一种航空酸性电瓶充放电分析仪的制作方法

本实用新型涉及航空供电设备技术领域，具体为一种航空酸性电瓶充放电分析仪。

背景技术：

通用航空电瓶在飞机供电系统中有着不可替代的重要作用，飞机在启动、通讯、照明、导航及随航应急备用等方面都需要通用航空电瓶的供电，同时通用航空电瓶作为飞机的启动电源和后备电源，对飞机的安全飞行有着无与伦比的价值；按照适航规定，通用航空电瓶应具有在应急情况能够继续为飞机飞行提供必要的电能半小时的能力，通用航空电瓶是时控件(作为一个以小时计算工作时间的重要的飞机部件)，在达到一定工作时间后，必须进行严格的检查，主要包括充电和容量检测等检修工作，但是，由于通用航空刚刚起步，因此专门用于通用航空电瓶的维护工作的设备在国内相对短缺，故急需研发一种能够提高通用航空飞行安全、提高通用航空电瓶寿命，并能使通用电瓶的充放电进程高效稳定的通用航空充放电分析仪。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种航空酸性电瓶充放电分析仪，能够保证通用航空电瓶的充放电进程高效稳定。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种航空酸性电瓶充放电分析仪，包括分析仪本体，所述分析仪本体包括外壳体和内部控制电路，所述外壳体的底部设置有固定底板，所述固定底板底部的一侧设有两个相同规格的活动转轴，两个所述活动转轴上均安装有第一支撑座，所述固定底板底部的另一侧固定安装有阻尼转轴，所述阻尼转轴上安装有第二支撑座，一个所述第二支撑座和两个所述第一支撑座呈三角形分布；所述外壳体的一侧设有主线缆接口，用于与通用航空电瓶进行连接，所述内部控制电路包括电源模块、单片机、电子负载、充电主电路和放电主电路，所述电源模块通过稳压器与单片机相连，所述外壳体上设有触控显示屏，所述触控显示屏通过电平转换电路与单片机相连，所述单片机与电流信号调理电路、电压信号调理电路、充电主电路、放电主电路、电子负载和过流保护电路均电性相连，所述电流信号调理电路与霍尔电流传感器相连。

优选的，所述电子负载包括感应电阻r和场效应管fet。

优选的，所述霍尔电流传感器采用型号为acs756-100型的电流传感器。

优选的，所述单片机采用型号为c8051f020的单片机。

优选的，通过专用主线缆连接通用航空电瓶和分析仪本体的主线缆接口。

优选的，所述电源模块采用型号为zyhz-30-nt05d15ac-dc的电源模块，用于将220v交流电压转换为直流电压。

优选的，所述过流保护电路包括比较器和接触器，所述比较器的型号为lmv7235，所述接触器用于发生故障时，切断分析仪本体与与通用航空电瓶的电连接关系。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、分析仪本体包括外壳体，外壳体上设有触控显示屏，外壳体的底部设置有固定底板，所述固定底板底部的一侧设有两个相同规格的活动转轴，两个所述活动转轴上均安装有第一支撑座，固定底板底部的另一侧固定安装有阻尼转轴，阻尼转轴上安装有第二支撑座，一个所述第二支撑座和两个所述第一支撑座呈三角形分布，形成稳定支撑结构的同时，还能够方便的调节触控显示屏的观察角度。

2、分析仪本体包括内部控制电路，内部控制电路包括电源模块、单片机、电子负载、充电主电路和放电主电路，触控显示屏通过电平转换电路与单片机相连，可以实现人机交互，同时，为了使采样范围满足控制芯片的要求，并且尽可能高的保障采样精度，内部控制电路还设计了电流信号调理电路和电压信号调理电路来实现对电流电压的精准采样。

3、内部控制电路包括电子负载，能够实现模拟通用航空电瓶放电时的真实环境，由于通用航空电瓶要求在恒流放电模式进行容量检测，因此电子负载的恒流模式可以很好地满足设计要求，电子负载采用功率场效应管作为大容量功率器件，通过这些功率器将电子组件吸收的电能消耗出去，电子负载在充放电调试检测起到重要的作用，它可以很准确的调节负载电流或者电压，提高充放电测量的准确性。

附图说明

图1为本实用新型一种航空酸性电瓶充放电分析仪的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种航空酸性电瓶充放电分析仪中内部控制电路的连接框图；

图3为本实用新型与通用航空电瓶连接的电路框图；

图4为本实用新型内部控制电路中的采用霍尔电流传感器进行电流采样的电路原理图；

图5为本实用新型内部控制电路中电流信号调理电路的电路原理图；

图6为本实用新型内部控制电路中电压信号调理电路的电路原理图；

图7为本实用新型内部控制电路中过流保护电路的电路原理图；

图8为本实用新型内部控制电路中电平转换电路的电路原理图；

图9为本实用新型内部控制电路中电源模块的电路原理图；

图10为本实用新型内部控制电路中电子负载恒流模式的电路原理图；

图11为本实用新型内部控制电路中电子负载在恒流模式下对应的i-v曲线。

图中：1、分析仪本体；2、固定底板；3、主线缆接口；4、活动转轴；5、第一支撑座；6、阻尼转轴；7、第二支撑座；8、触控显示屏；9、专用主线缆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-11，本实用新型提供的一种实施例：一种航空酸性电瓶充放电分析仪，包括分析仪本体1，所述分析仪本体1包括外壳体和内部控制电路，所述外壳体的底部设置有固定底板2，所述固定底板2底部的一侧设有两个相同规格的活动转轴4，两个所述活动转轴4上均安装有第一支撑座5，所述固定底板2底部的另一侧固定安装有阻尼转轴6，所述阻尼转轴6上安装有第二支撑座7，一个所述第二支撑座7和两个所述第一支撑座5呈三角形分布；所述外壳体的一侧设有主线缆接口3，用于与通用航空电瓶进行连接，所述内部控制电路包括电源模块、单片机、电子负载、充电主电路和放电主电路，所述电源模块通过稳压器与单片机相连，所述外壳体上设有触控显示屏8，所述触控显示屏8通过电平转换电路与单片机相连，所述单片机与电流信号调理电路、电压信号调理电路、充电主电路、放电主电路、电子负载和过流保护电路均电性相连，所述电流信号调理电路与霍尔电流传感器相连。

所述电子负载包括感应电阻r和场效应管fet；所述霍尔电流传感器采用型号为acs756-100型的电流传感器；所述单片机采用型号为c8051f020的单片机；通过专用主线缆9连接通用航空电瓶和分析仪本体1的主线缆接口3；所述电源模块采用型号为zyhz-30-nt05d15ac-dc的电源模块，用于将220v交流电压转换为直流电压；所述过流保护电路包括比较器和接触器，所述比较器的型号为lmv7235，所述接触器用于发生故障时，切断分析仪本体1与与通用航空电瓶的电连接关系。

工作原理：分析仪本体1包括外壳体，外壳体上设有触控显示屏8，外壳体的底部设置有固定底板2，所述固定底板2底部的一侧设有两个相同规格的活动转轴4，两个所述活动转轴4上均安装有第一支撑座5，固定底板2底部的另一侧固定安装有阻尼转轴6，阻尼转轴6上安装有第二支撑座7，一个所述第二支撑座7和两个所述第一支撑座5呈三角形分布，形成稳定支撑结构的同时，还能够方便的调节触控显示屏8的观察角度；分析仪本体1包括内部控制电路，内部控制电路包括电源模块、单片机、电子负载、充电主电路和放电主电路，触控显示屏8通过电平转换电路与单片机相连，可以实现人机交互，同时，为了使采样范围满足控制芯片的要求，并且尽可能高的保障采样精度，内部控制电路还设计了电流信号调理电路和电压信号调理电路来实现对电流电压的精准采样；内部控制电路包括电子负载，能够实现模拟通用航空电瓶放电时的真实环境，由于通用航空电瓶要求在恒流放电模式进行容量检测，因此电子负载的恒流模式可以很好地满足设计要求，电子负载采用功率场效应管作为大容量功率器件，通过这些功率器将电子组件吸收的电能消耗出去，电子负载在充放电调试检测起到重要的作用，它可以很准确的调节负载电流或者电压，提高充放电测量的准确性。

如图4所示，为内部控制电路中的采用霍尔电流传感器进行电流采样的电路原理图，由于通用航空电瓶在实际使用过程中的最大电流为42a，因此为了满足采集的需要，选用acs756-100型电流霍尔传感器，该型号的霍尔传感器供电电压为3～5v，可以测量-100a～+100a的电流，输出的电压信号是20或40mv/a，测量的误差在0.8％以下，可以满足系统的精度。由于在充电和放电时电流方向相反，所以在实际接入电路时，要注意充电时的电流方向为传感器正方向，确保充电时输出电压信号为20mv/a，放电时输出电压信号为40mv/a，其中p2、p5为二个接线柱。

如图5所示，为内部控制电路中电流信号调理电路的电路原理图，检测系统的充放电电流是一个重要换节，它要保证在充放电过程中单片机对电流信号的控制，因此霍尔传感器的输出电压信号要送进c8051f020单片机中进行信号采集，为了提高采样信号的稳定性，保证系统精度，设计了电流调理电路，由于acs756-100型的霍尔传感器不存在负信号，且电压的输出值在单片机adc的采样范围，因此，电压信号经过跟随后可直接接入单片机的数模转换采样。

如图6所示，为内部控制电路中电压信号调理电路的电路原理图，由于通用航空电瓶较一般的航空电瓶单格数量少，因此在电压的采集时不需要对单格电压进行采集，只需要采集总电压即可，电瓶的总电压往往要高于adc的输入电压，所以这里采用将两个阻值为15∶1的电阻进行串联将电压缩小15倍，将调理后的电压在送入单片机的adc模块。

如图7所示，为内部控制电路中过流保护电路的电路原理图，通用航空电瓶在充放电过程中，电流、电压有时会产生急剧的变化，为了使系统在发生各种突发情况时能够及时报警，并中断系统运行，从而保障系统安全，设计了过流保护电路，图中芯片lmv7235为比较器，其特点是当同相输入端输入电压与反相输入端的差小于0时输出为低电平状态；当正相输入端输入电压与反相输入端的差大于0时输出为开路状态。设计通过霍尔传感器的采样值与预设的电压值大小相比，当充放电电流正常时，比较器输出电平为高电平，此时三极管驱动，继电器工作在常闭端，此时接触器接入15v电压，整个系统正常工作。当充放电电流高于预设值，比较器输出低电平，继电器工作在常开端，此时接触器断开，故障指示灯亮，整个仪器与通用航空电瓶断开。

如图8所示，为内部控制电路中电平转换电路的电路原理图，单片机串口输出的电平为ttl电平，而触控显示屏8使用的是232信号，为了使触控显示屏8可以与单片机通讯，因此需要设计电平转换电路，将单片机输出的ttl电平转换为触控显示屏8使用的是232信号。

如图9所示，为内部控制电路中电源模块的电路原理图，选取zyhz-30-nt05d15ac-dc电源模块，该模块将220v交流电压转换为直流电压，为硬件电路上的芯片供电，其中，zyhz-30-nt05d15ac-dc电源模块的电源参数如表1所示：

表1电源模块参数

如图10所示，为内部控制电路中电子负载恒流模式的电路原理图，由于通用航空电瓶要求在恒流放电模式进行容量检测，因此电子负载的恒流模式可以很好地满足设计要求，电子负载工作时，外部有通用航空电瓶与之相连，电子负载通过控制fet场效应管的rds来使整个回路保持恒流，电路中的放大器比较将感应电阻r的电压与参考电压进行比较，从而判断是否要对电流进行调节。

如图11所示，为内部控制电路中电子负载在恒流模式下对应的i-v曲线，其中图中两条线的交点就为电子负载的准确的工作点，控制功率mos场效应管的占空比是电子负载可以恒流工作的主要原理，功率管将电能消耗出去，本实施例选择了irf540功率mos场效应管，这种功率管工作电流可达到30a，属于一种n沟道增强型功率mos场效应管。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。