多通道智能配电装置的制造方法

文档序号:11019773阅读:553来源:国知局
多通道智能配电装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种多通道智能配电装置,由电源模块、电压采集电路、FPGA电路、隔离通信接口电路和多个功率控制模块组成;电源模块电路的输入端与外部电源连接,输出端与装置本体内部其他电路的电源输入端连接;电压采集电路的输入端与外部电源连接,输出端与FPGA电路的数据输入端连接;隔离通信接口电路的一端与外部总线相连,另一端与FPGA电路的通信接口相连;每个功率控制模块的电源输入端与外部电源正极连接,控制端与FPGA电路的一控制输出端连接,状态反馈端与FPGA电路的一数据采集口连接,供电输出端与一外部负载设备相连。本实用新型具有硬件电路复杂度低、可靠性高、并行处理能力强、对硬件的兼容性好、通用程度高及可扩展性强等优点。
【专利说明】
多通道智能配电装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及智能配电技术领域,具体涉及一种多通道智能配电装置。
【背景技术】
[0002]电源是现代化武器装备运行的基础,而电源的分配与管理则是武器装备供配电系统中非常关键的一个环节。在国外,上世纪八十年代中期就提出了飞机不间断供电的理念,并由此推动了智能配电技术的发展。实现武器装备的不间断供电,需要系统中的配电装置具有工作状态自检测、用电设备工作状态监测及故障隔离,对电源干扰具有容错等能力。由于武器系统用电设备数量多,因此对配电装置的故障并行处理能力的要求高。目前,国内配电装置通常采用单处理器轮询控制及多处理器独立控制两种智能控制方式来对多个用电设备进行状态监测及智能控制;但前者不具备并行处理能力,在两个以上用电设备同时出现短路等极端条件下不具备隔离多个故障的能力;而后者具备并行处理能力,但存在系统硬件组成复杂、可靠性低等显著缺点。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是单微处理器进行多通道配电管理方式不具备并行处理能力,而多微处理器存在系统硬件组成复杂和可靠性低等问题,提供一种多通道智能配电装置。
[0004]为解决上述问题,本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]—种多通道智能配电装置,包括装置本体,所述装置本体由电源模块、电压采集电路、FPGA电路、隔离通信接口电路和多个功率控制模块组成;电源模块电路的输入端与外部电源连接,输出端与装置本体内部其他电路的电源输入端连接;电压采集电路的输入端与外部电源连接,输出端与FPGA电路的数据输入端连接;隔离通信接口电路的一端与外部总线相连,另一端与FPGA电路的通信接口相连;每个功率控制模块的电源输入端与外部电源正极连接,控制端与FPGA电路的一控制输出端连接,状态反馈端与FPGA电路的一数据采集口连接,供电输出端与一外部负载设备相连。
[0006]上述方案中,功率控制模块由驱动电路、开关电路、电流传感器、调理电路和A/D采样电路组成;驱动电路的输入端形成功率控制模块的控制端,驱动电路的输出端与开关电路的控制端连接;开关电路的输入端形成功率控制模块的电源输入端;开关电路的输出端形成功率控制模块的供电输出端;电流传感器隔离感应供电输出端电流,电流传感器的输出端连接调理电路的输入端,调理电路的输出端连接A/D采样电路的输入端,A/D采样电路的输出端形成功率控制模块的状态反馈端。
[0007]上述方案中,电源模块由滤波器、第一DC/DC模块、第二DC/DC模块、二极管D1、二极管D2和多路LDO组成;滤波器输入端形成电源模块的输入端;滤波器的输出端连接第一 DC/DC模块和第二 DC/DC模块的输入端;第一 DC/DC模块的输出端正极与二极管Dl的正极相连,第二 DC/DC模块的输出端正极与二极管D2的正极相连;第一 DC/DC模块的输出端负极与第二DC/DC模块的输出端负极相连后,连接多路LDO的负端;二极管Dl的负极和二极管D2的负极相连后,连接多路LDO的输入端;多路LDO的端出端形成电源模块的输出端。
[0008]上述方案中,隔离通信接口为CAN总线收发电路、RS422总线收发电路或RS485总线收发电路。
[0009]与现有技术相比,本实用新型将多个功率控制模块与FPGA电路结合来实现对武器系统的不同用电设备进行配电控制。多个功率控制模块采用不同功率和/或不同种类的开关电路,实现小功率、中功率到大功率的配电应用,而FPGA具有的并行处理特点,能同时对多通道的供配电进行监测和保护,各通道可定制不同的反时限保护曲线,使得保护更加精准。因此本实用新型用于型号配电管理,使得系统具有硬件电路复杂度低、可靠性高、并行处理能力强、对硬件的兼容性好、通用程度高及可扩展性强等优点。
【附图说明】

[0010]图1为一种多通道智能配电装置的原理图。
[0011 ]图2为电源模块的原理框图。
[0012]图3为功率控制模块的原理框图。
【具体实施方式】
[0013]一种多通道智能配电装置,如图1所示,主要由电源模块、电压采集电路、FPGA电路、隔离通信接口电路和多个功率控制模块组成。
[0014]电源模块电路输入端与外部电源相连;电源模块输出端与内部其他电路的电源输入端相连,为内部电路提供电源。在本实用新型优选实施例中,电源模块,由图2所示,由滤波器、第一 DC/DC模块、第二 DC/DC模块、二极管Dl、二极管D2、多路LDO (低压差线性稳压器)组成。滤波器输入端与外部电源输入端相连;滤波器的输出端作为第一DC/DC模块和第二DC/DC模块的输入端;第一 DC/DC模块输出端正极与二极管Dl正极相连;第二 DC/DC模块输出端正极与二极管D2正极相连;第一 DC/DC模块输出端负极与第二 DC/DC模块负极相连并作为多路LDO负端;二极管Dl负极和二极管D2负极相连并作为多路LDO的输入端;多路LDO端出端为内部电路供电。
[0015]电压采集电路输入端与外部电源相连,输出端与FPGA电路数据输入端相连,采集外部输入电源的电压给FPGA电路处理。
[0016]每个功率控制模块的电源输入端与外部电源正极连接,控制端与FPGA电路的一控制输出端连接,状态反馈端与FPGA电路的一数据采集口连接,供电输出端与一外部负载设备相连。在本实用新型优选实施例中,功率控制模块,如图3所示,由驱动电路、开关电路、电流传感器、调理电路、A/D采样电路组成。FPGA电路的控制输出端作为驱动电路的控制输入端,驱动电路的输出端作为开关电路的控制端;开关电路的输入端与电源输入+端相连;开关电路的输出端与供电输出相连;电流传感器隔离感应供电输出端电流;电流传感器输出端作为调理电路输入端;调理电路输出端作为A/D采样电路的输入端;A/D采样电路的输出端与FPGA电路数据采集口相连。通过采用不同功率和/或不同种类的开关电路,实现小功率、中功率到大功率的配电应用。
[0017]隔离通信接口电路与FPGA电路的通信接口相连,实现外部总线与FPGA电路信号的隔离通信。在本实用新型中,隔离通信接口可以为CAN总线收发电路、RS422总线收发电路或RS485总线收发电路。
[0018]FPGA电路完成通信管理、信息处理,通断控制功能和过压欠压保护,过流保护功能,其内部所运行程序均为现有技术常用的程序。FPGA电路通过隔离总线接口电路接收上位机命令,控制相应通路的功率控制模块的通断,实时监测输入电源的电压,当满足过压欠压条件时进行关断;实时监测各个通道的电流信号,当某通断当某通道或多个通道供电发生过流并满足所在通道的过流保护条件时,FPGA输出断开相应供电通道的控制信号,使相应通道的功率控制模块断开,从而实现了智能配电保护,有效的保护了负载。FPGA对多通道供电的电流信号与电源电压信号进行并行采集和处理,提高了多通道供电实时保护。用单个集成电路电路芯片实现了并行采集和处理,电路简单,降低了成本,提高了可靠性,具有工作可靠性高、体积小重量轻等特点,可实现各配电系统的新型智能配电。
[0019]本实用新型采用多个多个功率控制模块与FPGA电路结合,实现了配电系统多通道配电的实时监测与并行保护。提高了多通道智能配电系统智能保护的实时性和精确性。由于采用FPGA可编辑逻辑器件,可根据实际负载选择相应的保护曲线,配置相应的保护算法进行更新即可,提供了多通道智能配电的灵活性,具有良好的多负载系统匹配适应性能。
【主权项】
1.多通道智能配电装置,包括装置本体,其特征在于:所述装置本体由电源模块、电压采集电路、FPGA电路、隔离通信接口电路和多个功率控制模块组成; 电源模块电路的输入端与外部电源连接,输出端与装置本体内部其他电路的电源输入端连接; 电压采集电路的输入端与外部电源连接,输出端与FPGA电路的数据输入端连接; 隔离通信接口电路的一端与外部总线相连,另一端与FPGA电路的通信接口相连; 每个功率控制模块的电源输入端与外部电源正极连接,控制端与FPGA电路的一控制输出端连接,状态反馈端与FPGA电路的一数据采集口连接,供电输出端与一外部负载设备相连。2.根据权利要求1所述的多通道智能配电装置,其特征在于:功率控制模块由驱动电路、开关电路、电流传感器、调理电路和A/D采样电路组成;驱动电路的输入端形成功率控制模块的控制端,驱动电路的输出端与开关电路的控制端连接;开关电路的输入端形成功率控制模块的电源输入端;开关电路的输出端形成功率控制模块的供电输出端;电流传感器隔离感应供电输出端电流,电流传感器的输出端连接调理电路的输入端,调理电路的输出端连接A/D采样电路的输入端,A/D采样电路的输出端形成功率控制模块的状态反馈端。3.根据权利要求1所述的多通道智能配电装置,其特征在于:电源模块由滤波器、第一DC/DC模块、第二 DC/DC模块、二极管D1、二极管D2和多路LDO组成; 滤波器输入端形成电源模块的输入端;滤波器的输出端连接第一 DC/DC模块和第二 DC/DC模块的输入端;第一 DC/DC模块的输出端正极与二极管Dl的正极相连,第二 DC/DC模块的输出端正极与二极管D2的正极相连;第一 DC/DC模块的输出端负极与第二 DC/DC模块的输出端负极相连后,连接多路LDO的负端;二极管Dl的负极和二极管D2的负极相连后,连接多路LDO的输入端;多路LDO的端出端形成电源模块的输出端。4.根据权利要求1所述的多通道智能配电装置,其特征在于:隔离通信接口为CAN总线收发电路、RS422总线收发电路或RS485总线收发电路。
【文档编号】H02J1/00GK205724890SQ201620651614
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】陆玉芳, 陈春海, 黄敏, 蔡黎彬, 何流军
【申请人】桂林航天电子有限公司
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