RU2582209C1 - Integrated system of backup devices - Google Patents

Integrated system of backup devices Download PDF

Info

Publication number
RU2582209C1
RU2582209C1 RU2014147801/28A RU2014147801A RU2582209C1 RU 2582209 C1 RU2582209 C1 RU 2582209C1 RU 2014147801/28 A RU2014147801/28 A RU 2014147801/28A RU 2014147801 A RU2014147801 A RU 2014147801A RU 2582209 C1 RU2582209 C1 RU 2582209C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
node
battery
input
isolation
Prior art date
Application number
RU2014147801/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Михайлович Самойлов
Павел Васильевич Денисенко
Игорь Алексеевич Семёнов
Виталий Викторович Худов
Original Assignee
Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА")
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") filed Critical Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА")
Priority to RU2014147801/28A priority Critical patent/RU2582209C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2582209C1 publication Critical patent/RU2582209C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: invention relates to aviation instrument-making and can be used in measurement and display systems, facilitating piloting of aircraft in event of failure of its primary flight navigation systems. For this purpose, integrated standby instrument system (ISPR) of aircraft includes first and second unit of galvanic isolation, first, second, third node of diode junction and electric power storage device is connected through first node of diode junction to onboard network via second node of diode junction to power bus orientation unit, connected via a third node of diode junction to power output of voltage switch, first device electrical isolation is connected between output of battery voltage monitoring device and first control input of orientation of unit, second control input is connected through a second device is galvanically isolated to output board network control unit of aircraft.
EFFECT: technical result is improvement of reliability and functionality.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам измерения и индикации, обеспечивающим пилотирование летательных аппаратов (ЛА) в случае отказа основных пилотажно-навигационных систем.The invention relates to measurement and display systems for piloting aircraft in the event of a failure of the main navigation and navigation systems.

Известна интегрированная система резервных приборов (ИСРП) [1], содержащая блок ориентации с датчиками первичной информации, преобразователем, вычислителем и жидкокристаллическим (ЖК) экраном.Known integrated system of backup devices (ISRP) [1], containing an orientation unit with primary information sensors, a converter, a computer and a liquid crystal (LCD) screen.

Недостатком данной системы является недостаточная надежность из-за отсутствия в ней автономного источника питания - аккумулятора, что также снижает возможность ее применения.The disadvantage of this system is the lack of reliability due to the lack of an autonomous power source - a battery, which also reduces the possibility of its use.

Известна также ИСРП [2], содержащая блок ориентации с подключенным к нему ЖК-экраном, аккумулятор, устройство подзарядки аккумулятора, устройство контроля напряжения борт-сети, устройство защиты, коммутатор напряжения, соединенные функционально.Also known ISRP [2], comprising an orientation unit with an LCD screen connected to it, a battery, a battery recharging device, an on-board voltage control device, a protection device, a voltage switch connected functionally.

Недостатком данной системы является ее низкая надежность во время переключения напряжения питания с борт-сети на аккумулятор.The disadvantage of this system is its low reliability when switching the supply voltage from the onboard network to the battery.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение надежности системы и расширение функциональных возможностей.The problem to which this invention is directed is to increase the reliability of the system and expand the functionality.

Поставленная задача решается за счет того, что в ИСРП, содержащей блок ориентации с подключенным к нему жидкокристаллическим экраном, аккумулятор, выход которого подключен через устройство подзарядки аккумулятора к борт-сети, входу устройства контроля напряжения аккумулятора и через устройство защиты к первому силовому входу коммутатора напряжения, второй силовой вход которого подключен к борт-сети, а управляющий вход - к выходу устройства контроля напряжения борт-сети, вход которого подключен к борт-сети, согласно изобретению в нее дополнительно введены первое и второе устройства гальванической развязки, первый, второй, третий узел диодной развязки и накопитель электроэнергии, подключенный через первый узел диодной развязки к борт-сети, через второй узел диодной развязки к шине питания блока ориентации, подключенной через третий узел диодной развязки к силовому выходу коммутатора напряжения, первое устройство гальванической развязки подключено между выходом устройства контроля напряжения аккумулятора и первым управляющим входом блока ориентации, второй управляющий вход которого подключен через второе устройство гальванической развязки к выходу устройства контроля борт-сети.The problem is solved due to the fact that in the ISRP containing the orientation unit with a liquid crystal screen connected to it, the battery, the output of which is connected through the battery recharging device to the on-board network, the input of the battery voltage control device and through the protection device to the first power input of the voltage switch , the second power input of which is connected to the onboard network, and the control input to the output of the onboard network voltage monitoring device, the input of which is connected to the onboard network, according to the invention, to The first and second galvanic isolation devices, the first, second, third diode isolation nodes and an energy storage device connected through the first diode isolation node to the on-board network, through the second diode isolation node to the orientation power supply bus connected through the third diode isolation node to the power output of the voltage switch, the first galvanic isolation device is connected between the output of the battery voltage control device and the first control input of the orientation unit, the second the main input of which is connected through the second galvanic isolation device to the output of the onboard network monitoring device.

Отличительной особенностью заявленной системы является введение в нее накопителя электроэнергии, который через диодные развязки подключен к шине питания блока ориентации и обеспечивает наличие напряжения питания в момент переключения на аккумулятор.A distinctive feature of the claimed system is the introduction of an energy storage device, which is connected via diode isolation to the power supply bus of the orientation unit and ensures the presence of a supply voltage when switching to a battery.

Другой отличительной особенностью является введение устройств гальванической развязки, которые обеспечивают гальваническую развязку между борт-сетью и вторичными источниками питания блока ориентации, что повышает помехоустойчивость и надежность системы.Another distinctive feature is the introduction of galvanic isolation devices, which provide galvanic isolation between the onboard network and secondary power supplies of the orientation unit, which increases the noise immunity and reliability of the system.

На чертеже представлена схема системы, в которую входят блок 1 ориентации, ЖК-экран 2, аккумулятор 3, устройство 4 подзарядки аккумулятора, устройство 5 контроля напряжения аккумулятора, устройство 6 защиты, коммутатор 7, устройство 8 контроля напряжения борт-сети, первое 9 и второе 10 устройство гальванической развязки, первый 11, второй 12, третий 13 узлы диодной развязки, накопитель 14 электроэнергии.The drawing shows a diagram of a system that includes an orientation unit 1, an LCD screen 2, a battery 3, a battery recharging device 4, a battery voltage monitoring device 5, a protection device 6, a switch 7, an onboard network voltage monitoring device 8, the first 9 and second 10 galvanic isolation device, first 11, second 12, third 13 diode isolation nodes, electric power storage 14.

В представленной системе выход аккумулятора 3 подключен через устройство 4 подзарядки аккумулятора к борт-сети, входу устройства 5 контроля напряжения аккумулятора 3 и через устройство 6 защиты к первому силовому входу коммутатора 7 напряжения, второй силовой вход которого подключен к борт-сети, управляющий вход - к выходу устройства 8 контроля напряжения борт-сети, вход которого подключен к борт-сети, первой и второй управляющие входы блока 1 ориентации с подключенным к нему ЖК-экраном 2 подключены через первое 9 и второе 10 устройства гальванической развязки к выходам устройства 5 контроля аккумулятора 3 и устройства 8 контроля борт-сети соответственно, накопитель 14 электроэнергии подключен соответственно через первый 11 и второй 12 узлы диодной развязки к борт-сети и шине питания блока 1 ориентации, подключенной через третий узел 13 диодной развязки к силовому выходу коммутатора 7 напряжения.In the presented system, the output of the battery 3 is connected through the battery recharging device 4 to the on-board network, the input of the battery voltage control device 5 and through the protection device 6 to the first power input of the voltage switch 7, the second power input of which is connected to the on-board network, the control input is to the output of the device 8 for controlling the voltage of the onboard network, the input of which is connected to the onboard network, the first and second control inputs of the orientation unit 1 with the LCD screen 2 connected to it are connected through the first 9 and second 10 of the galvanic device isolation to the outputs of the battery monitoring device 5 and the onboard network monitoring device 8, respectively, the electric power storage 14 is connected through the first 11 and second 12 diode isolation nodes respectively to the onboard network and the power supply bus of the orientation unit 1 connected through the third diode isolation node 13 to the power output of the voltage switch 7.

Заявленная резервная система работает следующим образом.The claimed backup system operates as follows.

В процессе полета при штатном режиме питание блока 1 ориентации с подключенным к нему ЖК-экраном 2 осуществляется от борт-сети через устройство 7 коммутации, подключенное вторым силовым входом к борт-сети. При этом устройство 4 подзарядки аккумулятора осуществляет подзарядку аккумулятора 3. Устройство 5 контроля аккумулятора определяет степень разряженности аккумулятора 3 и в случае снижения выходного напряжения аккумулятора 3 ниже допустимого уровня с его выхода через первое устройство 9 гальванической развязки выдается сигнал на первый управляющий вход блока 1 ориентации и на подключенный к нему ЖК-экране 2 отображается соответствующим транспарантом информация о состоянии аккумулятора 3.During the flight in normal mode, the power of the orientation unit 1 with the LCD screen 2 connected to it is carried out from the onboard network through the switching device 7, connected to the onboard network by the second power input. At the same time, the battery recharging device 4 recharges the battery 3. The battery monitoring device 5 determines the degree of discharging of the battery 3 and, if the output voltage of the battery 3 decreases below the permissible level, a signal is sent to the first control input of the orientation unit 1 through the first galvanic isolation device 9 and on the LCD screen 2 connected to it, information on the status of the battery 3 is displayed with an appropriate banner.

Устройство 8 контроля напряжения борт-сети определяет величину напряжения и в случае снижения ниже допустимого уровня с его выхода выдается сигнал на управляющий вход коммутатора 7 напряжения и через второй узел 10 гальванической развязки на второй управляющий вход блока 1 ориентации. При данной нештатной ситуации коммутатор 7 напряжения переключает шину питания блока 1 ориентации с борт-сети через третий узел 13 диодной развязки на выход аккумулятора 3 через устройство 6 защиты, которое ограничивает ток потребления аккумулятора 3, при этом блок 1 ориентации выдает на ЖК-экран 2 управляющий сигнал для отображения соответствующим транспарантом аварийного состояния борт-сети. В данной ситуации при отказе борт-сети пилот ЛА осуществляет пилотирование только по ЖК-экрану 2, подключенному к блоку 1 ориентации. В момент переключения питания с борт-сети на аккумулятор 3, коммутатор 7 напряжения имеет некоторое время переключения, в течение которого блок 1 ориентации оставался бы без питания, что приводит к неоднозначности отображения информации на ЖК-экране 2.The onboard network voltage control device 8 determines the voltage value and, if it falls below the permissible level, a signal is output from its output to the control input of the voltage switch 7 and, through the second galvanic isolation unit 10, to the second control input of the orientation unit 1. In this emergency situation, the voltage switch 7 switches the power bus of the orientation unit 1 from the onboard network through the third diode isolation node 13 to the battery output 3 through the protection device 6, which limits the current consumption of the battery 3, while the orientation unit 1 outputs to the LCD screen 2 a control signal for displaying the emergency state of the onboard network with the appropriate banner. In this situation, if the on-board network fails, the aircraft pilot only flies on the LCD screen 2 connected to the orientation unit 1. At the time of switching the power from the onboard network to the battery 3, the voltage switch 7 has some switching time during which the orientation unit 1 would remain without power, which leads to ambiguity in the display of information on the LCD screen 2.

Для того чтобы избежать этого введен накопитель 14 электроэнергии, который через второй узел 12 диодной развязки подключен к шине питания блока 1 ориентации и через первый узел 11 диодной развязки - к борт-сети. В штатном режиме накопитель 14 электроэнергии заряжается от борт-сети через первый узел 11 диодной развязки, включенный в прямом направлении. При снижении или пропадании напряжения борт-сети первый узел 11 диодной развязки запирается, предотвращая разряд накопителя 14 электроэнергии. В момент переключения коммутатора 7 напряжение на его выходе вследствие временной задержки на короткий промежуток времени пропадает, что приводит к открыванию второго узла 12 диодной развязки и через него напряжение с накопителя 14 электроэнергии поступает на шину питания блока 1 ориентации, обеспечивая его бесперебойную работу. При работе от борт-сети или аккумулятора 3 напряжение на выходе третьего узла 13 диодной развязки повышается, второй узел 12 диодной развязки запирается, и накопитель 14 электроэнергии отключается от шины питания блока ориентации.In order to avoid this, an electric storage device 14 has been introduced, which is connected to the power bus of the orientation unit 1 through the second diode isolation node 12 and to the on-board network through the first diode isolation node 11. In the normal mode, the energy storage device 14 is charged from the onboard network through the first diode isolation unit 11, which is turned on in the forward direction. When the voltage or voltage of the onboard network decreases or disappears, the first diode isolation unit 11 is locked, preventing the discharge of the energy storage device 14. At the time of switching the switch 7, the voltage at its output due to a time delay for a short period of time disappears, which leads to the opening of the second node 12 of the diode isolation and through it the voltage from the drive 14 of the electric power is supplied to the power bus of the orientation unit 1, ensuring its uninterrupted operation. When working from the onboard network or battery 3, the voltage at the output of the third diode isolation node 13 rises, the second diode isolation node 12 is locked, and the energy storage 14 is disconnected from the power supply bus of the orientation unit.

Первый 9 и второй 10 узлы гальванической развязки обеспечивают развязку между первичным напряжением борт-сети и вторичным напряжением питания блока 1 ориентации, что исключает передачу помех борт-сети в цепи питания блока 1 ориентации, а следовательно, повышается помехоустойчивость системы.The first 9 and second 10 nodes of galvanic isolation provide isolation between the primary voltage of the onboard network and the secondary supply voltage of the orientation unit 1, which eliminates the transmission of interference to the onboard network in the power supply circuit of the orientation unit 1, and therefore, the noise immunity of the system increases.

Таким образом, предлагаемая ИСРП обеспечивает возможность пилотирования ЛА при аварийной ситуации борт-сети, когда все остальные пилотажно-навигационные приборы оказались обесточенными.Thus, the proposed ISRP provides the possibility of piloting an aircraft in case of an emergency on-board network, when all other flight and navigation devices were de-energized.

Предложенная ИСРП устанавливается на борт самолетов и вертолетов для обеспечения пилотирования при нештатных ситуациях.The proposed ISRP is installed on board aircraft and helicopters to provide piloting in emergency situations.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2386927, МПК G01C 21/00, 2009 г.1. RF patent No. 2386927, IPC G01C 21/00, 2009

2. Патент РФ №2485446, МПК G01C 21/00, 2011 г. (ближайший аналог).2. RF patent No. 2485446, IPC G01C 21/00, 2011 (the closest analogue).

Claims (1)

Интегрированная система резервных приборов, содержащая блок ориентации с подключенным к нему жидкокристаллическим экраном, аккумулятор, выход которого подключен через устройство подзарядки аккумулятора к борт-сети, входу устройства контроля напряжения аккумулятора и через устройство защиты к первому силовому входу коммутатора напряжения, второй силовой вход которого подключен к борт-сети, а управляющий вход - к выходу устройства контроля напряжения борт-сети, вход которого подключен к борт-сети, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены первое и второе устройства гальванической развязки, первый, второй, третий узел диодной развязки и накопитель электроэнергии, подключенный через первый узел диодной развязки к борт-сети, через второй узел диодной развязки к шине питания блока ориентации, подключенной через третий узел диодной развязки к силовому выходу коммутатора напряжения, первое устройство гальванической развязки подключено между выходом устройства контроля напряжения аккумулятора и первым управляющим входом блока ориентации, второй управляющий вход которого подключен через второе устройство гальванической развязки к выходу устройства контроля борт-сети. An integrated backup instrument system comprising an orientation unit with a liquid crystal screen connected to it, a battery, the output of which is connected through the battery recharging device to the on-board network, the input of the battery voltage monitoring device and, through the protection device, to the first power input of the voltage switch, the second power input of which is connected to the onboard network, and the control input to the output of the onboard network voltage control device, the input of which is connected to the onboard network, characterized in that it has an additional but the first and second galvanic isolation devices, the first, second, third diode isolation nodes and an energy storage device connected through the first diode isolation node to the on-board network, through the second diode isolation node to the power supply bus of the orientation unit connected through the third diode isolation node to the power output of the voltage switch, the first galvanic isolation device is connected between the output of the battery voltage control device and the first control input of the orientation unit, the second control input which is connected through a second galvanic isolation device to the output of the onboard network monitoring device.
RU2014147801/28A 2014-11-26 2014-11-26 Integrated system of backup devices RU2582209C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014147801/28A RU2582209C1 (en) 2014-11-26 2014-11-26 Integrated system of backup devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014147801/28A RU2582209C1 (en) 2014-11-26 2014-11-26 Integrated system of backup devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2582209C1 true RU2582209C1 (en) 2016-04-20

Family

ID=56195255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014147801/28A RU2582209C1 (en) 2014-11-26 2014-11-26 Integrated system of backup devices

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2582209C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2337315C2 (en) * 2006-04-03 2008-10-27 ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") Airplane and helicopter integrated standby equipment system
RU2386927C1 (en) * 2009-01-26 2010-04-20 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Integrated system of redundant instruments
US20100286913A1 (en) * 2007-11-23 2010-11-11 Thales System Including Two Combined Instruments and Method for Aligning Said System
RU2485446C1 (en) * 2011-12-01 2013-06-20 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Integrated system of reserve instruments

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2337315C2 (en) * 2006-04-03 2008-10-27 ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") Airplane and helicopter integrated standby equipment system
US20100286913A1 (en) * 2007-11-23 2010-11-11 Thales System Including Two Combined Instruments and Method for Aligning Said System
RU2386927C1 (en) * 2009-01-26 2010-04-20 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Integrated system of redundant instruments
RU2485446C1 (en) * 2011-12-01 2013-06-20 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") Integrated system of reserve instruments

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БРАСЛАВСКИЙ Д.А. и др. Авиационные приборы. - М.: Машиностроение, 1964, с.483-486. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101946698B1 (en) Steering power system for electric vehicle and method for controlling same
US9221538B2 (en) Flight control system for unmanned aerial vehicle
US10132871B2 (en) Battery system
US9562963B2 (en) System for activating the distress beacon of an aircraft
JP6629471B2 (en) Storage battery system
JPWO2014141747A1 (en) Battery system
RU2485446C1 (en) Integrated system of reserve instruments
US9764856B2 (en) Aircraft external DC power voltage protection
RU2582209C1 (en) Integrated system of backup devices
JP4810459B2 (en) Battery device overvoltage protection circuit
US9891317B2 (en) Voltage drop protection apparatus, transmission device, and voltage drop protection system
US8890495B2 (en) Power supply for integrated circuit
EP3258341A1 (en) Single event latchup mitigation in solid state power controllers
KR102224137B1 (en) Device and method for overcharge protection
US9280189B2 (en) Computer system with a UID light control, power indication, and reset
US9783142B2 (en) Electric circuit for cutting off an electric power supply having transistors and fuses
US10054998B2 (en) Automatically enabled airplane-mode portable power source
US10477642B2 (en) Energy source backup charging power supply that adapts to a variable input voltage
CN103587707B (en) A kind of Electronic Flight Instrument electric power system
US11398748B2 (en) In-vehicle backup power supply control device and in-vehicle backup power supply
EP3672022B1 (en) Controlled holdup discharge for improved component reliability
US10581331B2 (en) Power source apparatus, electronic equipment and ship application execution system
US10700547B2 (en) Emergency locating transmitter with alkaline battery and supercapacitor power supply
CN113541731B (en) Method, system, and medium for automatically switching to a backup tuning system
US20230408586A1 (en) Voltage measurement device and cell stack system