一种基于超级电容模组的不间断供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机载测试配电技术，涉及一种基于超级电容模组的为飞机测试系统提供大容量且不间断应急供电的供电系统。
【背景技术】
[0002]飞机测试系统作为对飞机状态和性能进行监控采集的系统，飞行试验时关键设备不允许失效。一旦飞机供电出现故障，必须要有一套独立于飞机供电系统的应急供电系统为测试关键设备供电。在传统飞机测试改装中，采用两种方式进行测试系统的应急供电:一种是后备式应急供电，一种是在线式应急供电。两种方法各有优点，但均已无法满足现阶段飞机测试系统对应急供电提出的要求。
[0003]飞机测试系统设备采用两优先级分类模式:一类为应急设备，一类为非应急设备。应急设备优先级高于非应急设备，要求做到任何状态下的供电，而非应急设备在出现应急情况时自动切除。
[0004]后备式应急供电:即应急电源处于后备状态，当出现应急状况时将应急电源接入系统为关键设备供电的方式。其特点在于:应急蓄电瓶保持独立，只有应急状态时才并入电网，通过增加单体数量的方式，可以提高蓄电瓶的带载能力，转换过程出现短时掉电。
[0005]在线式应急供电:即应急电源时刻处于在线状态，当出现应急状况时为关键设备不间断供电的方法。其特点在于:应急蓄电瓶时刻在线，转换过程中为关键设备不间断供电，应急蓄电瓶只能使用标准型，带载能力有限。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的:提供一种基于超级电容模组的应急供电系统，该系统综合了后备式供电和在线式供电的优点，通过超级电容模组和电子控制电路的使用，实现了系统应急状态下大负载不间断供电的目的。
[0007]本实用新型的技术方案:一种基于超级电容模组的不间断供电系统，其包括控制转换装置5以及与其相连的飞机28VDC1、应急电瓶2、手动强制切换电路3、控制开关4、应急设备6和非应急设备7，所述控制转换装置5又包含控制单元11、超级电容模组12、接触器组13、限流电阻14，其中，控制单元与接触器组连接，超级电容模组设置在不间断供电系统的充电回路或与汇流条并联，且限流电阻与超级电容模组之间经接触器串联。
[0008]所述超级电容模组为12组超级电容的串联组合。
[0009]控制转换装置还设置有散热风扇15。
[0010]所述的基于超级电容模组的不间断供电系统还包括分别与控制转换装置5相连的编程接口 8、故障信号9和辅助电路10。
[0011]本实用新型的优点是:1、可以对应急设备进行不间断供电；2、为80A应急负载供电，带载能力强；3、24.0V的额定负载电压，可以满足部分设备高工作电压的要求；4、正常供电状况时，应急电源与电网隔离；5、标准的系统配置，通用性强；6、为类似的直流不间断供电系统设计提供了参考。该系统在国内航空低压供电领域属于首次应用。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型基于超级电容模组的不间断供电系统框图；
[0013]图2是本实用新型基于超级电容模组的不间断供电系统原理图；
[0014]其中，1-飞机28VDC电源、2-银锌需电瓶、3-手动切除电路、4-上电开关、5-控制转换装置、6-应急设备、7-非应急设备、8-编程接口、9-故障信号、10-辅助电路、11-控制单元、12-超级电容模组、13-接触器组、14-限流电阻，15-散热风扇组。16-控制转换电路、17-保险丝1、18-保险丝2。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明:
[0016]系统框图详见附图1。本实用新型基于超级电容模组的不间断供电系统，该系统包括:飞机28VDC1、应急电瓶2、手动强制切换电路3、控制开关4、控制转换装置5、应急设备6、非应急设备7、编程接口 8、故障信号9和其他电路10，其中控制转换装置5又包含控制单元11、电容模组12、接触器组13、限流电阻14和散热风扇15。
[0017]其中，所述飞机28VDC:本系统与飞机电源系统的接口，是本系统电能的输入端。
[0018]应急电瓶2为非标的17格航空银锌电瓶，用于应急供电时整个系统的电能输出。
[0019]手动强制切换电路3在系统自动控制失效时，可手动强制切换供电状态。
[0020]控制开关4控制整个系统上电，下电。
[0021]控制转换装置5是系统的核心部件，完成整个系统的采集、转换、逻辑控制、状态指示等工作。
[0022]应急设备6在应急状态时进行不间断供电的设备。
[0023]非应急设备7为应急状态时可切除的设备。
[0024]编程接口 8为用于程序加载，升级的接口。
[0025]故障信号9为从机上电源系统输出的故障信号接口发出，作为系统掉电的判据之
[0026]其他电路10为辅助性的电路，完成状态指不等功能。
[0027]控制单元11进行4路电压值的采集、隔离、数据处理、输出控制等功能。
[0028]电容模组12为储能元件，应急转换过程中为系统提供短时电能。
[0029]接触器组13为输出执行元件，用于不同状态供电通道的切换选择。
[0030]限流电阻14对超级电容模组充电时进行限流，防止瞬间大电流对电网的冲击。
[0031]散热风扇15对控制转换装置进行散热。
[0032]参考图2，超级电容模组、银锌蓄电瓶、应急汇流条、非应急汇流条河机载电源均连接在控制转换电路上，所述控制转换电路由接触器组和限流电阻构成，用于实现不同工作状态下的通道选择。控制单元采集供电系统的关键位置的电压值，并通过输出控制电路连接到控制转换电路实现对通道的选择控制，同时其输出控制处设置有手动切除电路。
[0033]本实用新型基于超级电容模组的不间断供电系统实际工作过程如下。
[0034]当系统具备使用条件后，接通上电开关10，此时控制单元8和散热风扇组9开始工作，系统首先通过控制转换电路4接通超级电容充电回路，将机上28VDC电源6经保险丝后为超级电容模组I充电。
[0035]当检测到超级电容模组I输入端①电压升至设定值时，即认定充电完成，通过控制转换电路4将应急汇流条2和非应急汇流条3与机上28VDC电源6并联，将超级电容模组I与应急汇流条3并联。此时系统工作在正常供电状态，机上28VDC电源6为应急汇流条2和非应急汇流条3提供电能。
[0036]当系统检测到超级电容模组I输入端①电压低至设定值时，即认定机上系统出现掉电状况，系统进行应急处理，首先通过控制转换电路4将非应急汇流条3切除，再将
[0037]银锌蓄电瓶12经保险丝211后与应急汇流条2并联。此时系统工作在应急供电状态，应急汇流条2由银锌蓄电瓶12提供电能。
[0038]当系统检测到超级电容模组I输入端①电压恢复至机上系统电压正常设定值时，即认定机上系统恢复供电，系统将由应急供电转为正常供电状态，首先通过控制转换电路4将银锌蓄电瓶12切除，再将非应急汇流条3并联到机上28VDC电源6，系统转入正常供电状
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[0039]系统可以反复进出正常供电和应急供电两种状态。
[0040]当系统出现控制失效或故障后，可通过手动切除电路7将系统强制切换为正常供电或应急供电状态。或断开上电开关10使整个系统下电。
[0041]系统启动后，首先进行超级电容模组的初始充电，经限流充电至一定电压值即认定充电完成。转入正常供电程序，接通飞机供电系统为应急设备和非应急设备供电。当检测到飞机供电系统故障，先断开机上电源，然后切除非应急设备，之后再接入应急蓄电瓶。在机上电源断开而应急蓄电瓶未接入的间隙，由超级电容模组为应急设备不间断供电。当检测到机上供电系统恢复正常，接通正常供电通路并切除应急蓄电瓶。系统可以反复在正常供电与应急供电状态之间切换。同时若需要可以手动强制切换工作状态。
[0042]该系统将后备式应急供电技术和在线式应急供电技术进行有机结合，通过将超级电容模组引入后备式应急供电系统，设计出让超级电容模组始终处于在线状态，应急蓄电瓶处于后备状态的新系统。该系统可以做到测试系统从正常状态到应急状态的不间断供电，当进行应急供电时，可以为80Α应急负载提供不低于30分钟的电能，转换过程和应急供电状态时负载电压均不低于24.0V。与传统的同等规模配电系统相比，它的应用能较大地增加飞机测试系统应急设备的数量且提高了供电品质。
【主权项】
1.一种基于超级电容模组的不间断供电系统，其特征在于:包括控制转换装置(5)以及与其相连的飞机28VDC(1)、应急电瓶(2)、手动强制切换电路(3)、控制开关(4)、应急设备(6)和非应急设备(7)，所述控制转换装置(5)又包含控制单元(11)、超级电容模组(12)、接触器组(13)、限流电阻(14)，其中，控制单元与接触器组连接，超级电容模组设置在不间断供电系统的充电回路或与汇流条并联，且限流电阻与超级电容模组之间经接触器串联。
2.根据权利要求1所述的基于超级电容模组的不间断供电系统，其特征在于:所述超级电容模组为12组超级电容的串联组合。
3.根据权利要求1所述的基于超级电容模组的不间断供电系统，其特征在于:控制转换装置还设置有散热风扇(15)。
4.根据权利要求1所述的基于超级电容模组的不间断供电系统，其特征在于:还包括分别与控制转换装置(5)相连的编程接口(8)、故障信号(9)和辅助电路(10)。
【专利摘要】本实用新型属于机载测试配电技术，涉及一种基于超级电容模组的为飞机测试系统提供大容量且不间断应急供电的供电系统，包括控制转换装置(5)以及与其相连的飞机28VDC(1)、应急电瓶(2)、手动强制切换电路(3)、控制开关(4)、应急设备(6)和非应急设备(7)，所述控制转换装置(5)又包含控制单元(11)、超级电容模组(12)、接触器组(13)、限流电阻(14)，其中，控制单元与接触器组连接，超级电容模组设置在不间断供电系统的充电回路或与汇流条并联，且限流电阻与超级电容模组之间经接触器串联。该系统可以做到测试系统从正常状态到应急状态的不间断供电，当进行应急供电时，可以为80A应急负载提供不低于30分钟的电能，转换过程和应急供电状态时负载电压均不低于24.0V。与传统的同等规模配电系统相比，它的应用能较大地增加飞机测试系统应急设备的数量且提高了供电品质。
【IPC分类】H02J9-04
【公开号】CN204361772
【申请号】CN201420738366
【发明人】赵振, 王宏旭, 孙丹丹, 周星星, 吕超
【申请人】中国飞行试验研究院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月28日