一种平流层飞艇吊舱温度控制设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种平流层飞艇吊舱温度控制设备，其特征在于，包括吊舱环境采集控制器，以及与吊舱环境采集控制器分别连接的温度探头、加热装置、散热装置和电源，所述吊舱环境采集控制器包括壳体，壳体内安装有FPGA主控芯片，以及分别与FPGA主控芯片连接的至少一个温度数据采集电路、至少一个加热驱动电路、至少一个散热驱动电路、通讯模块和电源模块，FPGA主控芯片通过通讯模块与上位机进行通信，温度数据采集电路将温度探头的电压转换成温度，加热驱动电路驱动加热装置进行加热，散热驱动电路驱动散热装置进行散热，电源模块将电源转换成不同工作电压。本实用新型专利技术满足平流层飞艇吊舱设备在不同工况下使用。飞艇吊舱设备在不同工况下使用。飞艇吊舱设备在不同工况下使用。

【技术实现步骤摘要】
一种平流层飞艇吊舱温度控制设备


[0001]本技术涉及飞艇吊舱，具体涉及一种平流层飞艇吊舱温度控制设备。

技术介绍

[0002]随着航空航天技术的快速发展，平流层飞艇的战略价值引起了世界各国的高度重视。平流层飞艇不同于传统航空器和航天器，可在特定区域、特定高度、长期抗风驻留，具有一些独特优点，可为众多应用提供高价值搭载平台。
[0003]吊舱主要用于安装飞艇的仪器设备以及有效载荷，其一般分为仪器设备舱和有效载荷舱。为保障仪器设备和有效载荷的正常工作要求，必须提供合适的温度条件。
[0004]在20km高空，环境温度过低，如果不采取一些适当的措施，吊舱中的设备，包括通信设备，大都无法正常工作，尤其是一些对温度比较敏感的光电设备。另外，在20km高空，空气密度只有地面标准状况下的1/14，对流换热效果较差，很容易在载荷舱或者设备的局部位置形成热量集中，出现温度过高或过低的情形，影响设备的使用性能。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种平流层飞艇吊舱温度控制设备，通过对温度进行采集，并进行加热和散热控制，解决吊舱内设备易受温度影响的问题，提供一个恒定工作温度范围，满足平流层飞舱吊舱设备在不同温度下的使用。
[0006]本技术的技术方案如下：
[0007]本技术公开了一种平流层飞艇吊舱温度控制设备，包括吊舱环境采集控制器，以及与吊舱环境采集控制器分别连接的温度探头、加热装置、散热装置和电源，所述吊舱环境采集控制器包括壳体，壳体内安装有FPGA主控芯片，以及分别与FPGA主控芯片连接的至少一个温度数据采集电路、至少一个加热驱动电路、至少一个散热驱动电路、通讯模块和电源模块，FPGA主控芯片通过通讯模块进行通信，温度数据采集电路将温度探头的电压转换成温度，加热驱动电路驱动加热装置进行加热，散热驱动电路驱动散热装置进行散热，电源模块将电源转换成不同工作电压。
[0008]进一步的，所述FPGA主控芯片上还分别连接有板卡温度采集电路和板卡加热驱动电路，板卡加热驱动电路还连接板卡加热片，驱动板卡加热片进行加热。
[0009]进一步的，所述壳体内还安装有分别与FPGA主控芯片连接的板卡电压监测电路和指示灯显示电路。
[0010]进一步的，所述温度数据采集电路采用三线式接法与温度探头连接，通过模数转换器进行模数采样转换成温度，包括20路ADC复用时钟和数据线，通过20个片选CS信号进行控制。
[0011]进一步的，所述加热驱动电路包括电阻R65，电阻R65的一端与FPGA主控模块的输出管脚相连，另一端连接光耦U19，光耦U19连接电机驱动芯片U20输入端，电机驱动芯片U20的输出端与加热装置的正负极相连，驱动加热装置。
[0012]进一步的，所述散热驱动电路包括电阻R19，电阻R19的一端与FPGA主控芯片的输出管脚相连，另一端连接光耦U11，光耦U11连接电机驱动芯片U12，电机驱动芯片U12的输出端与散热装置的正负极相连,驱动散热装置；电机驱动芯片U12的输出端之间设置有一个二极管D54。
[0013]进一步的，所述板卡温度采集电路包括温度传感器U52，温度传感器U52的输入输出引脚DQ连接FPGA主控芯片，温度传感器U52的电源引脚VDD连接3V电源和接地，接地线路上设有电容C347，输入输出引脚和电源引脚之间连接有电阻R360。
[0014]进一步的，板卡电压监测电路包括24V、9V、5V、3.3V前端采样电路，9V、5V、3.3V前端采样电路分别包括前端两个采样电阻分压，直接接入FPGA主控芯片的ADC输入管脚上；24V前端采样电路包括芯片前端模拟输入和隔离ADC芯片U27，ADC芯片前端模拟输入采用两个电阻分压，前端模拟采用5V供电，通过磁珠和0Ω电阻进行隔离。
[0015]进一步的，所述指示灯显示电路包括包括发光二极管D5和发光二极管D6，发光二极管D5的正极串接电阻R111后与电源输出端DVCC_3V3相连，负极与数字地DGND相连；发光二极管D6的正极串联电阻R4后与电源输出端DVCC_3V3相连，负极与FPGA主控芯片的输出管脚相连。
[0016]进一步的，所述吊舱环境采集控制器通过五个航空连接器与外部进行连接，包括一个与电源连接的2芯航空连接器，三个用于散热驱动输出、加热驱动输出、通信连接的10芯航空连接器，一个与温度探头连接的61芯航空连接器。
[0017]综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：
[0018]1、本技术通过对吊舱环境温度进行采集，并通过加热或散热，保证吊舱内对温度较为敏感的设备工作在一个恒定的温度范围内，且能满足平流层飞舱吊舱设备在不同工况使用的条件。
[0019]2、本技术采用多个环境温度采集探头、多个散热驱动和多个加热驱动，可通过上位机灵活搭配配置，具有较强的灵活性和实用性。
[0020]3、本技术设置有对控制器本身电路板温度的监控模块，避免温度控制设备因外界环境温度干扰，引发的运行异常，进一步避免因温度控制模块陷入停滞状态带来的损失。
[0021]4、本技术结构简单，体积较小，而且能够满足不同环境下的制冷或加热需求，适用范围广。
附图说明
[0022]图1为本技术一种平流层飞艇吊舱温度控制设备的结构示意图。
[0023]图2为实施例中一种平流层飞艇吊舱温度控制设备的结构示意图。
[0024]图3是实施例中pt100探头的A/D采样电路图。
[0025]图4是实施例中板卡温度采样电路示意图。
[0026]图5是实施例中板卡电压采样电路示意图。
[0027]图6是实施例中指示灯显示电路的电路示意图。
[0028]图7是实施例中加热驱动电路的电路示意图。
[0029]图8是实施例中散热驱动电路的电路示意图。
[0030]图9是实施例中通讯模块的电路示意图。
[0031]图10是实施例中电源模块的电源树的示意图。
[0032]图11是实施例中电源防护及滤波电路的电路示意图。
[0033]图12是实施例中吊舱环境采集控制器的壳体结构示意图。
[0034]附图标记：101为FPGA主控模块，101
‑
1为FPGA的片上flash，101
‑
2为FPGA的片上ADC，102为温度数据采集模块，103为pt100探头，104为板卡温度监测模块，105为电压检测模块，106为指示灯显示模块，107为电源管理模块，108为加热驱动模块，109为加热片，110为散热驱动模块，111为散热风扇，112为板卡加热模块，113为通讯模块，201为上位机，301为壳体。
具体实施方式
[0035]需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平流层飞艇吊舱温度控制设备，其特征在于，包括吊舱环境采集控制器，以及与吊舱环境采集控制器分别连接的温度探头、加热装置、散热装置和电源，所述吊舱环境采集控制器包括壳体，壳体内安装有FPGA主控芯片，以及分别与FPGA主控芯片连接的至少一个温度数据采集电路、至少一个加热驱动电路、至少一个散热驱动电路、通讯模块和电源模块，FPGA主控芯片通过通讯模块进行通信，温度数据采集电路将温度探头的电压转换成温度，加热驱动电路驱动加热装置进行加热，散热驱动电路驱动散热装置进行散热，电源模块将电源转换成不同工作电压。2.根据权利要求1所述的平流层飞艇吊舱温度控制设备，其特征在于，所述FPGA主控芯片上还分别连接有板卡温度采集电路和板卡加热驱动电路，板卡加热驱动电路还连接板卡加热片，驱动板卡加热片进行加热。3.根据权利要求1所述的平流层飞艇吊舱温度控制设备，其特征在于，所述壳体内还安装有分别与FPGA主控芯片连接的板卡电压监测电路和指示灯显示电路。4.根据权利要求1所述的平流层飞艇吊舱温度控制设备，其特征在于，所述温度数据采集电路采用三线式接法与温度探头连接，通过模数转换器进行模数采样转换成温度，包括20路ADC复用时钟和数据线，通过20个片选CS信号进行控制。5.根据权利要求1所述的平流层飞艇吊舱温度控制设备，其特征在于，所述加热驱动电路包括电阻R65，电阻R65的一端与FPGA主控模块的输出管脚相连，另一端连接光耦U19，光耦U19连接电机驱动芯片U20输入端，电机驱动芯片U20的输出端与加热装置的正负极相连，驱动加热装置。6.根据权利要求1所述的平流层飞艇吊舱温度控制设备，其特征在于，所述散热驱动电路包括电阻R19，电阻R19的一端与FPGA主控芯片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董迪，浦绍志，杨菊山，李力骏，郭秋月，
申请(专利权)人：北京航空航天大学云南创新研究院，
类型：新型
国别省市：