一种基于机载网络的智能电源管理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及嵌入式计算机应用领域，尤其涉及基于机载网络的智能电源管理系统及方法。
【背景技术】
[0002]民用航空领域中，模块化、综合化系统的安全飞行(即安全性)与低成本(即经济性)已越来越重要。随着竞争越来越激烈的民用航空领域到来，对提高飞机的安全性与经济性的要求越来越高。因此，提供一种高安全性和低维修成本的基于机载网络的智能电源管理方法成为民机某系统的关键技术和核心要求之一。基于机载网络的智能电源管理方法不仅能满足系统全状态供电需求，还实现对各SRU独立上下电控制；同时对电源系统进行故障检测、故障记录及故障上报，实现对电源系统健康监控。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中所存在的技术问题，本发明提出了一种基于机载网络的智能电源管理系统及方法，满足设备全状态供电需求，通过接收设备内SRU消息指令实现其他各SRU独立上下电控制。
[0004]本发明的技术解决方案是:一种基于机载网络的智能电源管理系统，其特殊之处在于:所述系统包括电源模块10、通用处理模块20以及SRU模块30;
[0005]所述电源模块10、通用处理模块20以及SRUx模块30通过I2C连接，并通过协议进行通信;所述电源模块10与通用处理模块20通过I2C连接，并通过协议进行通信，所述通用处理模块20与SRUx模块30通过以太网连接，并通过协议进行通信。
[0006]上述电源模块10包括电源管理组件11、输出开关组件12、电源转换组件13、滤波组件14;
[0007]上述滤波组件14连接输入电源，实现对电源模块10输入电源的滤波;输出开关组件12实现对电源模块10后端所有输出的独立上下电，同时向电源管理组件11提供检测到的输出电源电压、电流参数;电源转换组件13实现输入电源转换为输出所需的输出电源，同时向电源管理组件11提供当前模块温度状态；电源管理组件11驻留应用，实现对电源模块10的监控及接收通用处理模块20的上下电指令，向输出开关组件12发送上下电指令实现输出的独立上下电控制。
[0008]上述SRUx模块30的x:x= l...n+m。
[0009]—种基于机载网络的智能电源管理方法，其特殊之处在于:所述方法包括以下步骤:
[0010]I)智能电源第一次上电后，电源模块10根据电源管理组件11存储的构型数据中上电时间间隔、上电顺序对通用处理模块20、SRUl模块30到SRUn+m模块30完成输出独立上电控制；
[0011]2)通用处理模块20驻留应用，接收电源模块10及其它所有标准SRU模块30上报的健康监控状态；
[0012]3)当通用处理模块20应用检测到SRUxU = 1...n+m))模块30健康状态异常时，通用处理模块20驻留应用通过I2C总线向电源管理组件11驻留应用发送SRUx模块30输出支路的下电消息指令，电源管理组件11驻留应用接收指令后对SRUx模块30完成下电控制；
[0013]4)电源模块10通过电源管理组件11驻留应用进行健康监控，电源管理组件11驻留应用周期性对电源转换组件13和输出开关组件12进行监控；
[0014]5)在输出支路X的输出电压、输出电流异常时，电源管理组件11驻留应用通过输出开关组件12对输出支路X进行下电控制；
[0015]6)在输入电压异常时，电源管理组件11驻留应用通过输出开关组件12对通用处理模块20、所有SRUx模块30进行下电控制；在电源管理组件11驻留应用监测到电源模块10温度异常时，电源管理组件11驻留应用通过输出开关组件12对通用处理模块20及所有SRUx模块30进行下电控制；
[0016]7)在电源管理组件11驻留应用监测到输入电压、输出电压、输出电流、模块温度结果不正常时，电源管理组件11驻留应用记录检测结果并将故障周期性通过I2C总线上报给通用处理模块20。
[0017]本发明的有益效果:本发明提出了一种基于机载网络的智能电源管理架构，其能满足设备全状态供电需求，通过接收设备内SRU消息指令实现其他各SRU独立上下电控制；电源模块对设备内部其他SRU进行独立上下电控制，实现电源模块后端故障隔离、提高系统的安全性；同时具有电源模块故障检测、故障记录以及故障上报，完成电源模块自身健康监控，缩短故障维修时间，降低维修成本。本发明可广泛应用于机载系统平台中，便于对系统进行监控，提高系统安全性、降低维修成本。
【附图说明】
[0018]图1为本发明第一实施方式的基于机载网络的智能电源管理架构图；
[0019]图2为本发明第二实施方式的的基于机载网络的智能电源管理架构图；
[0020]图3为本发明的电源模块功能图；
【具体实施方式】
[0021]基于机载网络的智能电源管理架构由电源模块10、通用处理模块20、其它SRUxU= 1...n+m)模块30组成。其架构如图1一一设备内所有模块通过I2C总线连接或如图2—一电源模块10与通用处理模块20通过I2C总线连接，通用处理模块20与其它SRUx3(x= 1...η+m)模块30和SRUy3(y = l...n+m,y不等于x)模块30之间通过以太网总线连接。
[0022]如图3，电源模块10由电源管理组件11、输出开关组件12、电源转换组件13、滤波组件14组成。电源模块1输入为一路或多路交流或直流电源、输出为n+m路直流。滤波组件14连接输入电源，实现对电源模块10输入电源的滤波;输出开关组件12实现对电源模块10后端所有输出的独立上下电，同时向电源管理组件11提供检测到的输出电源电压、电流参数；电源转换组件13实现输入电源转换为输出所需的输出电源，同时向电源管理组件11提供当前模块温度状态；电源管理组件11驻留应用，实现对电源模块10的监控及接收通用处理模块20的上下电指令，向输出开关组件12发送上下电指令实现输出的独立上下电控制。
[0023]基于机载网络的智能电源管理方法为:智能电源第一次上电后，电源模块10根据电源管理组件11存储的构型数据中上电时间间隔、上电顺序对通用处理模块、SRUl模块30到SRUn+m模块30完成输出独立上电控制。
[0024]通用处理模块20驻留应用，接收电源模块10及其它所有标准SRU模块30上报的健康监控状态(在完整的系统中，通用处理模块20还有其他功能)，当通用处理模块20应用检测到SRUx(x=l...n+m))模块30健康状态异常时，通用处理模块20驻留应用通过I2C总线向电源模块10的电源管理组件11驻留应用发送SRUx模块30输出支路的下电消息指令，电源模块10的电源管理组件11驻留应用接收指令后对SRUx模块30完成下电控制。
[0025]电源模块10通过电源管理组件11驻留应用进行健康监控，电源管理组件11驻留应用周期性对电源转换组件13和输出开关组件12进行监控。在输出支路X的输出电压、输出电流异常时，电源模块10的电源管理组件11驻留应用通过输出开关组件12对输出支路X进行下电控制;在输入电压异常时，电源模块10的电源管理组件11驻留应用通过输出开关组件12对通用处理模块20、所有SRUx模块30进行下电控制；在电源管理组件11驻留应用监测到电源模块10温度异常时，电源模块10的电源管理组件11驻留应用通过输出开关组件12对通用处理模块20及所有SRUx模块30进行下电控制。
[0026]在电源管理组件11驻留应用监测到输入电压、输出电压、输出电流、模块温度结果不正常时，电源模块10的电源管理组件11驻留应用记录检测结果并将故障周期性通过I2C总线上报给通用处理模块20。
【主权项】
1.一种基于机载网络的智能电源管理系统，其特征在于:所述系统包括电源模块(10)、通用处理模块(20)以及SRU模块(30); 所述电源模块(10)、通用处理模块(20)以及SRUx模块(30)通过I2C连接，并通过协议进行通信;所述电源模块(10)与通用处理模块(20)通过I2C连接，并通过协议进行通信，所述通用处理模块(20)与SRUx模块(30)通过以太网连接，并通过协议进行通信。2.根据权利要求1所述的基于机载网络的智能电源管理系统，其特征在于:所述电源模块(10)包括电源管理组件(11)、输出开关组件(12)、电源转换组件(13)、滤波组件(14); 所述滤波组件(14)连接输入电源，实现对电源模块(10)输入电源的滤波;输出开关组件(12)实现对电源模块(10)后端所有输出的独立上下电，同时向电源管理组件(11)提供检测到的输出电源电压、电流参数；电源转换组件(13)实现输入电源转换为输出所需的输出电源，同时向电源管理组件(11)提供当前模块温度状态；电源管理组件(11)驻留应用，实现对电源模块(10)的监控及接收通用处理模块(20)的上下电指令，向输出开关组件(12)发送上下电指令实现输出的独立上下电控制。3.根据权利要求2所述的基于机载网络的智能电源管理系统，其特征在于:所述SRUx模块(30)的x:x = l...n+m。4.一种基于机载网络的智能电源管理方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 1)智能电源第一次上电后，电源模块(10)根据电源管理组件(11)存储的构型数据中上电时间间隔、上电顺序对通用处理模块(20)、SRUl模块(30)到SRUn+m模块(30)完成输出独立上电控制； 2)通用处理模块(20)驻留应用，接收电源模块(10)及其它所有标准SRU模块(30)上报的健康监控状态； 3)当通用处理模块(20)应用检测到SRUx(x=l...n+m))模块(30)健康状态异常时，通用处理模块(20)驻留应用通过I2C总线向电源管理组件(11)驻留应用发送SRUx模块(30)输出支路的下电消息指令，电源管理组件(11)驻留应用接收指令后对SRUx模块(30)完成下电控制； 4)电源模块(10)通过电源管理组件(11)驻留应用进行健康监控，电源管理组件(11)驻留应用周期性对电源转换组件(13)和输出开关组件(12)进行监控； 5)在输出支路X的输出电压、输出电流异常时，电源管理组件(11)驻留应用通过输出开关组件(12)对输出支路X进行下电控制； 6)在输入电压异常时，电源管理组件(11)驻留应用通过输出开关组件(12)对通用处理模块(20)、所有SRUx模块(30)进行下电控制;在电源管理组件(11)驻留应用监测到电源模块(10)温度异常时，电源管理组件(11)驻留应用通过输出开关组件(12)对通用处理模块(20)及所有SRUx模块(30)进行下电控制； 7)在电源管理组件(11)驻留应用监测到输入电压、输出电压、输出电流、模块温度结果不正常时，电源管理组件(11)驻留应用记录检测结果并将故障周期性通过I2C总线上报给通用处理模块(20)。
【专利摘要】一种基于机载网络的智能电源管理系统，其特征在于：所述系统包括电源模块(10)、通用处理模块(20)以及SRU模块(30)；电源模块(10)、通用处理模块(20)以及SRUx模块(30)通过I2C连接，并通过协议进行通信；电源模块(10)与通用处理模块(20)通过I2C连接，并通过协议进行通信，通用处理模块(20)与SRUx模块(30)通过以太网连接，并通过协议进行通信。本发明提出了一种基于机载网络的智能电源管理系统及方法，满足设备全状态供电需求，通过接收设备内SRU消息指令实现其他各SRU独立上下电控制。
【IPC分类】H02J13/00
【公开号】CN105515190
【申请号】CN201510918132
【发明人】茹伟, 赵腊才, 张军才, 朱恩亮, 丁玮, 胡宇凡
【申请人】中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月10日