車(chē)載一體化直流電源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種車(chē)載一體化直流電源，包括機(jī)箱，以及設(shè)置在所述機(jī)箱內(nèi)電源變換單元、配電單元和監(jiān)控單元；所述機(jī)箱的一面或多面采用散熱板；所述電源變換單元包括一個(gè)或多個(gè)電源變換子單元，各子單元之間相互并聯(lián)，其固定在所述散熱板內(nèi)壁上；所述配電單元用于控制直流輸出電路的通斷，由直接接觸器和繼電器印刷版組成，安裝于機(jī)箱內(nèi)部空間；所述監(jiān)控單元包括控制器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電源變化單元的輸入電壓、輸出電壓、電流以及其他故障信號(hào)；所述監(jiān)控單元還通過(guò)CAN總線與上位機(jī)相連，可用于對(duì)電源輸出通斷控制。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了車(chē)載直流電源的電源變換、配電及監(jiān)控的一體化功能，減小了設(shè)備體積，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、智能化程度高，應(yīng)用場(chǎng)合廣泛。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種電源，尤其涉及一種車(chē)載直流電源。 車(chē)載一體化直流電源

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)意義上的電源系統(tǒng)主要包含電源變換單元、配電單元、監(jiān)控單元等。這些功能 單元一般為獨(dú)立的單機(jī)，分布于車(chē)上不同的地方，各單元之間線纜連接多、操作復(fù)雜、占用 車(chē)上空間大。因此，很有必要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、集合配電及監(jiān)測(cè)管理功能為一 體化的電源。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)了一種集電源變換單元、配電單元、監(jiān)控單元的一體 化直流電源，以滿足車(chē)載電源結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、功能全面的要求。
[0004] 為了達(dá)到上述要求，本實(shí)用新型提供了一種車(chē)載一體化直流電源，包括機(jī)箱，以及 設(shè)置在所述機(jī)箱內(nèi)電源變換單元、配電單元和監(jiān)控單元。
[0005] 所述機(jī)箱的一面或多面采用散熱板。
[0006] 所述電源變換單元包括一個(gè)或多個(gè)電源變換子單元，多個(gè)所述電源變換子單元之 間相互并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)各自的功率輸出，其用于將底盤(pán)蓄電電池24V電壓變換為直流高電壓，其 固定在所述散熱板內(nèi)壁上。
[0007] 所述配電單元用于控制直流輸出電路的通斷，由直接接觸器和繼電器印刷版組 成，其安裝于機(jī)箱內(nèi)部空間。
[0008] 所述監(jiān)控單元包括控制器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電源變化單元的輸入電壓、輸出電壓、電 流以及其他故障信號(hào)；所述監(jiān)控單元還通過(guò)CAN總線與上位機(jī)相連，可用于對(duì)電源輸出通 斷控制。所述監(jiān)控單元設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)部空間。
[0009] 所述電源變換單元的輸入端與底盤(pán)蓄電電池相連，輸出端連接所述配電單元，所 述配電單元的輸出端連接所述監(jiān)控單元內(nèi)控制器的相應(yīng)管腳。
[0010] 所述控制器通過(guò)ADC信號(hào)調(diào)理電路與所述電源變換單元相連。所述ADC信號(hào)調(diào)理 電路用于把模擬信號(hào)變換為用于數(shù)據(jù)采集、控制過(guò)程、執(zhí)行計(jì)算顯示讀出或其他目的的數(shù) 字信號(hào)。
[0011] 所述控制器通過(guò)I/O輸入輸出電路與所述配電單元相連。
[0012] 所述控制器通過(guò)CAN總線收發(fā)電路與上位機(jī)相連。
[0013] 所述ADC信號(hào)調(diào)理電路由雙通道運(yùn)算放大器0P727AR、光電耦合器HCNR201、電容、 電阻、二極管集成電路等組成。
[0014] 所述CAN通信電路包括隔離器件和CAN總線收發(fā)器件，所述隔離器件采用型號(hào)為 IS07221BD，CAN總線收發(fā)器件采用PCA82C251T。
[0015] 所述I/O輸入輸出電路包括光電f禹合器HMHA2801A、電容與電阻組成的穩(wěn)壓濾波 電路以及三極管TIP131。
[0016] 優(yōu)選地，所述電源變換單元采用基于Vicor公司的電源模塊V24A36T400BL設(shè)計(jì)， 采用多個(gè)電源變換子單元并聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)不同功率的隔離輸出。
[0017] 優(yōu)選地，所述控制器采用英飛凌XC164單片機(jī)。
[0018] 本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)了車(chē)載直流電源的電源變換、配電及監(jiān)控的一體化功能，大大 減小了設(shè)備體積，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、智能化程度高，應(yīng)用場(chǎng)合廣泛。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框架圖；
[0020] 圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3為本實(shí)用新型的ADC信號(hào)采集調(diào)理電路的電路圖；
[0022] 圖4為本實(shí)用新型的I/O輸入輸出電路的電路圖；
[0023] 圖5為本實(shí)用新型的CAN總線收發(fā)電路的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述：
[0025] 如圖1所示，本實(shí)施例包括電源變換單元3、配電單元4、監(jiān)控單元5、上位機(jī)6、CAN 總線收發(fā)電路8、ADC信號(hào)調(diào)理電路9、I/O輸入輸出電路10。
[0026] 電源變換單元3包括4個(gè)電源變換子單元，4個(gè)電源變換子單元之間相互并聯(lián)，實(shí) 現(xiàn)各自的功率輸出。
[0027] 配電單元4用于控制直流輸出電路的通斷，由直接接觸器和繼電器印刷版組成。
[0028] 監(jiān)控單元5包括控制器7,用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電源變化單元的輸入電壓、輸出電壓、電 流以及其他故障信號(hào)；監(jiān)控單元5通過(guò)CAN總線收發(fā)電路8與上位機(jī)6相連，可用于對(duì)電源 輸出通斷控制。
[0029] 電源變換單元3輸出端連接配電單元4,配電單元4通過(guò)I/O輸入輸出電路10連 接至監(jiān)控單元5內(nèi)控制器7的相應(yīng)管腳。
[0030] 控制器7通過(guò)ADC信號(hào)調(diào)理電路9與電源變換單元3相連；ADC信號(hào)調(diào)理電路9用 于把模擬信號(hào)變換為數(shù)據(jù)采集、控制過(guò)程、執(zhí)行計(jì)算顯示讀出或其他目的的數(shù)字信號(hào)。
[0031] 如圖2所示，本實(shí)用新型中機(jī)箱1為密閉式箱體，其多個(gè)面采用散熱板2,為方便 拆卸、維修，采用機(jī)箱各面與散熱板采用螺釘連接方式；電源變換單元3分別安裝在散熱板 上；配電單元4的接觸器和繼電器印制板安裝于機(jī)箱內(nèi)部空間；監(jiān)控單元的控制器5以及 與控制器5相連的集成電路安裝于機(jī)箱內(nèi)的集成電路板上，上述各功能單元之間采用接線 端子與導(dǎo)線連接。
[0032] 如圖3所示，本實(shí)施例的ADC信號(hào)調(diào)理電路包括雙通道運(yùn)算放大器11，光電耦合 器12,電容、電阻、二極管等，其中雙通道運(yùn)算放大器采用型號(hào)為0P727AR、光電耦合器采用 型號(hào)為HCNR201。
[0033] 第一運(yùn)算放大器的輸入端通過(guò)電阻R1、電阻R4連接電源端；其另一輸入端通過(guò) 電阻R7連接輸出端；第一運(yùn)算放大器的輸出端還通過(guò)電阻R5連接第二運(yùn)算放大器的輸入 端；第二放大器的輸入端還通過(guò)電容C5連接第二運(yùn)算放大器的輸出端；第二運(yùn)算放大器的 輸入端與輸出端分別連接光電稱(chēng)合器HCNR201的1、3管腳；光電稱(chēng)合器的4管腳通過(guò)電阻 R6、R4連接至電源端；光電耦合器的5、6管腳分別連接第三放大器的輸入端，第三運(yùn)算放大 器的輸入與輸出端之間連接有并聯(lián)的電阻R2與電容C2,第三運(yùn)算放大器的輸出端連接第 四運(yùn)算放大器的輸入端，第四運(yùn)算放大器的另一輸入端連接其輸出端，第四運(yùn)算放大器的 輸出端連接電阻R8。
[0034] 如圖4所示，本實(shí)施例的I/O輸入輸出電路包括光電耦合器HMHA2801A、電容與電 阻組成的穩(wěn)壓濾波電路以及三極管TIP131。
[0035] 光電耦合器輸入端通過(guò)電阻R9連接至配電單元4,輸出端連接電阻R10、R11以及 三極管TIP131，其輸出端還通過(guò)電容C13接地。
[0036] 如圖5所示，本實(shí)施例的CAN總線收發(fā)電路8包括隔離器件13和CAN總線收發(fā)器 件14,所述隔離器件13采用型號(hào)為IS07221BD，CAN總線收發(fā)器件14采用PCA82C251T。
[0037] 控制器的輸出端連接CAN總線收發(fā)電路的隔離器件13的2、3管腳，隔離器件13 的5、8管腳分別連接電源和接地，其6、7管腳分別連接CAN總線收發(fā)器件PCA82C251T的1、 4管腳，CAN總線收發(fā)器件PCA82C251T的3、8管腳分別接電源，2、5管腳接地，其6、7管腳 分別為CAN輸出端，CAN總線收發(fā)器件PCA82C251T的6、7管腳還分別通過(guò)電容C11、C12接 地。
[0038] 在實(shí)際工作中，本實(shí)施例中的控制器7采用英飛凌XC164單片機(jī)，電源變換單元采 用基于Vicor公司的電源模塊V24A36T400BL設(shè)計(jì)，采用多個(gè)電源變換子單元并聯(lián)的方式實(shí) 現(xiàn)不同功率的隔離輸出。
[0039] 以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型 的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本 實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書(shū)確定的保 護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種車(chē)載一體化直流電源，其特征在于，包括機(jī)箱（1)，以及設(shè)置在所述機(jī)箱內(nèi)的電 源變換單元（3)、配電單元（4)和監(jiān)控單元（5); 所述機(jī)箱的一面或多面采用散熱板（2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)載一體化直流電源，其特征在于， 所述電源變換單元（3)包括一個(gè)或多個(gè)電源變換子單元，多個(gè)所述電源變換子單元之 間相互并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)各自的功率輸出，其用于將底盤(pán)蓄電電池24V電壓變換為直流高電壓，其 固定在所述散熱板（2)內(nèi)壁上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車(chē)載一體化直流電源，其特征在于， 所述配電單元（4)用于控制直流輸出電路的通斷，由直接接觸器和繼電器印刷版組 成，其安裝于機(jī)箱（1)內(nèi)部空間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車(chē)載一體化直流電源，其特征在于， 所述監(jiān)控單元（5)包括控制器（7)，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)和傳送電源變化單元的輸入電壓、輸 出電壓、電流信號(hào)； 所述監(jiān)控單元（5)還通過(guò)CAN總線收發(fā)電路（8)與上位機(jī)（6)相連，可用于對(duì)電源輸 出通斷控制； 所述監(jiān)控單元（5)設(shè)置在機(jī)箱（1)內(nèi)部空間； 所述電源變換單元（3)的輸出端連接所述配電單元（3)，所述配電單元（3)的輸出端連 接所述監(jiān)控單元（5)內(nèi)控制器（7)的相應(yīng)管腳。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車(chē)載一體化直流電源，其特征在于， 所述控制器（7)通過(guò)ADC信號(hào)調(diào)理電路（9)與所述電源變換單元（3)相連； 所述ADC信號(hào)調(diào)理電路（9)用于把模擬信號(hào)變換為用于數(shù)據(jù)采集、控制過(guò)程、執(zhí)行計(jì)算 顯示讀出或其他目的的數(shù)字信號(hào)； 所述控制器通過(guò)I/O輸入輸出電路與所述配電單元的輸出端相連； 所述控制器通過(guò)CAN總線收發(fā)電路與上位機(jī)相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的車(chē)載一體化直流電源，其特征在于， 所述ADC信號(hào)調(diào)理電路由雙通道運(yùn)算放大器0P727AR、光電耦合器HCNR201、電容、電 阻、二極管集成電路等組成； 所述CAN通信電路包括隔離器件和CAN總線收發(fā)器件，所述隔離器件采用型號(hào)為 IS07221BD，CAN總線收發(fā)器件采用PCA82C251T ; 所述I/O輸入輸出電路包括光電稱(chēng)合器HMHA2801A、電容與電阻組成的穩(wěn)壓濾波電路 以及三極管TIP131 ; 所述電源變換單元采用基于Vicor公司的電源模塊V24A36T400BL，采用多個(gè)電源變換 子單元并聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)不同功率的隔離輸出； 所述控制器采用英飛凌XC164單片機(jī)。
【文檔編號(hào)】H02M3/00GK203911748SQ201420215608
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】李信, 吳春燕, 王艷玲, 陳小雷, 馬榮華 申請(qǐng)人:北京航天發(fā)射技術(shù)研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院