系统设备电路不断开的情况下，不增加额外电路，利用火工品电路检测时机，在对火工品点火电路绝缘线检测的同时，实现对电源线路与壳体间的绝缘状态的检测。

如图3所示，给出了一种现有技术中的飞行器电源系统，在图3中，母线+和母线-分别表示为母线电源的正负线，母线电源为飞行器各用电设备共同的配电端。系统中可存在多个电源，例如图3所示的电源1和电源2。系统电路中可存在多个负载设备，例如图3所示的负载设备0、负载设备1及负载设备2。上述电源和负载设备的数量仅为列举的一个实例，但并不限于此。电源与母线+和负载设备与母线+之间均有开关实现电路接通控制。通过对母线电源与设备间连接电路的通断控制，实现设备通断电控制。传统方式采用继电器或接触器等开关器件实现通断电控制。一般情况下，开关控制器件设计在电源一端，而对另一端不作控制设置。通常开关设置在电源正极端，而电源负端(即电源回线端)直接并接在母线电源回线端，如图3中开关K0-K4。图3中两个测试接口分别直接引出了母线+和母线-，绝缘测试时，两个测试设备分别加载直流测试电压，若母线+或母线-连接的线路中有对壳短路或绝缘下降的异常情况，均可通过此种方法检查。上述K0-K4的开关器件采用继电器类产品，需要分别在母线+和母线-两端测试，才能实现对电源线路的绝缘性测试覆盖。即，现有技术中需要设计专用的测试接口，例如直接引出母线电源的正负线，以实现线路的绝缘检测。

采用本发明的飞行器电源系统，如图1所示，利用在火工品测试接口对火工品点火电路与壳体间开展绝缘检测的时机，绝缘检测电路在火工品测试接口处测量火工品点火电路输出负端与壳体的绝缘电阻，相当于测量了母线电源负线与壳体的绝缘电阻。由于采用MOSFET等半导体型电子开关器件实现电路通断电控制，半导体型电子开关器件中存在寄生二极管，因此具备回路条件。不论火工品测试接口与壳体间电压极性如何，飞行器电源系统中母线电源正线或母线电源负线的连接线路上任意出现对壳绝缘下降，均会形成测试电流的增加。即，在本发明中，无需设计专用的测试接口，只需在进行火工品测试时，利用火工品的测试接口即可实现对全系统电源线路的绝缘检测。同时，利用电子开关器件存在体二级管的特性，通过在电路检查点和壳体间变换施加测试电压的极性，可使得本发明适应于电子开关电路控制的电源系统电路。通过针对电源系统不同供电控制电路方案，选择合适的测试电压接入点，可使得本发明的线路绝缘检测适用于除对正负极都采样继电器类物理隔离的器件的电路外的大部分电路，具有一定通用性。

如图1所示，作为本发明的一个具体实施例，火工品点火电路包括火工品点火继电器开关，火工品点火继电器开关与母线电源正线连接，火工品与母线电源负线连接。

如图2所示，作为本发明的另一个具体实施例，火工品点火电路包括第一火工品半导体型电子开关器和第二火工品半导体型电子开关器，第一火工品半导体型电子开关器与母线电源正线连接，第二火工品半导体型电子开关器分别与母线电源负线和火工品连接。在本发明中，若系统应用时火工品点火电路采用正负线双控的方式实现火工品点火控制，则可通过第一火工品半导体型电子开关器和第二火工品半导体型电子开关器对火工品点火控制。

进一步地，在本发明中，线路绝缘检测电路中直流测试电源的电压不超过飞行器电源系统可承受的短时最大电压。根据被测电源系统额定工作电压规格，设定电源端口电路可施加的检测电压，一般不超过电源系统可承受的短时最大电压。作为本发明的一个具体实施例，电源系统的母线电源额定电压为直流28V电源，相应可采用直流50V电压对系统电路进行绝缘检测。选择合理的测试电压，可以保证测试的安全性，能够快速检测出系统整体的绝缘性能。

进一步地，在本发明中，至少一个负载设备电路在电源正负端口间设置有跨接电阻。跨接电阻设置在飞行器母线电源供电控制的设备内，主要用于对设备母线电源信号的采样。

本发明的飞行器电源系统在通用测量方法的基础上，利用MOSFET开关管中寄生二极管的单相导通特性以及负载设备电源两极间存在的跨接检测电阻的电路条件，在进行火工品点火电路绝缘性检测的同时，实现了判断全系统电源网络对壳绝缘性能的检测。

根据本发明的另一方面，提供了一种飞行器电源系统线路绝缘检测方法，该飞行器电源系统线路绝缘检测方法采用如上所述的飞行器电源系统线路绝缘检测电路进行线路绝缘检测。

应用此种配置方式，该飞行器电源系统线路绝缘检测方法能够在飞行器电源系统设备电路不断开的情况下，不增加额外电路，利用火工品电路检测时机，在对火工品点火电路绝缘线检测的同时，实现对电源线路与壳体间的绝缘状态的检测。当接入母线电源的任意设备电源电路对壳体的绝缘性能下降，在测试设备端均可测量到异常的检测电流，由此可判断整个电源系统对壳体的绝缘状态。本发明的飞行器电源系统线路绝缘检测方法操作简单，易于实现自动化测试。

进一步地，在本发明中，飞行器电源系统线路绝缘检测方法包括：在延时控制时段结束后，采用如上所述的飞行器电源系统线路绝缘检测电路进行线路绝缘检测。

考虑到系统电路中往往在端口设置有滤波电路，电源正负极间或电源正负极与壳体间存在电容。因此在加电进行线路绝缘检测时，需要设置延时控制时段，在延时控制时段不读取线路绝缘检测结果，以回避电容充电对检测结果的影响。延时控制时段结束后，在读取线路绝缘检测数据，根据数据结果判断电路状态是否符合要求。延时控制时段的长短取决于母线电源正负线间的电容容量。因此可在对系统前期的几次测试时根据电路条件调整延时时间，最终确定相对固定的延时控制时长，该延时控制时段可作为判定系统电路一致性状态的一项指标。如果电源系统电路中电容容值发生较大变化，在已确定的延时控制时段内，所测得的代表绝缘电阻的采样电流也会发生明显变化，由此可以间接判断电源系统电路是否发生电路参数特性方面的状态变化。

本发明通过设置加电延时的方式回避测量电源加电初期电源电路中电容充电效应对绝缘检测的影响。同时，通过前期调试，可将延时控制时段作为电源系统电路状态一致性判定的参数指标。

在本发明的具体实施例中，应用本发明的飞行器电源系统线路绝缘检测方法，可在总装阶段分别查出控制器、制导机、燃油泵等产品电源端存在的绝缘问题。

综上所述，本发明提供了一种飞行器电源系统线路绝缘检测电路及检测方法，该飞行器电源系统线路绝缘检测电路通过在至少一个电源电路或负载设备电路的正极端设置半导体型电子开关器，并在火工品点火电路输出负端的火工品测试接口连接绝缘测试电源，在飞行器电源系统设备电路不断开的情况下，即电源系统电路状态不改变的条件下，不增加额外电路，利用火工品点火控制检测功能接口的设计和火工品电路检测时机，在对火工品点火电路绝缘线检测的同时，实现对电源线路与壳体间的绝缘状态的检测。与现有技术相比，本发明的技术方案能够解决现有技术中在进行飞行器电源系统线路绝缘检测时需要断开飞行器电源系统设备电路的技术问题。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种飞行器电源系统线路绝缘检测电路，其特征在于，所述飞行器电源系统线路绝缘检测电路包括：至少一个半导体型电子开关器、直流测试电源和电流检测器，任一半导体型电子开关器位于电源电路或负载设备电路的正极端，所述直流测试电源的负极与火工品点火电路输出负端的火工品测试接口连接，所述直流测试电源的正极与壳体连接，所述电流检测器位于直流测试电源与火工品点火电路输出负端的火工品测试接口之间或所述直流测试电源与壳体之间。

2.根据权利要求1所述的飞行器电源系统线路绝缘检测电路，其特征在于，所述半导体型电子开关器采用MOSFET开关管。

3.根据权利要求1所述的飞行器电源系统线路绝缘检测电路，其特征在于，所述壳体为设备壳体或飞行器壳体。

4.一种飞行器电源系统，其特征在于，所述飞行器电源系统包括：母线电源、多个电源电路、多个负载设备电路、火工品点火电路、火工品和线路绝缘检测电路，任一电源电路、任一负载设备电路和火工品点火电路均由所述母线电源供电，火工品受火工品点火电路控制点火，所述线路绝缘检测电路采用如权利要求1至3中任一项所述的飞行器电源系统线路绝缘检测电路。

5.根据权利要求4所述的飞行器电源系统，其特征在于，所述火工品点火电路包括火工品点火继电器开关，所述火工品点火继电器开关与所述母线电源正线连接，所述火工品与所述母线电源负线连接。

6.根据权利要求4所述的飞行器电源系统，其特征在于，所述火工品点火电路包括第一火工品半导体型电子开关器和第二火工品半导体型电子开关器，所述第一火工品半导体型电子开关器与所述母线电源正线连接，所述第二火工品半导体型电子开关器分别与所述母线电源负线和所述火工品连接。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的飞行器电源系统，其特征在于，所述线路绝缘检测电路中直流测试电源的电压不超过飞行器电源系统可承受的短时最大电压。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的飞行器电源系统，其特征在于，至少一个负载设备电路在电源正负端口间设置有跨接电阻。

9.一种飞行器电源系统线路绝缘检测方法，其特征在于，所述飞行器电源系统线路绝缘检测方法采用如权利要求1至3中任一项所述的飞行器电源系统线路绝缘检测电路进行线路绝缘检测。

10.根据权利要求9所述的飞行器电源系统线路绝缘检测方法，其特征在于，所述飞行器电源系统线路绝缘检测方法包括：在延时控制时段结束后，采用如权利要求1至3中任一项所述的飞行器电源系统线路绝缘检测电路进行线路绝缘检测。

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