一种弹载记录设备备份电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种弹载记录设备备份电源，在飞机28V电源正端1和备份电源24V输出正端11之间正向连接有二极管5，飞机28V电源正端1与充电DC/DC变换器3输入端相连，充电DC-DC变换器3输出端通过二极管4和充电限流电阻7与储能电容8正端相连，储能电容8正端通过二极管6与放电DC/DC变换器9的输入端相连。本实用新型采用电容储能，相比锂电池储能电源，耐高低温特性好，提高了系统可靠性；达到相同电容量所需体积和质量小，有利于导弹减重设计；无需执行任务前充电，只要导弹挂接在飞机上之后，靠飞机电源供电即可对储能电容充电，减少执行任务准备时间，提高了作战效率。
【专利说明】一种弹载记录设备备份电源
【技术领域】
[0001]本实用新型属于航空电子【技术领域】，特别是涉及一种弹载记录设备备份电源。
【背景技术】
[0002]在导弹脱离飞机后，弹载记录设备无法从飞机获取电源，所以，需要独立电源继续为弹载记录设备提供28V、20W的直流电源，至少维持800秒。同时，弹载记录设备独立电源也需要有备份电源支持，以提高系统可靠性。弹载记录设备备份电源通常采用锂电池供电，然而锂电池针对弹载记录设备应用有如下缺点:耐高低温性能较差，对于弹载恶劣环境适应性不强，可靠性低；重量较大，对于导弹减重设计有不利影响；必须在执行任务前在地面充电，延长了任务准备时间，降低了作战效率。
【发明内容】
[0003]发明目的:为了解决目前弹载记录设备备份电源可靠性低、重量大、执行任务前需充电的缺点，本实用新型提供一种可靠性高、重量小、无需执行任务前充电的弹载记录设备备份电源。
[0004]技术方案:一种弹载记录设备备份电源，在飞机28V电源正端I和备份电源24V输出正端11之间正向连接有二极管5，飞机28V电源正端I与充电DC/DC变换器3输入端相连，充电DC-DC变换器3输出端通过二极管4和充电限流电阻7与储能电容8正端相连，储能电容8正端通过二极管6与放电DC/DC变换器9的输入端相连，储能电容8的负端与飞机28V电源地2和备 份电源24V输出地12相连，放电DC/DC变换器9的输出端通过二极管10与备份电源24V输出正端11相连。
[0005]所述储能电容8选用400F、2.7V的超级电容，5个超级电容串联为一组，3组并联--? 。
[0006]所述充电DC/DC变换器3选用输出电压为13.5V的降压DC/DC变换器。
[0007]所述充电限流电阻7的阻值为3~5 Ω。
[0008]所述放电DC/DC变换器9选用输入电压范围为1.8V~28V，输出电压为24V的升压DC/DC变换器。
[0009]有益效果:本实用新型采用电容储能，相比锂电池储能电源，耐高低温特性好，提高了系统可靠性；达到相同电容量所需体积和质量小，有利于导弹减重设计；无需执行任务前充电，只要导弹挂接在飞机上之后，靠飞机电源供电即可对储能电容充电，减少执行任务准备时间，提闻了作战效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型原理框图。
【具体实施方式】[0011]下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，请参阅图1。如图1所示，一种弹载记录设备备份电源，在飞机28V电源正端I和备份电源24V输出正端11之间正向连接有二极管5，飞机28V电源正端I与充电DC/DC变换器3输入端相连，充电DC-DC变换器3输出端通过二极管4和充电限流电阻7与储能电容8正端相连，储能电容8正端通过二极管6与放电DC/DC变换器9的输入端相连，储能电容8的负端与飞机28V电源地2和备份电源24V输出地12相连，放电DC/DC变换器9的输出端通过二极管10与备份电源24V输出正端11相连。
[0012]所述储能电容8选用400F、2.7V的超级电容，5个超级电容串联为一组，3组并联--? 。
[0013]所述充电DC/DC变换器3选用输出电压为13.5V的降压DC/DC变换器。
[0014]所述充电限流电阻7的阻值为3~5 Ω。
[0015]所述放电DC/DC变换器9选用输入电压范围为1.8V~28V，输出电压为24V的升压DC/DC变换器。
[0016]飞机28V电源正端I与充电DC-DC变换器3输入端相连，充电DC-DC变换器3输出端通过充电限流电阻7与储能电容8正端相连，储能电容8正端通过二极管6与放电DC/DC变换器9的输入端相连，储能电容8与飞机28V电源地2和备份电源24V输出地12相连，放电DC/DC变换器9的输出端与备份电源24V输出正端11相连。
[0017]工作原理:储能电容8，在飞机28V电源正端I切断后，为备份电源提供能量供给，由于飞机要求备份电源必须提供28V、20W的直流电源，并持续800秒以上。对于20W的备份电源，其输入电压为 13.5V时，需要的储能电容8容量至少为240F。一般的电容器无法满足需求，因而选用具有使用寿命长、可靠性高、容量大特点的超级电容。单体的超级电容工作电压最大为2.7V，综合考虑体积等各种限制因素，选用单体容量400F、工作电压2.7V的超级电容。以5只超级电容串联形成一组80F、13.5V的电容组，再以三组并联共15只组成电容量240F、电压13.5V的储能电容8。
[0018]充电DC/DC变换器3，位于飞机28V电源正端I与储能电容8之间，为储能电容8进行充电。前面说明储能电容8额定工作电压为13.5V，所以充电DC/DC变换器3的输出电压不能大于13.5V，选取输出电压为13.5V±0.2V的降压DC/DC变换器实现该功能。
[0019]正常情况下，飞机28V电源正端I 一方面沿二极管5直接为弹载记录设备提供电源，一方面通过充电DC/DC变换器3对储能电容8充电。充电限流电阻7需要限制储能电容8起始充电电流，同时还要保证一定的充电速度，所以充电限流电阻7选取3~5 Ω。储能电容8的充电过程中其充电电流按指数曲线下降，其充电电压按指数曲线上升，当电容两端的电压接近额定工作电压时，通过充电限流电阻7的电流几乎等于零，充电过程结束。
[0020]放电DC/DC变换器9，位于储能电容8与备份电源输出24V正端11之间，用于飞机28V电源正端I输出电压低于24V时，依靠储能电容8为弹载记录设备提供24V电源输出。由于理想的工作电压确定为13.5V，当储能电容8为弹载记录设备提供能量时，其额定电压从13.5V开始按指数规律下降并逐渐趋近于零，所以选择了输入电压范围为1.8V~28V、额定输出电压为24V的升压式DC/DC变换器作为放电DC/DC变换器9。
[0021]二极管5 (位于飞机28V电源正端I与备份电源输出24V正端11之间)与二极管10 (位于备份电源输出24V正端11与充电DC/DC变换器之间)一起表决，实时选择飞机28V电源正端I和放电DC/DC变换器9电压较高的一端为弹载记录设备提供电源。当飞机28V电源正端I撤消后，充电DC/DC变换器3电源没有输出，这时，储能电容8立即通过二极管6向放电DC/DC变换器9供电。这时沿二极管5方向无输出，而是由放电DC/DC变换器9的输出通过二极管10向弹载记录设备供电。这样设计的切换电路保证了飞机28V电源正端I掉电时，备份电源可以马上为弹载记录设备提供能量供给。
[0022]二极管4，位于储能电容8与充电DC/DC变换器3之间，作用为防止对储能电容8充电时电流反向。
[0023]二极管6，位于储能电容8与放电DC/DC变换器9之间，作用为防止储能电容8向放电DC/DC变换器提供电源时电流反向。
【权利要求】
1.一种弹载记录设备备份电源，其特征在于，在飞机28V电源正端[I]和备份电源24V输出正端[11]之间正向连接有二极管[5]，飞机28V电源正端[I]与充电DC/DC变换器[3]输入端相连，充电DC-DC变换器[3]输出端通过二极管[4]和充电限流电阻[7]与储能电容[8]正端相连，储能电容[8]正端通过二极管[6]与放电DC/DC变换器[9]的输入端相连，储能电容[8]的负端与飞机28V电源地[2]和备份电源24V输出地[12]相连，放电DC/DC变换器[9]的输出端通过二极管[10]与备份电源24V输出正端[11]相连。
2.根据权利要求1所述的一种弹载记录设备备份电源，其特征在于，所述储能电容[8]选用400F、2.7V的超级电容，[5]个超级电容串联为一组，[3]组并联而成。
3.根据权利要求1所述的一种弹载记录设备备份电源，其特征在于，所述充电DC/DC变换器[3]选用输出电压为13.5V的降压DC/DC变换器。
4.根据权利要求1所述的一种弹载记录设备备份电源，其特征在于，所述充电限流电阻[7]的阻值为3?5Ω。
5.根据权利要求1所述的一种弹载记录设备备份电源，其特征在于，所述放电DC/DC变换器[9]选用输入电压范围为1.8V?28V，输出电压为24V的升压DC/DC变换器。
【文档编号】H02J7/34GK203617769SQ201320783277
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】徐彤, 刘磊, 栾璟明 申请人:陕西千山航空电子有限责任公司