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一种用于弹载发电机的稳压电路

申请号 CN202311821396.1 申请日 2023-12-27 公开(公告)号 CN118041137A 公开(公告)日 2024-05-14
申请人 重庆航天工业有限公司; 发明人 王地伟; 谭左红; 樊琎; 肖乐康; 蔡奕; 柏现迪; 袁鹏; 俞翔; 万小博; 彭鸿云;
摘要 本 发明 公开一种用于弹载发 电机 的稳压 电路 ,包括第一 开关 模 块 、充电电容和第二开关模块;弹载发电机 输出 电压 的正极与第一开关模块的输入端连接,第一开关模块的输出端、第二电容的另一端、第二开关模块的输出端并联后与输出端正极连接;弹载发电机输出电压的负极与第二电容的一端连接;第二 电阻 的另一端还与第二开关模块的输入端连接;第二电阻的一端还与输出端负极连接。本发明通过设计一种基于电容进行储能的稳压电路,实现弹载发电机的瞬时大 电流 稳压,在大功率负载启动或断开的时刻,同时利用电容和发电机为其它设备提供 电能 ,弥补发电机电压的下降,确保系统其它设备用电的平稳。
权利要求

1.一种用于弹载发电机的稳压电路,其特征在于,包括第一开关、充电电容和第二开关模块;
弹载发电机输出电压的正极与第一开关模块的输入端连接,第一开关模块的输出端、第二电容的另一端、第二开关模块的输出端并联后与输出端正极连接;弹载发电机输出电压的负极与第二电容的一端连接;
第二电阻的另一端还与第二开关模块的输入端连接;第二电阻的一端还与输出端负极连接。
2.如权利要求1所述的一种用于弹载发电机的稳压电路,其特征在于,还包括第二电阻;所述第二电阻的一端与第一开关模块的输出端连接,第二电阻的另一端与第二电容的另一端连接。
3.如权利要求1所述的一种用于弹载发电机的稳压电路,其特征在于,所述第一开关模块导通且第二开关模块关断时,弹载发电机开始为第二电容充电。
4.如权利要求1所述的一种用于弹载发电机的稳压电路,其特征在于,所述第一开关模块和第二开关模块均导通时,第二电容和弹载发电机共同为用电负载负载提供电能
5.如权利要求1所述的一种用于弹载发电机的稳压电路,其特征在于,所述第一开关模块包括第一驱动器和至少一个充电MOS管:
弹载发电机输出电压的正极分别和第一驱动器的输入端、MOS管的源极连接;第一驱动器的控制端与MOS管的栅极连接;
MOS管的漏极、第一驱动器的输出端并联后与第一电阻的一端连接,第一电阻的另一端、第一驱动器的电压端并联后与第一电容的一端连接,第一电容的另一端、第一驱动器的接地端并联后与弹载发电机输出电压的负极连接。
6.如权利要求5所述的一种用于弹载发电机的稳压电路,其特征在于,当第一驱动器的输出端电压大于输入端电压时,控制端无信号输出,充电MOS管不导通;
当第一驱动器的输出端电压小于输入端电压时,控制端有信号输出,充电MOS管导通。
7.如权利要求1所述的一种用于弹载发电机的稳压电路,其特征在于,所述第二开关模块包括第二驱动器和至少一个放电MOS管:
第二电容的另一端分别和第二驱动器的输入端、放电MOS管的源极连接;第二驱动器的控制端分别与放电MOS管的栅极连接;
放电MOS管的漏极、第二驱动器的输出端并联后与第三电阻的一端、输出端正极连接,第三电阻的另一端、第二驱动器的电压端并联后与第三电容的一端连接,第三电容的另一端、第二驱动器的接地端、第二电容的一端并联后与输出端负极连接。
8.如权利要求7所述的一种用于弹载发电机的稳压电路,其特征在于,当第二驱动器的输出端电压大于输入端电压时,放电MOS管不导通,第二电容处于充电状态;
当第二驱动器输出端电压小于输入端电压,第二驱动器的控制端输出控制信号使得放电MOS管导通,第二电容开始放电给用电负载。

说明书全文

一种用于弹载发电机的稳压电路

技术领域

[0001] 本发明涉及电子电路技术领域,特别涉及一种用于弹载发电机的稳压电路。

背景技术

[0002] 随着涡喷发动机技术逐渐成熟,在无人机、巡飞弹、巡航弹等领域涡喷发动机的应用越来越广泛。当火箭弹上存在电动机等大功率设备,由于发电机本身的瞬时功率不够,导致舵机等大功率负载启动时造成弹载发电机输出电压存在瞬时下降,这将对其它弹载电子设备的正常工作造成严重影响,甚至损坏。因此需要将弹载发电机输出电压进行稳压处理,确保控制系统各用电设备的正常工作。

发明内容

[0003] 针对现有技术中大功率设备启动瞬间造成弹载发电机输出电压不稳定的问题,本发明提出一种用于弹载发电机的稳压电路,通过一种超级电容进行储能,实现弹载发电机的瞬时大电流稳压,在大功率负载启动的时刻,确保系统用电的平稳。
[0004] 为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
[0005] 一种用于弹载发电机的稳压电路,包括第一开关、充电电容和第二开关模块;
[0006] 弹载发电机输出电压的正极与第一开关模块的输入端连接,第一开关模块的输出端、第二电容的另一端、第二开关模块的输出端并联后与输出端正极连接;弹载发电机输出电压的负极与第二电容的一端连接;
[0007] 第二电阻的另一端还与第二开关模块的输入端连接;第二电阻的一端还与输出端负极连接。
[0008] 优选地,还包括第二电阻;所述第二电阻的一端与第一开关模块的输出端连接,第二电阻的另一端与第二电容的另一端连接。
[0009] 优选地,所述第一开关模块导通且第二开关模块关断时,弹载发电机开始为第二电容充电。
[0010] 优选地,所述第一开关模块和第二开关模块均导通时,第二电容和弹载发电机共同为用电负载负载提供电能
[0011] 优选地,所述第一开关模块包括第一驱动器和至少一个充电MOS管:
[0012] 弹载发电机输出电压的正极分别和第一驱动器的输入端、MOS管的源极连接;第一驱动器的控制端与MOS管的栅极连接;
[0013] MOS管的漏极、第一驱动器的输出端并联后与第一电阻的一端连接,第一电阻的另一端、第一驱动器的电压端并联后与第一电容的一端连接,第一电容的另一端、第一驱动器的接地端并联后与弹载发电机输出电压的负极连接。
[0014] 优选地,当第一驱动器的输出端电压大于输入端电压时,控制端无信号输出,充电MOS管不导通;
[0015] 当第一驱动器的输出端电压小于输入端电压时,控制端有信号输出,充电MOS管导通。
[0016] 优选地,所述第二开关模块包括第二驱动器和至少一个放电MOS管:
[0017] 第二电容的另一端分别和第二驱动器的输入端、放电MOS管的源极连接;第二驱动器的控制端分别与放电MOS管的栅极连接;
[0018] 放电MOS管的漏极、第二驱动器的输出端并联后与第三电阻的一端、输出端正极连接,第三电阻的另一端、第二驱动器的电压端并联后与第三电容的一端连接,第三电容的另一端、第二驱动器的接地端、第二电容的一端并联后与输出端负极连接。
[0019] 优选地,当第二驱动器的输出端电压大于输入端电压时,放电MOS管不导通,第二电容处于充电状态;
[0020] 当第二驱动器输出端电压小于输入端电压,第二驱动器的控制端输出控制信号使得放电MOS管导通,第二电容开始放电给用电负载。
[0021] 综上所述,由于采用了上述技术方案,与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
[0022] 本发明通过设计一种基于电容进行储能的稳压电路,实现弹载发电机的瞬时大电流稳压,在大功率负载启动或断开的时刻,同时利用电容和发电机为其它设备提供电能,弥补发电机电压的下降,确保系统其它设备用电的平稳。
[0023] 还利用mos管特性,防止后端电压倒灌到发电机,以及降低电路的功率损耗,延长使用寿命。附图说明:
[0024] 图1为根据本发明示例性实施例的一种用于弹载发电机的稳压电路示意图。
[0025] 图2为根据本发明示例性实施例的一种用于弹载发电机的稳压电路具体连接关系示意图。

具体实施方式

[0026] 下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
[0027] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0028] 如图1所示,本发明提供一种用于弹载发电机的稳压电路,包括第一开关模块1、充电电容和第二开关模块2。
[0029] 本实施例中,弹载发电机输出电压的正极(V+)与第一开关模块1的输入端连接,第一开关模块1的输出端、第二电阻R2的一端、第二开关模块2的输出端并联后与输出端正极(OUT+)连接;
[0030] 弹载发电机输出电压的负极(V‑)、第二电容C2的一端并联后与输出端负极(OUT‑)连接;第二电阻R2的另一端、第二电容C2的另一端并联后与第二开关模块2的输入端连接。
[0031] 本实施例中,第二电阻R2为限流电阻,第二电容C2为充电电容。
[0032] 当发电机处于正常工作时,第一开关模块1导通且第二开关模块2关断时,开始为第二电容C2充电,同时发电机通过输出端为其它设备(用电负载)提供电能;由于发电机瞬时输出为恒功率输出,当大功率负载启动时,负载电流突变,会导致发电机输出电压降低,此时第一开关模块1和第二开关模块2均导通,第二电容C2开始放电,和发电机一起为其它设备提供电能,从而实现其它设备的电能稳定。
[0033] 如图2所示,第一开关模块1包括第一驱动器U3和至少一个MOS管(例如包括第一MOS管U1和第二MOS管U2):
[0034] 弹载发电机输出电压的正极(V+)分别和第一驱动器U3的输入端(IN)、第一MOS管U1的源极S、第二MOS管U2的源极S连接;第一驱动器U3的控制端(GATE)分别与第一MOS管U1的栅极G、第二MOS管U2的栅极G连接;
[0035] 第一MOS管U1的漏极D、第二MOS管U2的漏极D、第一驱动器U3的输出端(OUT)并联后与第一电阻R1的一端连接,第一电阻R1的另一端、第一驱动器U3的电压端(VDD)并联后与第一电容C1的一端连接,第一电容C1的另一端、第一驱动器U3的接地端(GND)并联后与弹载发电机输出电压的负极(V‑)连接。
[0036] 第一MOS管U1的漏极D、第二MOS管U2的漏极D并联后还与第二电阻R2的一端、输出端正极(OUT+)连接,第二电阻R2的另一端与第二电容C2的另一端连接,第二电容C2的一端与弹载发电机输出电压的负极(V‑)连接。
[0037] 本实施例中,当U3的输出端(OUT)电压大于U3的输入端(IN)电压时,U3的控制端(GATE)无信号输出,此时第一MOS管U1和第二MOS管U2在体二极管的作用下有电流从S流向D,因为体二极管的单项导通性,因此不会有电流从D流向S,从而防止后端的高电压直接反向倒灌至发电机;
[0038] 当U3的输出端(OUT)电压小于U3的输入端(IN)电压时,U3的控制端(GATE)发出控制信号控制第一MOS管U1和第二MOS管U2导通,电流经S流向D端,此时MOS管导通内阻极小,可以实现输入输出零压降,降低整个电路的功率损耗,延长使用寿命,节约使用成本。
[0039] 本实施例中,R1起到检测U3的输出端(OUT)电压的作用,C1为U3进行供电。
[0040] 如图2所示,第二开关模块2包括第二驱动器U6和至少一个MOS管(例如包括第三MOS管U4和第四MOS管U5):
[0041] 第二电容C2的另一端分别和第二驱动器U6的输入端(IN)、第三MOS管U4的源极S、第四MOS管U5的源极S连接;第二驱动器U6的控制端(GATE)分别与第三MOS管U4的栅极G、第四MOS管U5的栅极G连接;
[0042] 第三MOS管U4的漏极D、第四MOS管U5的漏极D、第二驱动器U6的输出端(OUT)并联后与第三电阻R3的一端、输出端正极(OUT+)连接,第三电阻R3的另一端、第二驱动器U6的电压端(VDD)并联后与第三电容C3的一端连接,第三电容C3的另一端、第二驱动器U6的接地端(GND)、第二电容C2的一端并联后与输出端负极(OUT‑)连接。
[0043] 本实施例中,发电机处于正常工作时,因为有限流电阻R2进行分压,U6的输出端(OUT)电压始终大于U6的输入端(IN)电压,根据电源工作原理,第二电容C2处于充电状态,不会有电流从U4和U5的S级流向D级,从而实现储能;
[0044] 由于发电机瞬时输出为恒功率输出,因此,当大功率负载启动时,负载电流突变,会导致发电机输出电压降低,例如由28V降低至18V,此时U6的输出端(OUT)电压降至18V,而U6的输入端(IN)电压始终处于28V左右,即输出端(OUT)电压小于输入端(IN)电压,U6的GATE端输出控制信号使得U4和U5导通,即U4和U5的S级和D级之间形成电流通路,第二电容C2内部存储的电能瞬间释放给用电负载,以维持用电负载的电压稳定。
[0045] 当发电机回复正常工作后,第二电容C2完成放电,此时U6的输入端(IN)电压低于输出端(OUT)电压,U4和U5关闭,即U4和U5的S和D之间无电流流过,从而实现对第二电容C2的再次充电,以备下一次的大功率负载用电时放电。
[0046] 本实施例中,R3起到检测U6的输出端(OUT)电压的作用,C3为U3进行供电。
[0047] 本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。
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