CN116846056A - 一种备用电源自适应供电控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种备用电源自适应供电控制电路，包括切换模块，所述切换模块包括主电源、第一运算放大器、第一二极管、第一电容、遥测设备输出电源端口、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，所述第一电阻一端和主电源连接，第一电阻另一端和第二电阻一端连接，第一运算放大器同相端连接在第一电阻和第二电阻间，第一运算放大器反相端连接第四电阻一端，第一运算放大器输出端连接第三电阻一端，第三电阻另一端连接第一运算放大器反相端，第一二极管阳极并联在第一运算放大器输出端，遥测设备输出电源端口连接在第一二极管和第一电容间；本发明能够实现主电源和备用电源的自适应切换。

Description

一种备用电源自适应供电控制电路

技术领域

本发明涉及控制电路技术领域，尤其涉及到一种备用电源自适应供电控制电路。

背景技术

在制导灭火弹的研制过程中，靶场试验是重要的研制过程。为了实时采集、监测制导灭火弹的飞行状态与参数，并及时传输至地面监控中心，靶场试验时会在弹上装配遥测设备，制导灭火弹设计定型后取消弹上遥测设备。目前，弹上遥测设备的供电方式主要有两种：第一种方式是采用全弹的主电源供电，但这种供电方式一旦主电源出现故障，遥测设备的供电就会中断，试验过程的数据无法完整获取，不利于制导灭火弹的试验数据分析以及后续的故障原因排查，第二种方式是采用独立的遥测电源单独供电，但制导灭火弹除了自主飞行时需由遥测电源供电之外，在挂机飞行阶段仍需由遥测电源一直供电，从而导致遥测电源所需的能量与体积较大，在制导灭火弹设计定型取消弹上遥测设备后，造成制导灭火弹内部空间的浪费。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种备用电源自适应供电控制电路，该控制电路也可配置于悬挂物管理单元，用于悬挂物的应急投放。具体包括切换模块，所述切换模块包括主电源V1、第一运算放大器U1、第一二极管D1、第一电容C1、遥测设备输出电源端口VOUT、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5，所述第一电阻R1一端和主电源V1连接，第一电阻R1另一端和第二电阻R2一端连接，第一运算放大器U1同相端连接在第一电阻R1和第二电阻R2间，第一运算放大器U1反相端连接第四电阻R4一端，第一运算放大器U1输出端连接第三电阻R3一端，第三电阻R3另一端连接第一运算放大器U1反相端，第一二极管D1阳极并联在第一运算放大器U1输出端，第一二极管D1阴极和第一电容C1串联，遥测设备输出电源端口VOUT连接在第一二极管D1和第一电容C1间，第一电容C1、第二电阻R2、第四电阻R4另一端和接地端连接。

进一步的，所述切换模块还包括第二运算放大器U2、第六MOS管Q6、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十四电阻R14，所述第九电阻R9一端和备用电源V2连接，第九电阻R9另一端和第十电阻R10一端连接，第十电阻R10另一端和第十一电阻R11一端连接，第十一电阻R11另一端和第十二电阻R12一端连接，第六MOS管Q6源级连接在第九电阻R9和第十电阻R10间，第六MOS管Q6栅极和第一运算放大器U1输出端连接，第十四电阻R14一端和第六MOS管Q6漏极连接，第二运算放大器U2同相端连接在第六MOS管Q6漏极和第十四电阻R14间，第二运算放大器U2反向端连接在第十电阻R10和第十一电阻R11间，第十四电阻R14另一端和接地端连接。

进一步的，所述切换模块还包括备用电源V2、第三运算放大器U3、分离信号连接端子SEP、第六电阻R6、第八电位器R8、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第四三极管Q4、第五三极管Q5，所述第六电阻R6一端和备用电源V2连接，第四三极管Q4集电极和第六电阻R6另一端连接，第八电位器R8一端和备用电源 V2连接，第五三极管Q5集电极和第八电位器R8另一端连接，第四三极管Q4基极连接在第八电位器R8和第五三极管Q5间，第五三极管Q5基极连接在第六电阻R6和第四三极管Q4间，分离信号连接端子SEP一端连接在第四三极管Q4基极和第五三极管Q5集电极间，分离信号连接端子SEP另一端和载机连接，第三运算放大器U3同相端连接在第四三极管Q4基极和第五三极管Q5集电极间，第十五电阻R15一端连接在第三运算放大器U3输入端，第十五电阻R15另一端和第十六电阻R16一端连接，第四三极管Q4发射极、第五三极管Q5发射极、第十六电阻R16另一端和接地端连接。

进一步的，所述切换模块还包括第四运算放大器U4、第二二极管D2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第十七电阻R17、第十八电阻R18，第一三极管Q1基极和第二运算放大器U2输出端连接，第一三极管Q1发射极和第二三极管Q2集电极连接，第二三极管Q2基极连接在第十五电阻R15和第十六电阻R16间，第二三极管Q2发射极和第十七电阻R17的一端连接，第三三极管Q3基极和第四运算放大器U4输出端连接，第三三极管Q3发射极和第十八电阻R18一端连接，第二二极管D2阳极连接在第三三极管Q3发射极和第十八电阻R18之间，第二二极管D2阴极连接在第一二极管D1和第一电容C1间，第十七电阻R17、第十八电阻R18另一端和接地端连接。

进一步的，所述切换模块还包括第五电阻R5，第五电阻R5一端连接在第一二极管D1和第一电容C1之间，第五电阻R5另一端和接地端连接。

进一步的，所述切换模块还包括第十九电阻R19，第十九电阻R19一端和第一运算放大器U1输出端、第六MOS管Q6栅极连接，第十九电阻R19另一端和接地端连接。

进一步的，所述切换模块还包括第十三电阻R13，第十二电阻R12另一端和第十三电阻R13一端连接，第十三电阻R13另一端和接地端连接。

进一步的，所述切换模块还包括第七电阻R7，第七电阻R7一端和备用电源V2连接，第七电阻R7另一端和第一三极管Q1集电极连接。

进一步的，所述切换模块还包括第二十电阻R20，第二十电阻R20一端和备用电源V2连接，第二十电阻R20另一端和第三三极管Q3集电极连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明能够实现主电源和备用电源的自适应切换，并在制导灭火弹离机后，才会接入备用电源，在遥测设备主电源故障断电瞬时保证遥测设备对数据采集的完整性，主电源电压波动时根据遥测设备工作电压阈值设定主电源电压许可跳动阈值，防止主电源在波动时但未在遥测设备最低工作电压时切入备用电源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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为本发明提供的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明，应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

参阅附图，本发明是一种备用电源自适应供电控制电路，包括切换模块，所述切换模块包括主电源V1、第一运算放大器U1、第一二极管D1、第一电容C1、遥测设备输出电源端口VOUT、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5，所述第一电阻R1一端和主电源V1连接，第一电阻R1另一端和第二电阻R2一端连接，第一运算放大器U1同相端连接在第一电阻R1和第二电阻R2间，第一运算放大器U1反相端连接第四电阻R4一端，第一运算放大器U1输出端连接第三电阻R3一端，第三电阻R3另一端连接第一运算放大器U1反相端，第一二极管D1阳极并联在第一运算放大器U1输出端，第一二极管D1阴极和第一电容C1串联，遥测设备输出电源端口VOUT连接在第一二极管D1和第一电容C1间，第一电容C1、第二电阻R2、第四电阻R4另一端和接地端连接。

具体地，所述切换模块还包括第二运算放大器U2、第六MOS管Q6、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十四电阻R14，所述第九电阻R9一端和备用电源V2连接，第九电阻R9另一端和第十电阻R10一端连接，第十电阻R10另一端和第十一电阻R11一端连接，第十一电阻R11另一端和第十二电阻R12一端连接，第六MOS管Q6源级连接在第九电阻R9和第十电阻R10间，第六MOS管Q6栅极和第一运算放大器U1输出端连接，第十四电阻R14一端和第六MOS管Q6漏极连接，第二运算放大器U2同相端连接在第六MOS管Q6漏极和第十四电阻R14间，第二运算放大器U2反向端连接在第十电阻R10和第十一电阻R11间，第十四电阻R14另一端和接地端连接。

具体地，所述切换模块还包括备用电源V2、第三运算放大器U3、分离信号连接端子SEP、第六电阻R6、第八电位器R8、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第四三极管Q4、第五三极管Q5，所述第六电阻R6一端和备用电源V2连接，第四三极管Q4集电极和第六电阻R6另一端连接，第八电位器R8一端和备用电源 V2连接，第五三极管Q5集电极和第八电位器R8另一端连接，第四三极管Q4基极连接在第八电位器R8和第五三极管Q5间，第五三极管Q5基极连接在第六电阻R6和第四三极管Q4间，分离信号连接端子SEP一端连接在第四三极管Q4基极和第五三极管Q5集电极间，分离信号连接端子SEP另一端和载机连接，第三运算放大器U3同相端连接在第四三极管Q4基极和第五三极管Q5集电极间，第十五电阻R15一端连接在第三运算放大器U3输入端，第十五电阻R15另一端和第十六电阻R16一端连接，第四三极管Q4发射极、第五三极管Q5发射极、第十六电阻R16另一端和接地端连接。

具体地，所述切换模块还包括第四运算放大器U4、第二二极管D2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第十七电阻R17、第十八电阻R18，第一三极管Q1基极和第二运算放大器U2输出端连接，第一三极管Q1发射极和第二三极管Q2集电极连接，第二三极管Q2基极连接在第十五电阻R15和第十六电阻R16间，第二三极管Q2发射极和第十七电阻R17的一端连接，第三三极管Q3基极和第四运算放大器U4输出端连接，第三三极管Q3发射极和第十八电阻R18一端连接，第二二极管D2阳极连接在第三三极管Q3发射极和第十八电阻R18之间，第二二极管D2阴极连接在第一二极管D1和第一电容C1间，第十七电阻R17、第十八电阻R18另一端和接地端连接。

具体地，所述切换模块还包括第五电阻R5，第五电阻R5一端连接在第一二极管D1和第一电容C1之间，第五电阻R5另一端和接地端连接。

具体地，所述切换模块还包括第十九电阻R19，第十九电阻R19一端和第一运算放大器U1输出端、第六MOS管Q6栅极连接，第十九电阻R19另一端和接地端连接。

具体地，所述切换模块还包括第十三电阻R13，第十二电阻R12另一端和第十三电阻R13一端连接，第十三电阻R13另一端和接地端连接。

具体地，所述切换模块还包括第七电阻R7，第七电阻R7一端和备用电源V2连接，第七电阻R7另一端和第一三极管Q1集电极连接。

具体地，所述切换模块还包括第二十电阻R20，第二十电阻R20一端和备用电源V2连接，第二十电阻R20另一端和第三三极管Q3集电极连接。

本发明的具体原理为，第一电阻R1和第二电阻R2间为第一运算放大器U1同相端提供反馈电压，第一运算放大器U1输出端经第三电阻R3反馈到第一运算放大器U1反相端使，第四电阻R4为第一运算放大器U1反相端下拉电阻，第四电阻R4提高电压准位使得第一运算放大器U1输出端得到主电源V1电源实时电压，第一运算放大器U1输出时经第一二极管D1后使第一电容C1电位上升，同时经遥测设备输出电源端口VOUT对遥测设备供电，第一电容C1防止电压突变，避免主电源V1在突然断电时造成遥测设备输出电源端口VOUT电压突变使遥测设备供电突然中断导致实验过程中的数据无法完整获取。

考虑到主电源V1未断电但主电源V1电压不稳期间，电压下降时其幅值低于遥测设备工作电压阈值内的最低幅值时，备用电源V2无法切换为遥测设备供电导致遥测设备在有主电源V1供电的情况下无法有效工作，通过调整第九电阻R9和第十电阻R10的阻值设置主电源V1电源电压许可跳动阈值，防止主电源V1电源不稳时但未影响遥测设备工作时切换到备用电源V2为遥测设备供电，当主电源V1电压下降幅值到跳动阈值最低幅值时，通过第一运算放大器U1输出端反馈到第六MOS管Q6栅极并使第六MOS管Q6栅极、源极并达到压差条件，备用电源V2电源一路经第九电阻R9、第六MOS管Q6源极、漏极、第十四电阻R14、接地端形成回路，另一路反馈到第二运算放大器U2同相端，第十电阻R10和第十一电阻R11间为第二运算放大器U2反相端提供反馈信号，第二运算放大器U2输出端输出切换信号，当主电源V1电压回升到跳动阈值内时，第一运算放大器U1输出端反馈到第六MOS管Q6栅极的电压达不到第六MOS管Q6栅极、源极的压差条件进而切断第二运算放大器U2输出端的电源切换信号。

考虑到分离信号需要载机进行给予，而遥测设备与载机分离后回切断分离信号进而导致备用电源V2无法为遥测设备提供电源，分离信号连接端子SEP给出分离信号时，信号电流经第四三极管Q4基极和接地端形成回路，第四三极管Q4集电极一端放大电流并经第五三极管Q5基极和接地端形成回路，第五三极管Q5集电极电流进而放大并使第四三极管Q4进入饱和状态，第五三极管Q5集电极电流反馈到第三运算放大器U3同相端并形成一个与之成正比的电压信号，第十二电阻R12和第十三电阻R13间为第三运算放大器U3反相端提供反馈信号，第三运算放大器U3同相端得到电压信号后使第三运算放大器U3输出端输出分离信号。

考虑到遥测设备和载机未分离时且载机未给主电源V1供电信号时，主电源V1不输出时切换备用电源V2输出，第三运算放大器U3输出经第十五电阻R15、第十六电阻R16、接地端形成回路，利用第十五电阻R15和第十六电阻R16分压为第二三极管Q2基极反馈分离信号，当第一三极管Q1、第二三极管Q2基极分别获得第二运算放大器U2、第三运算放大器U3输出的切换信号、分离信号后，第一三极管Q1和第二三极管Q2达到导通条件，第二运算放大器U2输出信号一路经第一三极管Q1集电极、发射极第二三极管Q2集电极、发射极、第十七电阻R17进地，另一路反馈到第四运算放大器U4同相端并使第四运算放大器U4输出端输出信号，第三三极管Q3达到导通条件，备用电源V2电源一路经第二十电阻R20、第三三极管Q3集电极、发射极、第十八电阻R18进地，另一路经第二二极管D2对第一电容C1进行充电，同时经遥测设备输出电源端口VOUT对遥测设备供电。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种备用电源自适应供电控制电路，包括切换模块，其特征在于，所述切换模块包括主电源、第一运算放大器、第一二极管、第一电容、遥测设备输出电源端口、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，所述第一电阻一端和主电源连接，第一电阻另一端和第二电阻一端连接，第一运算放大器同相端连接在第一电阻和第二电阻间，第一运算放大器反相端连接第四电阻一端，第一运算放大器输出端连接第三电阻一端，第三电阻另一端连接第一运算放大器反相端，第一二极管阳极并联在第一运算放大器输出端，第一二极管阴极和第一电容串联，遥测设备输出电源端口连接在第一二极管和第一电容间，第一电容、第二电阻、第四电阻另一端和接地端连接。

2.根据权利要求1所述的一种备用电源自适应供电控制电路，包括切换模块，其特征在于，所述切换模块还包括第二运算放大器、第六MOS管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十四电阻，所述第九电阻一端和备用电源连接，第九电阻另一端和第十电阻一端连接，第十电阻另一端和第十一电阻一端连接，第十一电阻另一端和第十二电阻一端连接，第六MOS管源级连接在第九电阻和第十电阻间，第六MOS管栅极和第一运算放大器输出端连接，第十四电阻一端和第六MOS管漏极连接，第二运算放大器同相端连接在第六MOS管漏极和第十四电阻间，第二运算放大器反向端连接在第十电阻和第十一电阻间，第十四电阻另一端和接地端连接。

3.根据权利要求1所述的一种备用电源自适应供电控制电路，包括切换模块，其特征在于，所述切换模块还包括备用电源、第三运算放大器、分离信号连接端子、第六电阻、第八电位器、第十五电阻、第十六电阻、第四三极管、第五三极管，所述第六电阻一端和备用电源连接，第四三极管集电极和第六电阻另一端连接，第八电位器一端和备用电源连接，第五三极管集电极和第八电位器另一端连接，第四三极管基极连接在第八电位器和第五三极管间，第五三极管基极连接在第六电阻和第四三极管间，分离信号连接端子一端连接在第四三极管基极和第五三极管集电极间，分离信号连接端子另一端和载机连接，第三运算放大器同相端连接在第四三极管基极和第五三极管集电极间，第十五电阻一端连接在第三运算放大器输入端，第十五电阻另一端和第十六电阻一端连接，第四三极管发射极、第五三极管发射极、第十六电阻另一端和接地端连接。

4.根据权利要求1所述的一种备用电源自适应供电控制电路，包括切换模块，其特征在于，所述切换模块还包括第四运算放大器、第二二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第十七电阻、第十八电阻，第一三极管基极和第二运算放大器输出端连接，第一三极管发射极和第二三极管集电极连接，第二三极管基极连接在第十五电阻和第十六电阻间，第二三极管发射极和第十七电阻的一端连接，第三三极管基极和第四运算放大器输出端连接，第三三极管发射极和第十八电阻一端连接，第二二极管阳极连接在第三三极管发射极和第十八电阻之间，第二二极管阴极连接在第一二极管和第一电容间，第十七电阻、第十八电阻另一端和接地端连接。

5.根据权利要求1所述的一种备用电源自适应供电控制电路，包括切换模块，其特征在于，所述切换模块还包括第五电阻，第五电阻一端连接在第一二极管和第一电容之间，第五电阻另一端和接地端连接。

6.根据权利要求2所述的一种备用电源自适应供电控制电路，包括切换模块，其特征在于，所述切换模块还包括第十九电阻，第十九电阻一端和第一运算放大器输出端、第六MOS管栅极连接，第十九电阻另一端和接地端连接。

7.根据权利要求2所述的一种备用电源自适应供电控制电路，包括切换模块，其特征在于，所述切换模块还包括第十三电阻，第十二电阻另一端和第十三电阻一端连接，第十三电阻另一端和接地端连接。

8.根据权利要求4所述的一种备用电源自适应供电控制电路，包括切换模块，其特征在于，所述切换模块还包括第七电阻，第七电阻一端和备用电源连接，第七电阻另一端和第一三极管集电极连接。

9.根据权利要求4所述的一种备用电源自适应供电控制电路，包括切换模块，其特征在于，所述切换模块还包括第二十电阻，第二十电阻一端和备用电源连接，第二十电阻另一端和第三三极管集电极连接。