一种航空电瓶的加温及自检保护电路的制作方法

文档序号:13804055阅读:452来源:国知局

本发明属于航空电瓶供配电相关技术,涉及一种航空电瓶的加温及自检保护电路。



背景技术:

航空电瓶作为现阶段最为常用的飞机应急供电电源之一,主要有银锌电瓶,镍镉电瓶和锂离子电瓶三种类型,每种类型都有各自的优缺点,适用于不同的应用场合。其中不耐低温或低温性能差却是其共有的缺点。

飞机在高空时,外界温度一般可以降到零下五十度多度,设备舱内的温度也可以降到零下三四十度。为了使航空电瓶能够正常使用,一般采用降额设计,隔热层保温,环控加温及1组电热带加温的措施。这些方法虽然可以让电瓶基本满足使用需求,但存在着电瓶性能浪费,加温线路安全性差的问题,尤其是锂离子电池,一旦燃烧将会危及飞行安全。

现阶段急需设计一种既可以对电瓶进行加温,又可以实时监测加温线路的电路。满足电瓶使用温度的同时,提高线路的安全性。



技术实现要素:

本发明的目的:

设计一种航空电瓶的加温及自检保护电路,该电路不但实现对电瓶设定温度值的加温,还可以实现对加温电路的实时监测,保证线路的安全可靠。

本发明的技术方案:

一种航空电瓶的加温电路(2),其特征在于,由温度执行器件st,加热带r1和加热带r2串联,电压u1位于温度执行器件st与加热带r1之间,电压u2位于加热带r1与加热带r2之间,通过一路温度执行器件st实现对加热带r1和加热带r2的通断控制,当温度执行器件st所处温度低于其额定值t0时,st接通,当温度执行器件st所处温度高于其额定值t0时,st断开。

所述温度执行器件st可选温度开关或温度继电器或温度传感器。

所述加热带r1和加热带r2是耐高温柔软塑料包覆电阻丝。

一种针对上述加温电路(2)的监测电路,其特征在于,由窗口比较电路(3),分压参考电路(4),输入自锁电路(1),电源电路(5)组成;电源电路(5)为加温电路(2)、输入自锁电路(1)、窗口比较电路(3)、分压参考电路(4)提供电能;窗口比较电路(3)和分压参考电路(4)对加温电路(2)的状态进行实时监测,并输出状态信号uo;输入自锁电路(1)依据状态信号uo,执行电路的自锁功能。

所述输入自锁电路(1)中的保护器件qf1可选断路器或熔断器。

所述分压参考电路(4)由电阻r3,电阻r4和电阻r5串联组成,其中电阻r3和电阻r5用于分压,电阻r4用于保护范围调节,电压u3位于电阻r3与电阻r4之间,电压u4位于电阻r4与电阻r5之间。

本发明的优点是:

1)采用2个加热带,通过包覆可以对电瓶进行均匀加热;

2)可以对电瓶进行设计值一定范围内的恒温;

3)可以监测加热电路的开路,短路及加热带破损接地的故障;

4)通过配置,可以实现保护范围的调节;

5)输入电压的波动,不会影响保护效果;

6)出现故障后,可以对加热线路进行锁定,更加安全可靠;

7)可以拓展应用于所有电阻丝类加热电路。

附图说明

附图1是电路原理图;

其中:1-输入自锁电路、2-加温电路、3-窗口比较电路、4-分压参考电路、5-电源电路。

具体实施方式

根据附图对本发明作进一步说明:

电路原理图详见附图1。本发明电路包括:输入电源ui、继电器k1,保护器件qf1,继电器k2、温度执行器件st、电压u1、加热带r1、电压u2、加热带r2、电阻r3、电压u3、电阻r4、电压u4、电阻r5、运放a1、运放a2、二极管d1、二极管d2、状态信号u0及模块电源dc/dc。

功能描述:

输入自锁电路(1):包括继电器k1、保护器件qf1和继电器k2,具体实现:

继电器k1:实现28vdc电能输入的通断控制;

保护器件qf1:0.5a级的断路器,可手动接通断开,实现继电器k1负端控制线的通断,过流时可弹开;

继电器k2:当故障时,该继电器接通,在保护器件qf1上通过大电流,使qf1弹开。

加温电路(2):包括温度执行器件st、电压u1、加热带r1、电压u2和加热带r2,具体实现:

温度执行器件st:该器件所处温度超过其额定值t0时自动断开,低于其额定值时自动接通,接通温度为t0-a,断开温度为t0+a(a为温度迟滞增量);

电压u1:作为分压参考电路(4)的输入电压;

加热带r1:包覆于电瓶上的加热器件;

电压u2:窗口比较电路(3)的公共输入电压;

加热带r2:包覆于电瓶上的加热器件。

窗口比较电路(3):由运放a1、运放a2、二极管d1、二极管d2、状态信号u0构成,实现基本的窗口比较器功能,具体实现:

当u4≤u2≤u3时,u0为0v;

当u2〈u4或u2〉u3时,u0为15v。

分压参考电路(4):由电阻r3、电阻r4和电阻r5组成,并引出电压u3和电压u4。具体实现:

满足以下条件:

其中r1,r2值已知,同时u3-u4=b*u1;

b为保护范围系数,可自定义,假设b=0.2,即电阻r4的分压值为0.2u1,即电路的保护范围为0.2u1;当u2值正负偏移量超过0.1u1,即认为电路故障,输出故障信号;

r3假设1个较大电阻值(一般选10k以上),便可计算出r4与r5值。

电源电路(5):由输入电源ui和模块电源dc/dc组成,具体实现:

输入电源ui:28vdc电能的输入接口。

模块电源dc/dc:将28vdc电能转换为运放所需±15vdc电能。

工作原理

该电路有两种工作状态:一种是正常工作状态,一种是故障工作状态。

正常状态下,若温度执行器件st所处位置温度高于t0,电路进行上电(即ui=28v,qf1接通),k1接通,st断开,r1和r2不工作,电路一直处于保温状态;

若st所处温度低于t0,电路进行上电,或上电后st所处温度第一次降至t0时,st接通,r1和r2工作,分压参考电路(4),窗口比较电路(3)工作,电路处于加温和自检状态,当持续加温至t0+a时,st断开,r1和r2停止加热,分压参考电路(4)和窗口比较电路(3)停止工作,电路再次处于保温状态;当温度降至t0-a时,st接通,r1和r2工作,分压参考电路(4),窗口比较电路(3)工作,电路处于再次加温自检状态。如此往复循环加温,实现电瓶的保温功能。温度执行器件的迟滞特性,避免了温度在t0附近时的频繁通断。

当加温电路(2)出现短路,开路或破损接地故障时,只要温度执行器件st接通,分压参考电路(4)和窗口比较电路(3)工作,电压u2就会偏移出u3~u4的范围,输出状态信号u0为高电平,k2接通,并持续几十毫秒后,qf1将弹开。加热线路将无法自动接通,除非排除故障后,手动复位qf1。

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