一种航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及整流电源的检测保护电路技术领域，更具体地说，涉及一种航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路。


背景技术：

2.现有的交流电的电压电流检测电路大多通过使用电流互感器或整流桥与分压电阻配合进行电流电压的检测，并未进行与高压电源部分的隔离控制，存在着稳定性较低，抗干扰能力差，无法应用于航空等对稳定性要求较高的领域。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有交流电隔离检测、过压、过温保护功能的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.构造一种航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路，包括多个交流电检测单元和温度检测单元以及保护单元；其中，多个所述交流电检测单元检测航空发电机输出的交流电的电压和电流，所述温度检测单元检测所述航空发电机的工作温度或与所述航空发电机连接的整流桥的工作温度，当所述交流电的电压、所述航空发电机的工作温度、所述整流桥的工作温度中的一种或多种超标时则所述保护单元控制电平转换单元停止工作；
6.所述交流电检测单元和所述温度检测单元均与所述保护单元连接，所述保护单元与所述电平转换单元连接；
7.所述整流桥连接有调节单元，所述整流桥将所述航空发电机输出的交流电进行整流后输出至所述调节单元进行调压输出至所述负载设备；
8.所述交流电检测单元连接有主控单元，所述主控单元连接有所述电平转换单元，所述电平转换单元连接有隔离控制单元，所述隔离控制单元连接所述调节单元，所述调节单元连接外部的负载设备；
9.所述主控单元通过所述电平转换单元进行控制信号的电平转换后控制所述隔离控制单元控制所述调节单元进行工作；所述主控单元还与外部的管理设备进行连接。
10.本实用新型所述的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路，其中，
11.所述交流电检测单元包括：第一隔离变送器、第一瞬态抑制二极管、第二瞬态抑制二极管、电流传感器或分压电阻单元；
12.所述第一隔离变送器的sin-端和sin+端与所述电流传感器的第一检测输出端和第二检测输出端一对一连接、或与所述分压电阻单元的第一检测输出端和第二检测输出端一对一连接；
13.所述第一隔离变送器的sout+端与微控制器的an4端和所述保护单元连接或与所述微控制器的an5端连接且sout-端接地；
14.所述第一瞬态抑制二极管的正极与所述第一隔离变送器的sout-端连接且负极与
所述第一隔离变送器的sout+端连接，所述第二瞬态抑制二极管的正极与所述第一隔离变送器的sin-端连接且负极与所述第一隔离变送器的sin+端连接。
15.本实用新型所述的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路，其中，多个所述交流电检测单元包括第一所述交流电检测单元和第二所述交流电检测单元；
16.第一所述交流电检测单元包括所述第一隔离变送器、所述第一瞬态抑制二极管、所述第二瞬态抑制二极管、所述电流传感器；
17.第二所述交流电检测单元包括所述第一隔离变送器、所述第一瞬态抑制二极管、所述第二瞬态抑制二极管、所述分压电阻单元；
18.所述电流传感器的电流检测孔套设在所述航空发电机与所述整流桥连接的任意一根火线上，所述分压电阻单元并联在所述航空发电机与所述整流桥连接的任意一根火线与零线上。
19.本实用新型所述的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路，其中，所述温度检测单元包括：第二隔离变送器、温度传感器、第一电阻和第二电阻以及第三电阻；
20.所述温度传感器的型号ntc200k，所述温度传感器的第二端与所述第二隔离变送器的sin-端连接且第一端分别连接所述第一电阻和所述第二电阻以及第三电阻，所述第一电阻的另一端与所述温度传感器的第二端连接，所述第二电阻的另一端与所述隔离变送器的sin+端连接，所述第三电阻的另一端与所述第二隔离变送器的pout+端连接；所述第二隔离变送器的pout-端与sin-端连接，所述第二隔离变送器的sout+端与所述保护单元连接且sout-端接地。
21.本实用新型所述的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路，其中，所述保护单元包括：比较器、第一二极管和第二二极管以及第一三极管；
22.所述比较器的第一正向输入端连接第二所述交流电检测单元的第一隔离变送器的sout+端且第一反向输入端连接第四电阻，所述第四电阻的另一端接地，所述比较器的第一输出端连接所述第一二极管的正极和第五电阻；
23.所述比较器的第二反向输入端连接所述第二隔离变送器的sout+端且第二正向输入端连接第六电阻，所述第六电阻的另一端接地，所述比较器的第二输出端连接所述第二二极管的正极和第七电阻；
24.所述第五电阻的另一端和所述第七电阻的另一端均与电源的正极连接；所述第一二极管的负极与第二二极管的负极连接且还与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的基极与发射极并联有第八电阻，所述第一三极管的发射极接地且集电极与所述电平转换单元连接。
25.本实用新型所述的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路，其中，所述电平转换单元包括多个栅极驱动器，多个所述栅极驱动器的ena端和enb端均与所述第一三极管的集电极连接；
26.多个所述栅极驱动器的ina端和inb端与所述微控制器的rb14端和rb15端一对一连接，多个所述栅极驱动器的outa端和outb端均与所述隔离控制单元连接。
27.本实用新型所述的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路，其中，所述主控单元包括所述微控制器和急停单元以及485收发器；
28.所述微控制器的型号dspic33fj32mc204，所述微控制器的pc3端和pc4端以及ra4
端均与所述485收发器连接，所述485收发器还与所述管理设备进行连接；
29.所述急停单元包括第二三极管和急停按钮，所述第二三极管的集电极连接所述微控制器的rb7端且还连接有第九电阻，所述第九电阻的另一端与3.3v电源的正极连接，所述第二三极管的发射极接地；
30.所述第二三极管的基极与所述急停按钮连接，所述急停按钮的另一端与所述电源的正极连接。
31.本实用新型的有益效果在于：多个交流电检测单元检测航空发电机输出的交流电的电压和电流，温度检测单元检测航空发电机的工作温度或与航空发电机连接的整流桥的工作温度，当交流电的电压、航空发电机的工作温度、整流桥的工作温度中的一种或多种超标时则保护单元控制电平转换单元停止工作，以进行过压过温保护；其中，整流桥连接有调节单元，整流桥将航空发电机输出的交流电进行整流后输出至调节单元进行调压输出至负载设备；主控单元通过电平转换单元进行控制信号的电平转换后控制隔离控制单元控制调节单元进行工作；主控单元还与外部的管理设备进行连接；从而实现对航空发电机发出的交流电的电压和电流的检测以及工作温度的检测、并进行了控制信号部分与电源整流调压供电部分的隔离，大大提高了设备的运行稳定性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
33.图1是本实用新型较佳实施例的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路的交流电检测单元的电路原理图；
34.图2是本实用新型较佳实施例的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路的温度检测单元的电路原理图；
35.图3是本实用新型较佳实施例的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路的保护单元的电路原理图；
36.图4是本实用新型较佳实施例的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路的电平转换单元的电路原理图；
37.图5是本实用新型较佳实施例的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路的主控单元的电路原理图。
具体实施方式
38.为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
39.本实用新型较佳实施例的航空发电机的发电电源控制器的检测保护电路如图1所示，同时参阅图2至图5；包括多个交流电检测单元100和温度检测单元200以及保护单元
300；多个交流电检测单元100检测航空发电机(图中未显示)输出的交流电的电压和电流，温度检测单元200检测航空发电机的工作温度或与航空发电机连接的整流桥(图中未显示)的工作温度，当交流电的电压、航空发电机的工作温度、整流桥的工作温度中的一种或多种超标(过压、过温)时则保护单元300控制电平转换单元400停止工作；
40.交流电检测单元100和温度检测单元200均与保护单元300连接，保护单元300与电平转换单元400连接；
41.整流桥连接有调节单元(图中未显示)，整流桥将航空发电机输出的交流电进行整流后输出至调节单元进行调压输出至负载设备；进一步地，可以使用温度检测单元200检测调节单元的工作温度，进行过温保护；
42.交流电检测单元100连接有主控单元500，主控单元500连接有电平转换单元400，电平转换单元400连接有隔离控制单元(图中未显示)，隔离控制单元连接调节单元，调节单元连接外部的负载设备；
43.主控单元500通过电平转换单元400进行控制信号的电平转换后控制隔离控制单元控制调节单元进行工作；主控单元500还与外部的管理设备进行连接；其中隔离控制单元用于隔离驱动调节单元进行工作，电平转换单元400用于实现微控制器cpu1与隔离控制单元之间的不同电平的转换通信；
44.多个交流电检测单元100检测航空发电机输出的交流电的电压和电流，温度检测单元200检测航空发电机的工作温度或与航空发电机连接的整流桥的工作温度，当交流电的电压、航空发电机的工作温度、整流桥的工作温度中的一种或多种超标时则保护单元300控制电平转换单元400停止工作，以进行过压过温保护；其中，整流桥连接有调节单元，整流桥将航空发电机输出的交流电进行整流后输出至调节单元进行调压输出至负载设备；主控单元500通过电平转换单元400进行控制信号的电平转换后控制隔离控制单元控制调节单元进行工作；主控单元500还与外部的管理设备进行连接；从而实现对航空发电机发出的交流电的电压和电流的检测以及工作温度的检测、并进行了控制信号部分与电源整流调压供电部分的隔离，大大提高了设备的运行稳定性。
45.如图1和图5所示，交流电检测单元100包括：第一隔离变送器s4、第一瞬态抑制二极管dz12、第二瞬态抑制二极管dz12、电流传感器(图中未显示)或分压电阻单元(图中未显示)；其中，电流传感器的型号fxby20；
46.第一隔离变送器s4的sin-端和sin+端与电流传感器的第一检测输出端和第二检测输出端一对一连接、或与分压电阻单元的第一检测输出端和第二检测输出端一对一连接；
47.第一隔离变送器s4的sout+端与微控制器cpu1的an4端和保护单元300连接或与微控制器cpu1的an5端连接且sout-端接地；
48.第一瞬态抑制二极管dz12的正极与第一隔离变送器s4的sout-端连接且负极与第一隔离变送器s4的sout+端连接，第二瞬态抑制二极管dz12的正极与第一隔离变送器s4的sin-端连接且负极与第一隔离变送器s4的sin+端连接；使用瞬态抑制二极管以抑制瞬态电压，提高电路稳定性。
49.如图1所示，多个交流电检测单元100包括第一交流电检测单元100和第二交流电检测单元100；
50.第一交流电检测单元100包括第一隔离变送器s4、第一瞬态抑制二极管dz12、第二瞬态抑制二极管dz12、电流传感器；用于检测电流；
51.第二交流电检测单元100包括第一隔离变送器s4、第一瞬态抑制二极管dz12、第二瞬态抑制二极管dz12、分压电阻单元；用于检测电压；
52.电流传感器的电流检测孔套设在航空发电机与整流桥连接的任意一根火线上，分压电阻单元并联在航空发电机与整流桥连接的任意一根火线与零线上；接线方便。
53.如图2和图5所示，温度检测单元200包括：第二隔离变送器s1、温度传感器(图中未显示)、第一电阻r88和第二电阻r87以及第三电阻r86；
54.温度传感器的型号ntc200k，温度传感器的第二端与第二隔离变送器s1的sin-端连接且第一端分别连接第一电阻r88和第二电阻r87以及第三电阻r86，第一电阻r88的另一端与温度传感器的第二端连接，第二电阻r87的另一端与隔离变送器的sin+端连接，第三电阻r86的另一端与第二隔离变送器s1的pout+端连接；第二隔离变送器s1的pout-端与sin-端连接，第二隔离变送器s1的sout+端与保护单元300连接且sout-端接地；其中，第三电阻r86用于输出反馈跟随，提高了温度传感器输出信号的驱动能力；第一电阻r88和第二电阻r87用于分压和限流，保护温度传感器。
55.如图1和图3以及图4所示，保护单元300包括：比较器usw1、第一二极管d01和第二二极管d02以及第一三极管q1；
56.比较器usw1的第一正向输入端连接第二交流电检测单元100的第一隔离变送器s4的sout+端(用于过流保护)且第一反向输入端连接第四电阻r89，第四电阻r89的另一端接地，比较器usw1的第一输出端连接第一二极管d01的正极和第五电阻r92；
57.比较器usw1的第二反向输入端连接第二隔离变送器s1的sout+端(用于过温保护)且第二正向输入端连接第六电阻r90，第六电阻r90的另一端接地，比较器usw1的第二输出端连接第二二极管d02的正极和第七电阻r93；
58.第五电阻r92的另一端和第七电阻r93的另一端均与电源的正极连接；第一二极管d01的负极与第二二极管d02的负极连接且还与第一三极管q1的基极连接，第一三极管q1的基极与发射极并联有第八电阻r94，第一三极管q1的发射极接地且集电极与电平转换单元400连接；当出现过压或过温时，比较器usw1的第一/二输出端输出高电平控制第一三极管q1导通，反之则呈低电平第一三极管q1截止；第五电阻r92和第七电阻r93用于上拉，提高驱动能力驱动第一三极管q1导通；第一二极管d01和第二二极管d02用于单向导电，以同时控制一个第一三极管q1；其中，使用比较器usw1进行电压和过温保护相比使用微控制器cpu1数字电路进行保护可靠性更高。
59.如图3和图4所示，电平转换单元400包括多个栅极驱动器usa1，多个栅极驱动器usa1的ena端和enb端均与第一三极管q1的集电极连接；
60.多个栅极驱动器usa1的ina端和inb端与微控制器cpu1的rb14端和rb15端一对一连接，多个栅极驱动器usa1的outa端和outb端均与隔离控制单元连接；第一三极管q1导通后多个栅极驱动器usa1的ena端和enb端均被拉低，多个栅极驱动器usa1停止工作，反之则正常工作，以而断开了微控制器cpu1的rb14端和rb15端输出的控制信号传输至隔离控制单元，使调节单元停止了工作，实现了过压和过温保护。
61.如图5所示，主控单元500包括微控制器cpu1和急停单元510以及485收发器u07；
62.微控制器cpu1的型号dspic33fj32mc204，微控制器cpu1的pc3端和pc4端以及ra4端均与485收发器u07连接，485收发器u07还与管理设备(外部的集中管理系统)进行连接；例如，上位机/电脑，以进行上位监控/控制，大大提高了智能化程度；其中，微控制器cpu1用于交流电的电压和电流以及温度的检测和配合485收发器u07连接外部的管理设备；优选地，还可以适配检测调节单元输出的直流电的电压和电流的检测电路，实现输入交流电(航空发电机输出的交流电)和输出直流电(调节单元输出至负载设备的直流电)的电压、电流检测及保护，以及工作温度检测保护；优选地，微控制器cpu1还可以通过输入交流电和输出直流电的电压、电流控制隔离驱动调节控制调节单元进行调压/调流，进一步提高了智能化程度；
63.急停单元510包括第二三极管q6和急停按钮(图中未显示)，第二三极管q6的集电极连接微控制器cpu1的rb7端且还连接有第九电阻r30，第九电阻r30的另一端与3.3v电源的正极连接，第二三极管q6的发射极接地；
64.第二三极管q6的基极与急停按钮连接，急停按钮的另一端与电源的正极连接；以进行人工介入手动停机，便于应对突破情况的断电处理操作。
65.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。