CN206640387U - 一种通用飞机智能化航电应急电源管理系统 - Google Patents

一种通用飞机智能化航电应急电源管理系统 Download PDF

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江晓光
曹琛
徐杰
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Abstract

本实用新型公开一种通用飞机智能化航电应急电源管理系统,包含有,航电供电母线;锂电池电源;第一控制电路单元,其具有第一输出信号端、第一驱动器、第一电阻、第一稳压管及第一N型MOS开关;以及,第二控制电路单元,其具有第二输出信号端、第二驱动器、第二电阻、第二稳压管及第二N型MOS开关。本实用新型的优点在于:利用锂电池电源作为应急电源,较传统应急电源,更易维护,体积更小,重量更轻。通过设置第一控制电路单元及第二控制电路单元,使得应急电源管理系统可以智能地实现充、放电,实时报告应急电源电量,延长电池使用寿命。

Description

一种通用飞机智能化航电应急电源管理系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及飞机电源管理领域,尤其涉及一种通用飞机智能化航电应急电源 管理系统及方法。
背景技术
[0002] 正常情况下,飞机由发电机向用电设备供电,同时对应急电源充电。而当发电机出 故障时,改由应急电源供电。国内通用飞机现有的应急电源系统笨重复杂,供电容量和重量 比低,电池使用寿命短,电池维护复杂。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于克服现有技术中应急电源系统笨重的问题,提供一种新型 的通用飞机智能化航电应急电源管理系统。
[0004] 为了实现这一目的,本实用新型的技术方案如下:一种通用飞机智能化航电应急 电源管理系统,包含有,
[0005] 航电供电母线;
[0006] 锂电池电源;
[0007] 第一控制电路单元,其具有第一输出信号端、第一驱动器、第一电阻、第一稳压管 及第一 N型M0S开关,所述第一输出信号端通过所述第一驱动器分别接所述第一电阻的第一 端及所述第一稳压管的第一端,所述第一电阻的第二端及所述第一稳压管的第二端均接所 述第一 N型M0S开关的栅极,所述第一 N型M0S开关的源极接所述锂电池电源,所述第一 N型 M0S开关的漏极接航电供电母线;以及,
[0008] 第二控制电路单元,其具有第二输出信号端,第二驱动器、第二电阻、第二稳压管 及第二N型M0S开关,所述第二输出信号端通过所述第二驱动器分别接所述第二电阻的第一 端及所述第二稳压管的第一端,所述第二电阻的第二端及所述第二稳压管的第二端均接所 述第二N型M0S开关的栅极,所述第二N型M0S开关的的漏极接所述锂电池电源,所述第二N型 M0S开关的源极接地。
[0009] 作为一种通用飞机智能化航电应急电源管理系统的优选方案,还包含有,检测单 元,所述检测单元具有检测电阻及电流电压检测芯片,所述检测电阻的第一端分别接所述 锂电池电源及所述电流电压检测芯片的第一端,所述检测电阻的第二端分别接第一 N型M0S 开关的源极、第二N型M0S开关的漏极及所述电流电压检测芯片的第二端。
[0010] 作为一种通用飞机智能化航电应急电源管理系统的优选方案,所述正常输出信号 端与所述第一驱动器间还有PWM芯片。
[0011]与现有技术相比,本实用新型的优点至少在于:利用锂电池电源作为应急电源,较 传统应急电源,更易维护,体积更小,重量更轻。通过设置第一控制电路单元及第二控制电 路单元,使得应急电源管理系统可以智能地实现充、放电,实时报告应急电源电量,延长电 池使用寿命。
附图说明
[0012]图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
[0013]图2为本实用新型一实施例的仿真结构示意图。
具体实施方式
[0014]下面通过具体的实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0015]请参见图1,图中所示的是一种通用飞机智能化航电应急电源管理系统,设置于通 用飞机上。该应急电源管理系统主要由航电供电母线BUSS、锂电池电源、第一控制电路单 元、第二控制电路单元及检测单元等部件组成。
[0016]所述第一控制电路单元具有第一输出信号端VC_Charge、PWM芯片、第一驱动器U6、 第一电阻Rgl、第一稳压管D1及第一 N型MOS开关Ml。
[0017]所述第二控制电路单元具有第二输出信号端VC_Discharge,第二驱动器U7、第二 电阻Rg2、第二稳压管D2及第二N型M0S开关M2。
[0018]所述检测单元具有检测电阻及用以检测作用于所述检测电阻上的电流电压情况 的电流电压检测芯片U9。
[0019]所述第一输出信号端VC_Charge接所述PWM芯片的输入端。所述PWM芯片的输出端 接所述第一驱动器U6的输入端。所述第一驱动器U6的输出端分别接所述第一电阻Rgl的第 一端及所述第一稳压管D1的第一端。所述第一电阻Rgl的第二端及所述第一稳压管D1的第 二端均接所述第一 N型M0S开关Ml的栅极。所述第一 N型M0S开关Ml的漏极分别接所述航电供 电母线BUSS及第一电容Coutl的第一端。所述第一电容Coutl的第二端接地。因此,在充电模 式时,供电母线端电压大于应急电源储能蓄电池端电压,电路工作在降压模式(buck)。
[0020]所述第二输出信号端VC_DiScharge接所述第二驱动器U7的输入端。所述第二驱动 器U7的输出端分别接所述第二电阻Rg2的第一端及所述第二稳压管D2的第一端。所述第二 电阻Rg2的第二端及所述第二稳压管D2的第二端均接所述第二N型M0S开关M2的栅极。所述 第二N型M0S开关M2的源极接地。因此,当发电机故障需要应急电源向母线供电时,电路工 作在升压boost模式,这时电路将储能蓄电池电压提升给连接在母线上的其它用电设备。 [0021] 所述检测电阻的第一端分别接所述第一电感L1的第二端及所述电流检测芯片U9 的第一端。所述检测电阻的第二端分别接所述第一 N型M0S开关Ml的源极、所述第二N型M0S 开关M2的漏极及所述电流电压检测芯片U9的第二端。
[0022] 所述锂电池电源的负极接地。所述锂电池电源的正极接所述第一电感L1的第一 端。
[0023] 工作过程:通用飞机发电机正常工作时,所述航电供电母线BUSS电压正常。所述第 一输出信号端VC_Charge输出高电平信号,令所述第一 N型M0S开关M1,而所述第二输出信号 端VC_Discharge输出低电平信号,令所述第二NSMOS开关M2断开。此时,所述航电供电母线 BUSS给所述锂电池电源充电。当所述锂电池电源充电结束后,为维持所述锂电池电源满容 量,需要对所述锂电池电源进行浮动充电。应急电源电池在备用状态下,虽然没有给外电路 供电,但由于储能电池的特性,电量会在电池内部逐渐损耗,为补充应急电源储能电池这些 损耗的电量,外电源在正常供电时,对电池浮动充电(float charge),以补充损耗的电量。 若通用飞机发电机停止工作时,所述第一输出佶号^VCLCharge及所述第二输出信号端VC_ Discharge同时输出高电平信号,令所述第一 N型MOS开关Ml及所述第二N型MOS开关M2导通, 电路实现升压功能,所述锂电池电源向所述航电供电母线BUSS供电。
[0024] U9型号:MAX4377, U15型号:是一个功能模块,是将连续模拟控制信转换成脉宽 调制信号,由放大器,比较器,RS触发器组成;ue和U7是隔离升压型功率器件的驱动电路 UCC21520。
[0025] 工作的过程中,通过所述电流电压检测芯片U9检测所述检测电阻得到电路电流, 输出电压等信息,结合电池的充放电特性,实现良好控制效果。
[0026] 请参见图2显示仿真结果:I (L1)线表示的是发电机停止工作时,应急电源给负载 供电时的负载变化情况,V(out)线是应急电源给负载供电时的输出电压。从仿真结果看,但 负载从5.6A跳变到8A时,应急电源的输出电压没有大的变化,本应急电源动态特性比较好。 总体效率达到89.5%,负载变化时20V供电母线输出最低电压18.9V,可以保证通用航电设备 正常工作(12V到28V)。
[0027] 本实施例的优点在于:1)电路简单,一套主电路拓扑就可以实现电池充电和放电, 可简化电路,提高系统可靠性。2)智能化程度高,运用计算机控制技术,通过接收总线信息 或主电路供电情况,自动切换成供电或充电模式,确保航电系统应急供电安全,并能向上位 航电计算机实时报告应急电源电量。3)本应急电源系统对电池检测和保护功能完善,延长 电池使用寿命,确保应急电源不会出现过充和亏电情况。
[0028]以上仅表达了本实用新型的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而 理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不 脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保 护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1. 一种通用飞机智能化航电应急电源管理系统,其特征在于,包含有, 航电供电母线; 锂电池电源; 第一控制电路单元,其具有第一输出信号端、第一驱动器、第一电阻、第一稳压管及第 一N型MOS开关,所述第一输出信号端通过所述第一驱动器分别接所述第一电阻的第一端及 所述第一稳压管的第一端,所述第一电阻的第二端及所述第一稳压管的第二端均接所述第 一 N型MOS开关的栅极,所述第一N型MOS开关的源极接所述锂电池电源,所述第一 N型MOS开 关的漏极接航电供电母线;以及, 第二控制电路单元,其具有第二输出信号端,第二驱动器、第二电阻、第二稳压管及第 二N型MOS开关,所述第二输出信号端通过所述第二驱动器分别接所述第二电阻的第一端及 所述第二稳压管的第一端,所述第二电阻的第二端及所述第二稳压管的第二端均接所述第 二N型MOS开关的栅极,所述第二N型MOS开关的的漏极接所述锂电池电源,所述第二N型MOS 开关的源极接地。
2. 根据权利要求1所述的一种通用飞机智能化航电应急电源管理系统,其特征在于,还 包含有,检测单元,所述检测单元具有检测电阻及电流电压检测芯片,所述检测电阻的第一 端分别接所述锂电池电源及所述电流电压检测芯片的第一端,所述检测电阻的第二端分别 接第一 N型M0S开关的源极、第二N型MOS开关的漏极及所述电流电压检测芯片的第二端。
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