一种运载火箭电源远控调压电路及方法与流程

本发明涉及一种运载火箭电源远控调压电路及方法，应用于运载火箭测试发射控制系统。

背景技术：

运载火箭测试发射控制系统使用直流电源在测试和发射时为箭上仪器供电，电源具有输出电压调节功能。传统的测试发射控制系统直流电源普遍采用在电源控制机柜上设置模拟电位器进行调压的方式。此种调压方式模拟电位器的两端线路较长，容易耦合干扰信号，降低电路工作的可靠性，且电源与电源控制机柜均位于前端发射平台，无法在后端发控大厅实施远程调压，适应性较差。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题：为克服现有技术的不足，提供一种运载火箭电源远控调压电路及方法，采用按钮开关触点和PLC触点控制、允许调压控制的调压方案，从而降低干扰信号对调压电路的影响，提高电路的可靠性，同时实现远距离调压控制。

本发明的技术解决方案：

一种运载火箭电源远控调压电路，包括允许调压电路、调压增大电路和调压减小电路，

允许调压电路包括允许调压按钮S5、后端PLC、前端PLC允许调压触点Q3和继电器K，Q3一端连接28V+，另一端连接继电器K线包的正端，继电器K线包的负端连接GND1；允许调压按钮S5连接到后端PLC的输入端，S5通过后端PLC、前端PLC远程控制前端PLC允许调压触点Q3的闭合与断开；允许调压按钮S5闭合，前端允许调压触点Q3闭合，继电器线包K接通，常开触点K闭合，接通调压增大、调压减小控制通路；

调压增大电路包含调压增大按钮S3、后端PLC、前端PLC调压增大触点Q1、本地调压增大按钮S1、允许调压常开触点K、电容C1、C3、二极管V1、电阻R1、电阻R11、光耦V4和数字处理单元。

调压增大按钮S3连接到后端PLC的输入端，S3通过后端PLC、前端PLC远程控制前端PLC调压增大触点Q1的闭合与断开；Q1与S1并联后，整体连接在GND1与常开触点K一端之间，常开触点K的另一端连接光耦V4的输入端的负极，光耦V4输入端的正极通过电阻R1与28V+连接，二极管V1反向接在光耦V4输入端正负极之间，电容C1的两端分别接在光耦V4输入端正负极之间，电容C3的两端分别接在光耦V4输入端正极与GND1之间；光耦V4输出端正极接到供电电源VCC，光耦V4输出端负极接数字处理单元的调压增大接口，光耦V4输出端负极通过电阻R11与GND2连接；

调压减小电路包含调压减小按钮S4、后端PLC、前端PLC调压减小触点Q2、本地调压减小按钮S2、允许调压常开触点K、电容C2、C4、二极管V2、电阻R2、R13、光耦V5和数字处理单元，

调压减小按钮S4连接到后端PLC的输入端，S4通过后端PLC、前端PLC远程控制前端PLC调压增大触点Q2的闭合与断开；Q2与S2并联后，整体连接在GND1与常开触点K一端之间，常开触点K的另一端连接光耦V5的输入端的负极，光耦V5输入端的正极通过电阻R2与28V+连接，二极管V2反向接在光耦V5输入端正负极之间，电容C2的两端分别接在光耦V5输入端正负极之间，电容C4的两端分别接在光耦V5输入端正极与GND1之间；光耦V5输出端正极接到供电电源VCC，光耦V5输出端负极接数字处理单元的调压减小接口，光耦V5输出端负极通过电阻R13与GND2连接；

在需要调整电源电压时，接通允许调压按钮S5，前端PLC允许调压触点Q3的闭合，继电器K线包接通，常开触点K闭合，调压增大和减小电路通路接通，允许调压；

在需要增大电源输出电压时，闭合S3远程控制触点Q1闭合，GND1接入光耦V4输入端的负极，光耦V4导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压增大接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上提高电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之升高，完成调压增大功能；S3断开时，电源停止调压；

在需要减小电源输出电压时，闭合S4远程控制触点Q2闭合，GND1接入光耦V5输入端的负极，光耦V5导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压减小接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上降低电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之降低，完成调压减小功能；S4断开时，电源停止调压；

当调整电源电压达到使用要求时，断开S5远程控制触点Q3断开，调压增大和减小电路通路断开。

在进行本机调试时，可通过闭合S1、S2进行本地调压，调压过程与远控调压方式一致，即：

在需要增大电源输出电压时，闭合S1，GND1接入光耦V4输入端的负极，光耦V4导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压增大接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上提高电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之升高，完成调压增大功能；S1断开时，电源停止调压；

在需要减小电源输出电压时，闭合S2，GND1接入光耦V5输入端的负极，光耦V5导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压减小接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上降低电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之降低，完成调压减小功能；S2断开时，电源停止调压。

一种运载火箭电源远控调压方法，具体步骤为：

(1)构建远程控制系统，包含允许调压按钮、调压增大按钮、调压减小按钮和PLC，允许调压按钮、调压增大按钮、调压减小按钮与PLC的输入模块连接，三个按钮分别控制Q3、Q1、Q2的接通与断开；

(2)在需要调整电源电压时，通过允许调压按钮控制远程控制触点Q3闭合，继电器K线包接通，常开触点K闭合，调压增大和减小电路通路接通，允许调压；

(3)当需要增大电源输出电压时，闭合S3远程控制触点Q1闭合，GND1接入光耦V4输入端的负极，光耦V4导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压增大接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上提高电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之升高，完成调压增大功能；

(4)当需要减小电源输出电压时，闭合S4远程控制触点Q2闭合，GND1接入光耦V5输入端的负极，光耦V5导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压减小接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上降低电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之降低，完成调压减小功能；

(5)当调整电源电压达到使用要求时，断开允许调压按钮，远程控制触点Q3断开，调压增大和减小电路通路断开。

在进行本机调试时，可通过闭合S1、S2进行本地调压，

在需要增大电源输出电压时，闭合S1，GND1接入光耦V4输入端的负极，光耦V4导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压增大接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上提高电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之升高，完成调压增大功能；S1断开时，电源停止调压；

在需要减小电源输出电压时，闭合S2，GND1接入光耦V5输入端的负极，光耦V5导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压减小接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上降低电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之降低，完成调压减小功能；S2断开时，电源停止调压。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明设计一种直流电源远程调压电路，采用按钮开关触点和PLC触点控制、允许调压控制的调压方案，降低了干扰信号对电路的影响，提高了调压电路的可靠性，同时实现远距离调压控制，增强了系统的灵活性。

(2)本发明已在多个航天型号的测试发射控制系统中得到应用，可以可靠的实现电源远距离调压控制，电路工作稳定，取得了良好的效果。

附图说明

图1为本发明电路示意图；

图2为本发明方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

一种运载火箭电源远控调压电路，如图1所示，包括允许调压电路、调压增大电路和调压减小电路，

允许调压电路包括允许调压按钮S5、后端PLC、前端PLC允许调压触点Q3和继电器K，Q3一端连接28V+，另一端连接继电器K线包的正端，继电器K线包的负端连接GND1；允许调压按钮S5连接到后端PLC的输入端，S5通过后端PLC、前端PLC远程控制前端PLC允许调压触点Q3的闭合与断开；允许调压按钮S5闭合，前端允许调压触点Q3闭合，继电器线包K接通，常开触点K闭合，接通调压增大、调压减小控制通路；

调压增大电路包含调压增大按钮S3、后端PLC、前端PLC调压增大触点Q1、本地调压增大按钮S1、允许调压常开触点K、电容C1、C3、二极管V1、电阻R1、电阻R11、光耦V4和数字处理单元，

调压增大按钮S3连接到后端PLC的输入端，S3通过后端PLC、前端PLC远程控制前端PLC调压增大触点Q1的闭合与断开；Q1与S1并联后，整体连接在GND1与常开触点K一端之间，常开触点K的另一端连接光耦V4的输入端的负极，光耦V4输入端的正极通过电阻R1与28V+连接，二极管V1反向接在光耦V4输入端正负极之间，电容C1的两端分别接在光耦V4输入端正负极之间，电容C3的两端分别接在光耦V4输入端正极与GND1之间；光耦V4输出端正极接到供电电源VCC，光耦V4输出端负极接数字处理单元的调压增大接口，光耦V4输出端负极通过电阻R11与GND2连接；

调压减小电路包含调压减小按钮S4、后端PLC、前端PLC调压减小触点Q2、本地调压减小按钮S2、允许调压常开触点K、电容C2、C4、二极管V2、电阻R2、R13、光耦V5和数字处理单元，

调压减小按钮S4连接到后端PLC的输入端，S4通过后端PLC、前端PLC远程控制前端PLC调压减小触点Q2的闭合与断开；Q2与S2并联后，整体连接在GND1与常开触点K一端之间，常开触点K的另一端连接光耦V5的输入端的负极，光耦V5输入端的正极通过电阻R2与28V+连接，二极管V2反向接在光耦V5输入端正负极之间，电容C2的两端分别接在光耦V5输入端正负极之间，电容C4的两端分别接在光耦V5输入端正极与GND1之间；光耦V5输出端正极接到供电电源VCC，光耦V5输出端负极接数字处理单元的调压减小接口，光耦V5输出端负极通过电阻R13与GND2连接；

在需要调整电源电压时，接通允许调压按钮S5，前端PLC允许调压触点Q3的闭合，继电器K线包接通，常开触点K闭合，调压增大和减小电路通路接通，允许调压；

在需要增大电源输出电压时，闭合S3远程控制触点Q1闭合，GND1接入光耦V4输入端的负极，光耦V4导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压增大接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上提高电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之升高，完成调压增大功能；S3断开时，电源停止调压；

在需要减小电源输出电压时，闭合S4远程控制触点Q2闭合，GND1接入光耦V5输入端的负极，光耦V5导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压减小接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上降低电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之降低，完成调压减小功能；S4断开时，电源停止调压；

当调整电源电压达到使用要求时，断开S5远程控制触点Q3断开，调压增大和减小电路通路断开。

在进行本机调试时，可通过闭合S1、S2进行本地调压，调压过程与远控调压方式一致，即：

在需要增大电源输出电压时，闭合S1，GND1接入光耦V4输入端的负极，光耦V4导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压增大接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上提高电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之升高，完成调压增大功能；S1断开时，电源停止调压；

在需要减小电源输出电压时，闭合S2，GND1接入光耦V5输入端的负极，光耦V5导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压减小接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上降低电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之降低，完成调压减小功能；S2断开时，电源停止调压。

一种运载火箭电源远控调压方法，如图2所示，具体步骤为：

(1)构建远程控制系统，包含允许调压按钮、调压增大按钮、调压减小按钮和PLC，允许调压按钮、调压增大按钮、调压减小按钮与PLC的输入模块连接，三个按钮分别控制Q3、Q1、Q2的接通与断开；

(2)在需要调整电源电压时，通过允许调压按钮控制远程控制触点Q3闭合，继电器K线包接通，常开触点K闭合，调压增大和减小电路通路接通，允许调压；

(3)当需要增大电源输出电压时，闭合S3远程控制触点Q1闭合，GND1接入光耦V4输入端的负极，光耦V4导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压增大接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上提高电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之升高，完成调压增大功能；

(4)当需要减小电源输出电压时，闭合S4远程控制触点Q2闭合，GND1接入光耦V5输入端的负极，光耦V5导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压减小接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上降低电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之降低，完成调压减小功能；

(5)当调整电源电压达到使用要求时，断开允许调压按钮，远程控制触点Q3断开，调压增大和减小电路通路断开。

在进行本机调试时，可通过闭合S1、S2进行本地调压，

在需要增大电源输出电压时，闭合S1，GND1接入光耦V4输入端的负极，光耦V4导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压增大接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上提高电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之升高，完成调压增大功能；S1断开时，电源停止调压；

在需要减小电源输出电压时，闭合S2，GND1接入光耦V5输入端的负极，光耦V5导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压减小接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上降低电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之降低，完成调压减小功能；S2断开时，电源停止调压。

具体实施例

测发控系统直流电源内部设置两路调压控制通路，分别对应调压增大和调压减小，每一路采用光耦隔离的方式接收电源控制机柜的本地调压按钮开关或后端运程控制的PLC触点开关，开关闭合时，光耦接通，电源内部的数字处理单元接收调压增大或调压减小信号进行相应的电源输出电压调节；开关断开时，光耦截止，停止调压。在两路调压控制通路中串联允许调压触点，允许调压触点接收后端远程控制，触点闭合时允许调压，触点断开时无法调压。调压电路如图1所示。

允许调压电路包括允许调压按钮S5、后端PLC、前端PLC允许调压触点Q3和继电器K，Q3一端连接28V+，另一端连接继电器K线包的正端，继电器K线包的负端连接GND1；允许调压按钮S5连接到后端PLC的输入端，S5通过后端PLC、前端PLC远程控制前端PLC允许调压触点Q3的闭合与断开；允许调压按钮S5闭合，前端允许调压触点Q3闭合，继电器线包K接通，常开触点K闭合，接通调压增大、调压减小控制通路；

调压增大电路包含调压增大按钮S3、后端PLC、前端PLC调压增大触点Q1、本地调压增大按钮S1、允许调压常开触点K、电容C1、C3、二极管V1、电阻R1、电阻R11、光耦V4和数字处理单元。

调压减小电路包含调压增大按钮S4、后端PLC、前端PLC调压减小触点Q2、本地调压减小按钮S2、允许调压常开触点K、电容C2、C4、二极管V2、电阻R2、R13、光耦V5和数字处理单元，

在需要调整电源电压时，接通允许调压按钮S5，前端PLC允许调压触点Q3的闭合，继电器K线包接通，常开触点K闭合，调压增大和减小电路通路接通，允许调压；

在需要增大电源输出电压时，闭合S3远程控制触点Q1闭合，GND1接入光耦V4输入端的负极，光耦V4导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压增大接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上提高电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之升高，完成调压增大功能；S3断开时，电源停止调压；

在需要减小电源输出电压时，闭合S4远程控制触点Q2闭合，GND1接入光耦V5输入端的负极，光耦V5导通，产生高电平信号，将高电平信号输出到数字处理单元调压减小接口，数字控制单元接收到该信号后，将在原电压基准的基础上降低电源的调压基准电压，电源的输出电压在负反馈闭环控制作用下随之降低，完成调压减小功能；S4断开时，电源停止调压；

当调整电源电压达到使用要求时，断开S5远程控制触点Q3断开，调压增大和减小电路通路断开

在进行本机调试时，可通过闭合S1、S2进行本地调压，调压过程与远控调压方式一致。

图1中，S3、S4、S5分别为后端调压增大按钮、调压减小按钮、允许调压按钮，S3、S4、S5分别连接到后端PLC输入模块；后端PLC接入测试发控网络，远程控制前端PLC。

图1中，Q1、Q2、Q3为前端PLC的调压增大触点、调压减小触点、允许调压触点；前端PLC接入测试发控网络，可接受后端PLC的远程控制，实现后端远程调压控制。

图1中，K为允许调压继电器，继电器K线包接收后端许调压按钮S5的控制，控制常开触点K的闭合与断开，允许或禁止调压。

图1中，S1、S2分别为本地调压增大按钮、本地调压减小按钮，可在电源本地实现电源电压的调整。

图1中，R1、R2作为光电耦合器V4、V5的输入端限流电阻，提供光耦输入端导通电流，使光电耦合器V4、V5的输出端可以饱和导通。

图1中，R11、R13作为光电耦合器V4、V5的输出端下拉电阻。

图1中，V1、V2可以将V4、V5的输入端反相电压钳位在1V以内，防止异常情况下反压信号对V4、V5造成损坏。

图1中，C1、C2、C3、C4为滤除电路中的干扰信号，防止干扰信号造成V4、V5产生异常动作，保证电路的可靠工作。

本发明采用按钮开关触点和PLC触点控制、允许调压控制的调压方案，降低了干扰信号对电路的影响，提高了调压电路的可靠性，同时实现远距离调压控制，增强了系统的灵活性。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。