CN201369560Y - 一种航天器供配电系统中使用的继电器保护装置 - Google Patents
一种航天器供配电系统中使用的继电器保护装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及的航天器供配电系统中使用的继电器保护装置，为连接于继电器与用电设备之间的浪涌电流抑制电路，该开机浪涌电流抑制装置，包括串联在回路中的第二熔断器和第一熔断器及延时熔断电阻；第一熔断器与该延时熔断电阻串联后与第二熔断器并联；和一串联在回路中的分压电路；用于开机延时参数调整的第一电容、第二电容；第一电容和所述的第二电容串联后再与第三电阻和第三电阻并联；以及N沟道场效应管串联在熔断器、用电设备和电源回线之间。本实用新型适用于航天器供配电系统的开关机电路，能有效减小开机过程中因电容充电导致的开机浪涌电流，延长继电器触点使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种开机浪涌电流抑制装置，特别是涉及一种航天器供配电系统中使用的继电器保护装置。
背景技术
继电器作为一种常用的控制器件已至少使用了几十年，继电器的触点有一个使用寿命的问题。在工业应用中，触点损坏后可以更换一个新的继电器继续使用，但在航天应用中，比如卫星上的零部件，上天后就不可能维修。航天器上广泛使用磁保持继电器对载荷进行开关机操作，由于载荷电源输入回路不可避免使用了电容，在开机瞬间电源对电容充电，充电产生的浪涌电流会高达几安至几十安培，这个浪涌电流峰值往往是设备正常工作电流的几倍至几百倍。瞬间的浪涌电流会在继电器触点间产生电火花，导致继电器触点粘连或者接触不良，其结果就是设备不能正常开关机。大的浪涌电流还会导致卫星母线电源出现短时间过载，威胁卫星电源系统安全。
按照继电器的使用要求，其触点上流过的电流不得超过其额定电流，为了满足这个使用要求，第一可以选用额定电流大的继电器，第二可以减小开机浪涌电流。卫星的重量一般以克为单位计算，选用额定电流大的继电器会大大增加设备重量，而且设备开机浪涌电流一般都大大超过继电器触点额定电流，只有减小开机浪涌电流才是最经济最有效的办法。
传统的消火花电路有使用串电阻电容的装置和方法，也有在回路中串电感的方法等，但都不能彻底地将浪涌电流抑制到合理范围，电感串联过大还会导致电路自激现象发生。
发明内容
本实用新型目的在于：针对航天器供配电系统大量使用磁保持继电器进行设备开关机，继电器使用过程中容易出现的触点烧蚀粘连问题；从而提供一种航天器供配电系统中使用的继电器保护装置。该装置使用较少的元器件，而达到了抑制浪涌电流，防止触点烧蚀，提高继电器可靠性，延长继电器使用寿命的目的。
本实用新型的目的是这样实现的：
本实用新型提供的航天器供配电系统中使用的继电器保护装置，为连接于继电器与用电设备之间的浪涌电流抑制电路，该开机浪涌电流抑制装置包括电阻和电容；其特征在于，还包括串联在回路中的第二熔断器F2和第一熔断器F1及所述的第五电阻R5；所述的第一熔断器F1与所述的第五电阻R5串联后与第二熔断器F2并联；
还包括一N沟道场效应管Q1，所述的N沟道场效应管Q1串联在第一熔断器F1与所述的第五电阻R5串联后，与用电设备和电源回线之间；
还包括一串联在回路中的分压电路，所述的分压电路由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4组成的形成场效应管的栅极控制电压；所述的第一电阻R1和所述的第二电阻R2并联，所述的第三电阻R3和所述的第四电阻R4并联，然后两个并联电阻的电路再串联；所述的第一电阻R1和所述的第二电阻R2并联后的另一端与所述的第一熔断器F1与第五电阻R5串联后与第二熔断器F2并联的电路电连接；
用于开机延时参数调整的第一电容C1、第二电容C2串联后再与第三电阻R3和第三电阻R4并联，并联后的一端接地，另一端与所述的N沟道场效应管Q1串联；其中第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2共同决定延时时间常数。
在上述的技术方案中，所述第一电阻R1和第二电阻R2分别为1MΩ/0.25W。
在上述的技术方案中，所述第三电阻R3和第四电阻R4分别为470KΩ/0.25W。
在上述的技术方案中，所述第五电阻R5为0.5Ω/2W。
在上述的技术方案中，所述第一电容C1和所述第二电容C2分别为0.33uF/50V。
在上述的技术方案中，所述第一熔断器F1和所述第二熔断器F2根据需要选择1～8A。
在上述的技术方案中，所述N沟道场效应管选用2N6766、2N7224或2N7225。
本实用新型的航天器供配电系统中使用的继电器保护装置，在J1闭合瞬间，第一电容C1、第二电容C2上电压为0，场效应管Q1的栅极电压为0，场效应管处于截止状态；随着第一电容C1、第二电容C2充电，场效应管Q1的栅极电压逐渐升高，场效应管开始由截止进入放大状态；随着C1、C2继续充电，场效应管Q1的栅极电压逐渐升高，场效应管会由放大状态进入饱和导通状态；饱和导通后，场效应管相当于一个几十毫欧姆的电阻。这个由截止到饱和导通的过程控制设备缓慢加电，限制了用电设备开机的充电电流，将用电设备启动电流限制在一个合理范围，达到了抑制浪涌电流的目的。
本实用新型的优点在于：
本实用新型的航天器供配电系统中使用的继电器保护装置安装在继电器、用电设备之间和供电回路间，即可起到抑制开机浪涌电流的作用。因为该装置应用在航天产品上，所以对装置的可靠性的要求高，因此本实用新型的装置中电阻、电容、熔断器都设计了冗余备份，当第四电阻R4和第五电阻R5之一出现断路；或第一电阻R1和第二电阻R2之一出现断路；或第一电容C1和第二电容C2之一出现短路和断路情况时仍能保证设备正常供电。
本实用新型的巧妙之处还在于合理地利用了场效应管的栅极控制特点，场效应管是一种电压驱动器件，N沟道场效应管栅极电压为0时，处于截止状态，漏电流很小，栅极电压从0V上升到10V，场效应管会经历从截止到放大再到饱和导通的过程，饱和导通后，场效应管的导通电阻可以小到毫欧级。所以本实用新型通过控制场效应管的栅极电压，让场效应管有一个从截止到放大再到饱和导通的变化过程，控制这个过程的时间(调整电容大小)，来达到让用电设备电源缓慢加电的目的，使得开机过程不会出现大的浪涌电流。另外，场效应管体积小，饱和导通电阻小和可靠性高，在不增加设备太多重量的同时，还确保了装置的性能；因此，本实用新型非常适合在航天器上供配电系统开关机电路中使用，本实用新型电路能有效抑制开机浪涌电流，防止继电器触点烧蚀，延长继电器的使用寿命，可以在航天器供配电系统中推广使用。
附图说明
图1为没有浪涌电流抑制装置的开关机电路，触点J1容易烧蚀粘连；
图2为设有浪涌电流抑制装置的开关机电路，触点J1上的浪涌电流受到抑制，触点不容易烧蚀粘连；
图3为本实用新型的航天器供配电系统中使用的继电器保护装置电路组成示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对根据本实用新型的技术方案进一步详细说明。
参考图3，制作本实用新型的航天器供配电系统中使用的继电器保护装置，该开机浪涌电流抑制装置为连接于继电器与用电设备及电源回线间的直流浪涌电流抑制电路。该发明的实验装置使用民品元器件很容易实现，其中第一电阻R1、第二电阻R2分别使用市场上购买的电阻值为1MΩ/0.25W的电阻；第三电阻R3、第四电阻R4分别使用市场上购买的电阻值为470KΩ/0.25W的电阻；第五电阻R5为0.5Ω/2W的电阻。用于开机延时参数调整的第一电容C1、第二电容C2分别使用市场上购买的电容参数分别为0.33uF/50V的电容。第一熔断器F1、第二熔断器F2可以根据需要选择1～8A的常规产品。N沟道场效应管可以选用2N6766、2N7224、2N7225等的常规产品。该开机浪涌电流抑制装置由串联在回路中的第二熔断器F2和第一熔断器F1及延时熔断电阻R5，其中第一熔断器F1与第五电阻R5串联后与第二熔断器F2并联。串联在回路中有一分压电路，分压电路由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4组成，形成场效应管的栅极控制电压。另外，第一电阻R1、第二电阻R2并联，第三电阻R3及第四电阻R4，然后再串联；
用于开机延时参数调整的第一电容C1、第二电容C2串联后与第三电阻R3及第四电阻R4并联。其中第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2共同决定延时时间常数。
一N沟道场效应管Q1串联在熔断器、用电设备和电源回线之间。
将本实施例制作的继电器保护装置安装在继电器、用电设备、供电回路间，即可起到抑制开机浪涌电流的作用。
考虑到航天产品对可靠性的要求，电阻、电容、熔断器都设计了冗余备份，当第四电阻R4和第五电阻R5之一出现断路；或第一电阻R1和第二电阻R2之一出现断路；或第一电容C1和第二电容C2之一出现短路和断路情况时仍能保证设备正常供电。
本实用新型的继电器保护装置，用于航天器供配电系统中使用磁保持继电器，在进行设备开关机时，继电器使用过程中容易出现的触点烧蚀粘连问题(如图1所示)；而安装了本实用新型的开机浪涌电流抑制装置后即克服了这一问题(如图2所示).
本实用新型的巧妙之处在于合理地利用了场效应管的栅极控制特点，场效应管是一种电压驱动器件，N沟道场效应管栅极电压为0时，处于截止状态，漏电流很小，栅极电压从0V上升到10V，场效应管会经历从截止到放大再到饱和导通的过程，饱和导通后，场效应管的导通电阻可以小到毫欧级。本实用新型通过控制场效应管的栅极电压，让场效应管有一个从截止到放大再到饱和导通的变化过程，控制这个过程的时间(调整电容大小)，来达到让用电设备电源缓慢加电的目的，使得开机过程不会出现大的浪涌电流。场效应管体积小，饱和导通电阻小，可靠性高，因此，本实用新型非常适合在航天器上供配电系统开关机电路中使用，本实用新型电路能有效抑制开机浪涌电流，防止继电器触点烧蚀，延长继电器的使用寿命，可以在航天器供配电系统中推广使用。
应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本实用新型的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本实用新型做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。
Claims (7)
1、一种航天器供配电系统中使用的继电器保护装置，为连接于继电器与用电设备之间的浪涌电流抑制电路，该开机浪涌电流抑制装置包括电阻和电容；其特征在于，还包括串联在回路中的第二熔断器(F2)和第一熔断器(F1)及所述的第五电阻(R5)；所述的第一熔断器(F1)与所述的第五电阻(R5)串联后与第二熔断器(F2)并联；
还包括一N沟道场效应管(Q1)，所述的N沟道场效应管(Q1)串联在第一熔断器(F1)与第五电阻(R5)串联后，与用电设备和电源回线之间；
还包括一串联在回路中的分压电路，所述的第一电阻(R1)和所述的第二电阻(R2)并联，所述的第三电阻(R3)和所述的第四电阻(R4)并联，然后两个并联电阻的电路再串联；所述的第一电阻R1和所述的第二电阻(R2)并联后的另一端与所述的第一熔断器(F1)与第五电阻(R5)串联后与第二熔断器(F2)并联的电路电连接；
用于开机延时参数调整的第一电容(C1)、第二电容(C2)串联后再与第三电阻(R3)和第三电阻(R4)并联，并联后的一端接地，另一端与所述的N沟道场效应管(Q1)串联。
2、按权利要求1所述的航天器供配电系统中使用的继电器保护装置，其特征在于，所述第一电阻R1和第二电阻R2分别为1MΩ/0.25W。
3、按权利要求1所述的航天器供配电系统中使用的继电器保护装置，其特征在于，所述第三电阻R3和第四电阻R4分别为470KΩ/0.25W。
4、按权利要求1所述的航天器供配电系统中使用的继电器保护装置，其特征在于，所述第五电阻R5为0.5Ω/2W。
5、按权利要求1所述的航天器供配电系统中使用的继电器保护装置，其特征在于，所述第一电容C1和所述第二电容C2分别为0.33uF/50V。
6、按权利要求1所述的航天器供配电系统中使用的继电器保护装置，其特征在于，所述第一熔断器F1和所述第二熔断器F2根据需要选择1～8A。
7、按权利要求1所述的航天器供配电系统中使用的继电器保护装置，其特征在于，所述N沟道场效应管选用2N6766、2N7224或2N7225。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102570806A (zh) * | 2010-12-22 | 2012-07-11 | 泰商泰达电子公司 | 电源模块及其所适用的供电系统 |
| CN104934954A (zh) * | 2014-03-17 | 2015-09-23 | 斯玛特电子公司 | 保险丝电阻器 |
| CN105765815A (zh) * | 2013-08-27 | 2016-07-13 | 矢崎总业株式会社 | 浪涌电流限制电路 |
| CN107078640A (zh) * | 2016-01-27 | 2017-08-18 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 电源控制电路、电子调速器、无人飞行器及控制方法 |
| CN108725783A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-02 | 中国水利水电科学研究院 | 一种简易的轻小型电动无人机动力电池防打火电路 |
| CN113890322A (zh) * | 2021-08-31 | 2022-01-04 | 杭州键嘉机器人有限公司 | 一种利用延时电路抑制浪涌电流的软启动电路 |
| RU2814592C1 (ru) * | 2023-06-07 | 2024-03-01 | Акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (АО "УКБП") | Устройство распределения электропитания |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102623977B (zh) * | 2011-01-28 | 2016-01-27 | 富泰华工业（深圳）有限公司 | 电子产品 |
| CN102801144A (zh) * | 2011-05-23 | 2012-11-28 | 上海航天测控通信研究所 | 一种供配电开关的浪涌抑制装置 |
| CN103683255A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-26 | 成都市宏山科技有限公司 | 开机防浪涌电路 |
| CN103746358B (zh) * | 2013-12-27 | 2017-04-12 | 深圳市九洲电器有限公司 | 浪涌抑制电路、开关装置和机顶盒 |
| US10250032B2 (en) * | 2015-04-24 | 2019-04-02 | Vertiv Corporation | Intelligent power strip with management of bistable relays to reduce current in-rush |
| CN104953809A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-30 | 中国电子科技集团公司第三十六研究所 | 一种开机浪涌电流抑制电路及具有该电路的电源 |
| CN106452213A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-02-22 | 顺丰科技有限公司 | 电子调速器及控制方法 |
| GB2563592B (en) * | 2017-06-19 | 2019-11-06 | Ge Aviat Systems Ltd | Arc mitigation in electrical power distribution system |
| CN107703444A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-02-16 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种磁保持继电器浪涌电流安全曲线的获取方法 |
| CN111175629A (zh) * | 2018-11-09 | 2020-05-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种快速检测浪涌抑制电路性能的方法 |
| TWI704739B (zh) | 2019-04-24 | 2020-09-11 | 宏碁股份有限公司 | 電源供應裝置 |
| CN112398325B (zh) * | 2019-08-12 | 2022-03-08 | 宏碁股份有限公司 | 电源供应装置 |
| CN113346467B (zh) * | 2021-03-20 | 2022-10-11 | 南京户能电子科技有限公司 | 一种浪涌保护电路和交流充电电路 |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102570806A (zh) * | 2010-12-22 | 2012-07-11 | 泰商泰达电子公司 | 电源模块及其所适用的供电系统 |
| CN105765815A (zh) * | 2013-08-27 | 2016-07-13 | 矢崎总业株式会社 | 浪涌电流限制电路 |
| CN105765815B (zh) * | 2013-08-27 | 2019-04-26 | 矢崎总业株式会社 | 浪涌电流限制电路 |
| CN104934954A (zh) * | 2014-03-17 | 2015-09-23 | 斯玛特电子公司 | 保险丝电阻器 |
| CN104934954B (zh) * | 2014-03-17 | 2018-10-09 | 斯玛特电子公司 | 保险丝电阻器 |
| CN107078640A (zh) * | 2016-01-27 | 2017-08-18 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 电源控制电路、电子调速器、无人飞行器及控制方法 |
| CN107078640B (zh) * | 2016-01-27 | 2018-12-07 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 电源控制电路、电子调速器、无人飞行器及控制方法 |
| CN108725783A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-02 | 中国水利水电科学研究院 | 一种简易的轻小型电动无人机动力电池防打火电路 |
| CN113890322A (zh) * | 2021-08-31 | 2022-01-04 | 杭州键嘉机器人有限公司 | 一种利用延时电路抑制浪涌电流的软启动电路 |
| RU2814592C1 (ru) * | 2023-06-07 | 2024-03-01 | Акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (АО "УКБП") | Устройство распределения электропитания |
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