一种多输入双余度不间断航空电源的制作方法

1.本技术涉及航空电源的技术领域，特别是一种多输入双余度不间断航空电源。


背景技术：

2.传统方案的航空电源一般为单输入电源，只可在飞机上使用，不能更好的适应航空及地面均需连续供电的使用需求。


技术实现要素：

3.本技术提供一种多输入双余度不间断航空电源，采用航空三相交流电ac115v/400hz、市电ac220v/50hz、蓄电池三种制式输入，三种制式电能可同时输入，输出ac220v/50hz，专门为天地两用军用电子设备提供高可靠性的不间断供电。
4.第一方面，提供了一种航空电源，包括第一输入电路、第三输入电路和逆变模块，所述第一输入电路、所述第三输入电路均通过所述逆变模块向航空负载供电；其中，
5.所述第一输入电路用于与第一供电源电连接，所述第一输入电路包括第一整流电路和第一二极管，所述第一供电源用于通过所述第一整流电路和逆变模块供电，所述第一二极管的正极与所述第一整流电路的第一输出端电连接，所述第一二极管的负极与所述逆变模块的第一输入端电连接，所述第一整流电路的第二输出端与逆变模块的第二输入端电连接，所述第一整流电路输出的电压为第一电压；
6.所述第三输入电路包括蓄电池和第三二级管，所述蓄电池用于通过所述逆变模块供电，第三二级管的正极与所述蓄电池的正极电连接，第三二级管的负极与所述逆变模块的第一输入端电连接，所述第三输入电路输入所述逆变模块的电压为第三电压，所述第三电压小于所述第一电压。
7.与现有技术相比，本技术提供的方案至少包括以下有益技术效果：
8.具备稳定电源和蓄电池两种制式输入，且可同时输入，并确保航空负载稳定运行。
9.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述航空电源还包括第二输入电路，所述第二输入电路通过所述逆变模块向航空负载供电；其中，
10.所述第二输入电路用于与第二供电源电连接，所述第二输入电路包括第二供电源、第二整流电路和第二二极管，所述第二供电源用于通过所述第二整流电路和逆变模块供电，所述第二二极管的正极与所述第二整流电路的第一输出端电连接，所述第二二极管的负极与所述逆变模块的第一输入端电连接，所述第二整流电路的第二输出端与逆变模块的第二输入端电连接，所述第二整流电路输出的电压为第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，且大于所述第三电压。
11.具备三种制式输入(例如航空三相交流电ac115v/400hz、市电ac220v/50hz、蓄电池)，且可同时输入，并确保航空负载稳定运行。
12.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述航空电源还包括：
13.充电电路、保护及控制电路，所述保护及控制电路用于检测输入所述逆变模块的
电压，并根据输入所述逆变模块的电压判断所述充电电路导通或断开。
14.当检测到存在稳定电源时可以切换至为蓄电池充电，有利于实现蓄电池的灵活充电。
15.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述充电电路包括：
16.绝缘栅双极型晶体管igbt模块、直流降压电路；
17.所述igbt模块的集电极与所述第一二极管的负极、所述第二二极管的负极和所述第三二极管的负极电连接，所述igbt模块的发射极与所述直流降压电路的输入正极电连接，所述igbt模块的栅极与所述保护及控制电路电连接；
18.所述直流降压电路用于将所述第一电压或所述第二电压降至所述蓄电池的充电电压。
19.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述输入所述逆变模块的电压为所述第一电压或所述第二电压时，所述充电电路导通。
20.当逆变模块的输入电压相对较高时，意味着存在稳定供电，因此可以判断为蓄电池充电。
21.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述充电电路还包括第四二极管，所述第四二极管的正极与所述直流降压电路的正极输出端电连接，所述第四二极管的负极与所述蓄电池的正极电连接。
22.由此避免蓄电池通过充电电路为航空负载供电。
23.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述逆变模块的数量为多个，多个逆变模块并联电连接。
24.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述航空电源包括主逆变模块和辅逆变模块，所述辅逆变模块用于跟踪所述主逆变模块输出相位，保持所述主逆变模块和所述辅逆变模块输出相位差为0，所述主逆变模块和所述辅逆变模块用于为航空负载提供双余度ac220v/50hz供电。
25.采用一主一辅双余度自动切换输出，具有过压、过载、过热保护，是一种高可靠性和安全性的不间断航空电源。
26.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一供电源为市电ac220v/50hz，所述第二供电源为航空三相交流电ac115v/400hz，所述第一整流电路为不控整流电路，所述第二整流电路为多脉冲变压整流电路。
27.不控整流电路可以实现市电稳定整流，多脉冲变压整流电路可以实现三相交流电稳定整流。
28.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述蓄电池输出的电压为dc144v，所述航空电源还包括直流升压电路，所述直流升压电路电连接在所述蓄电池和所述第三二极管之间，所述直流升压电路用于将所述蓄电池输出的电压升高至所述第三电压，所述第三电压为dc200～215v。
29.由于不控整流电路和多脉冲变压整流电路整流得到的电压相对较高，通过直流升压电路升高蓄电池为逆变模块输入的电压，有利于缩小逆变模块的所需的工作电压范围，降低逆变模块的使用要求。
30.第二方面，提供了一种飞行器，包括如上述第一方面中的任意一种实现方式中的
航空电源。
附图说明
31.图1为本技术实施例提供的一种多输入双余度不间断航空电源的示意性结构图。
32.图2为本技术实施例提供的另一种多输入双余度不间断航空电源的示意性结构图。
具体实施方式
33.下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细的描述。
34.为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
35.图1示出了本技术实施例提供的一种多输入双余度不间断航空电源。
36.航空电源可以包括输入电磁兼容性(electromagnetic compatibility，emc)滤波电路lc1，输入emc滤波电路lc2，输入emc滤波电路lc3、第一整流电路、第二整流电路、逆变模块和输出滤波电路lc5。
37.输入emc滤波电路lc1可以与市电ac220v/50hz的相线和零线电连接，形成航空负载的第一输入电路。第一整流电路可以与输入emc滤波电路lc1电连接，用于对来自市电ac220v/50hz的信号进行整流，以满足航空负载的信号质量要求。第一整流电路可以整流输出第一电压的供电信号。
38.输入emc滤波电路lc2可以与ac115v/400hz的三根相线电连接，形成航空负载的第二输入电路。第二整流电路可以与输入emc滤波电路lc2电连接，用于对来自ac115v/400hz的信号进行整流，以满足航空负载的信号质量要求。第二整流电路可以整流输出第二电压的供电信号。第二电压可以小于第一电压。
39.输入emc滤波电路lc3可以与蓄电池的正极和负极电连接，形成航空负载的第三输入电路。蓄电池输入至逆变模块的电压可以为第三电压，第三电压可以小于第二电压。
40.上述第一输入电路、第二输入电路和第三输入电路可以并联并均与逆变模块电连接。具体地，第一整流电路的第一输出端、第二整流电路的第一输出端和蓄电池的正极均可以与逆变模块的第一输入端电连接，第一整流电路的第二输出端、第二整流电路的第二输出端和蓄电池的负极均可以与逆变模块的第二输入端电连接。
41.逆变模块可以与输出滤波电路lc5电连接，从而上述第一输入电路、第二输入电路和第三输入电路中的任一个可以通过逆变模块和输出滤波电路lc5向航空负载供电。
42.航空电源可以包括二极管d1、二极管d2、二极管d3，以确保同一时刻下仅一个输入电路进行供电。如图1所示，二极管d1的正极可以与第一整流电路的第一输出端电连接，二极管d1的负极可以与逆变模块的第一输入端电连接。二极管d2的正极可以与第二整流电路的第一输出端电连接，二极管d2的负极可以与逆变模块的第一输入端电连接。二极管d3的正极可以与蓄电池的正极电连接，二极管d3的负极可以与逆变模块的第一输入端电连接。
43.第一整流电路输出的第一电压和第二整流电路输出的第二电压的差值可以大于第一预设阈值。也就是说，第一电压和第二电压的差值可以相对较大，从而确保第一整流电
路输出的电信号可以与第二整流电路输出的电信号被区分处理。
44.第二整流电路输出的第二电压和蓄电池输出的第三电压的差值可以大于第二预设阈值。也就是说，第二电压和第三电压的差值可以相对较大，从而确保第二整流电路输出的电信号可以与蓄电池输出的电信号被区分处理。
45.航空电源还可以包括保护及控制电路、充电滤波电路lc4、直流降压模块、二极管d4和igbt模块q1。直流降压模块、二极管d4和绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)模块q1可以构成充电电路。上述第一输入电路、第二输入电路可以通过充电电路为蓄电池充电。
46.具体地，igbt模块q1的集电极可以与二极管d1的负极、二极管d2的负极、二极管d3的负极电连接，igbt模块q1的发射极可以与直流降压电路的输入正极电连接。直流降压电路的输入负极可以与第一整流电路的第二输出端、第二整流电路的第二输出端、蓄电池的负极电连接。直流降压电路的输出端口可以与充电滤波电路lc4电连接，并通过充电滤波电路lc4向蓄电池充电。为避免蓄电池通过充电电路为航空负载供电，直流降压电路的正极输出端口可以与二极管d4的正极电连接，二极管d4的负极可以与充电滤波电路lc4的正极输入端电连接。
47.直流降压电路为宽范围输入，无论是来自第一输入电路的第一电压，还是来自第二输入电路的第二电压，都在直流降压电路的工作范围内。直流降压电路可以将电压降至蓄电池充电电压范围，为蓄电池充电。
48.igbt模块q1的栅极可以与保护及控制电路电连接。保护及控制电路可以用于检测逆变模块的输入电压。如果逆变模块的输入电压为第一电压，则说明航空电源当前接入市电ac220v/50hz。如果逆变模块的输入电压为第二电压，则说明航空电源当前接入ac115v/400hz的三根相线。在此情况下，保护及控制电路可以控制igbt模块q1导通，从而上述第一输入电路和第二输入电路中的任一个可以为蓄电池充电。
49.在一些实施例中，逆变模块的数量可以为多个。如图1所示，航空电源可以包括主逆变模块和辅逆变模块。主逆变模块和辅逆变模块用于为航空负载提供工作电压供电。例如，可以提供双余度ac220v/50hz供电。辅逆变模块跟踪主逆变模块输出相位，保持两模块输出相位差为0。正常情况下，主辅逆变模块同时供电；当其中一个模块发生故障时，零秒自动切换为另一个模块供电。
50.图2示出了本技术实施例提供的另一种多输入双余度不间断航空电源。
51.在图2所示的实施例中，第一整流电路可以为不控整流电路，不控整流电路可以与输入emc滤波电路lc1电连接，从而整流输出dc311v的供电信号。第二整流电路可以为多脉冲变压整流电路，多脉冲变压整流电路可以与输入emc滤波电路lc2电连接，从而整流输出dc270v的供电信号。蓄电池输出的电压例如为dc144v。由于不控整流电路和多脉冲变压整流电路输出的电压值相对较高，为使上述第三输入电路的电压输入匹配，在输入emc滤波电路lc3和二极管d3之间还可以串联直流升压电路，直流升压电路可以将蓄电池电压升压至dc210v。不控整流电路，多脉冲变压整流电路，直流升压电路、二极管d1-d3可以构成输入选择电路。由此也便于缩小逆变模块的所需的工作电压范围，降低逆变模块的使用要求。
52.本发明的优点：具备航空三相交流电ac115v/400hz、市电ac220v/50hz、蓄电池三种制式输入，且可同时输入。采用一主一辅双余度自动切换输出，具有过压、过载、过热保
护，是一种高可靠性和安全性的不间断航空电源。
53.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

技术特征：
1.一种航空电源，其特征在于，包括第一输入电路、第三输入电路和逆变模块，所述第一输入电路、所述第三输入电路均通过所述逆变模块向航空负载供电；其中，所述第一输入电路用于与第一供电源电连接，所述第一输入电路包括第一整流电路和第一二极管，所述第一供电源用于通过所述第一整流电路和逆变模块供电，所述第一二极管的正极与所述第一整流电路的第一输出端电连接，所述第一二极管的负极与所述逆变模块的第一输入端电连接，所述第一整流电路的第二输出端与逆变模块的第二输入端电连接，所述第一整流电路输出的电压为第一电压；所述第三输入电路包括蓄电池和第三二级管，所述蓄电池用于通过所述逆变模块供电，第三二级管的正极与所述蓄电池的正极电连接，第三二级管的负极与所述逆变模块的第一输入端电连接，所述第三输入电路输入所述逆变模块的电压为第三电压，所述第三电压小于所述第一电压。2.根据权利要求1的航空电源，其特征在于，所述航空电源还包括第二输入电路，所述第二输入电路通过所述逆变模块向航空负载供电；其中，所述第二输入电路用于与第二供电源电连接，所述第二输入电路包括第二供电源、第二整流电路和第二二极管，所述第二供电源用于通过所述第二整流电路和逆变模块供电，所述第二二极管的正极与所述第二整流电路的第一输出端电连接，所述第二二极管的负极与所述逆变模块的第一输入端电连接，所述第二整流电路的第二输出端与逆变模块的第二输入端电连接，所述第二整流电路输出的电压为第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，且大于所述第三电压。3.根据权利要求2的航空电源，其特征在于，所述航空电源还包括：充电电路、保护及控制电路，所述保护及控制电路用于检测输入所述逆变模块的电压，并根据输入所述逆变模块的电压判断所述充电电路导通或断开。4.根据权利要求3的航空电源，其特征在于，所述充电电路包括：绝缘栅双极型晶体管igbt模块、直流降压电路；所述igbt模块的集电极与所述第一二极管的负极、所述第二二极管的负极和所述第三二极管的负极电连接，所述igbt模块的发射极与所述直流降压电路的输入正极电连接，所述igbt模块的栅极与所述保护及控制电路电连接；所述直流降压电路用于将所述第一电压或所述第二电压降至所述蓄电池的充电电压。5.根据权利要求3的航空电源，其特征在于，所述输入所述逆变模块的电压为所述第一电压或所述第二电压时，所述充电电路导通。6.根据权利要求1的航空电源，其特征在于，所述充电电路还包括第四二极管，所述第四二极管的正极与所述直流降压电路的正极输出端电连接，所述第四二极管的负极与所述蓄电池的正极电连接。7.根据权利要求1的航空电源，其特征在于，所述逆变模块的数量为多个，多个逆变模块并联电连接。8.根据权利要求1的航空电源，其特征在于，所述航空电源包括主逆变模块和辅逆变模块，所述辅逆变模块用于跟踪所述主逆变模块输出相位，保持所述主逆变模块和所述辅逆变模块输出相位差为0，所述主逆变模块和所述辅逆变模块用于为航空负载提供双余度ac220v/50hz供电。
9.根据权利要求2的航空电源，其特征在于，所述第一供电源为市电ac220v/50hz，所述第二供电源为航空三相交流电ac115v/400hz，所述第一整流电路为不控整流电路，所述第二整流电路为多脉冲变压整流电路。10.根据权利要求8的航空电源，其特征在于，所述蓄电池输出的电压为dc144v，所述航空电源还包括直流升压电路，所述直流升压电路电连接在所述蓄电池和所述第三二极管之间，所述直流升压电路用于将所述蓄电池输出的电压升高至所述第三电压，所述第三电压为dc200～215v。11.一种飞行器，包括如权利要求1至10中任一项所述的航空电源。

技术总结
本发明公开了一种多输入双余度不间断航空电源，其特征是：至少包括输入EMC滤波电路LC1、LC2、LC3，充电滤波电路LC4，输出滤波电路LC5，不控整流电路，多脉冲变压整流电路，直流升压电路，充电电路，输入选择电路，主逆变模块，辅逆变模块，保护及控制电路。可将航空三相交流电AC115V/400Hz、市电AC220V/50Hz、蓄电池，三种输入转换为AC220V/50Hz制式输出，采用一主一辅双余度自动切换输出。三种制式电能可同时输入，利用蓄电池实现不间断供电，具有输入过压保护、输出过压保护、输出过载保护、电源内部过热保护功能。内部过热保护功能。内部过热保护功能。


技术研发人员：张华栋 何海彬 葛方俊 陈团 郝永勤 贾利斌 郭东沛 王德辉
受保护的技术使用者：北京航天控制仪器研究所
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/8/23