【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空发动机燃油泵驱动器温度监测，公开了一种高电压航空电动燃油泵驱动器温度监测装置。
技术介绍
1、近年来，多电/混电航空发动机技术在国际上掀起研究热潮，人们对其关键部件已不同程度地开展了研究。以电动燃油泵为核心架构的航空发动机燃油泵控系统为多电/混电发动机发展的关键部件之一，亦被业内视为航空发动机燃油控制系统的重大变革。
2、电机驱动器为电动燃油泵的核心关键部件之一，工作于较为恶劣的宽温域环境中。电机驱动器中的功率电力电子器件为发热量较大且温度敏感的器件，为提升驱动系统的可靠性，须对驱动器的功率单元实施温度监测，作为电力电子器件限流与工作可靠性评估的依据。
3、现有高电压航空电动燃油泵驱动器中，功率单元温度监测装置为：在功率单元处由恒流源产生恒定小电流，通过热敏电阻，将电阻信号转换为电压信号，电压信号经过线性光耦或模拟隔离器件转换为模拟电压信号，由微处理器控制a/d转换器将模拟电压转换为数字信号，进一步将数字量转换为实时温度。此类温度监测装置中，线性光耦或模拟隔离器件的传输比受温度影响较大，而高电压航空电动燃油泵驱动器恰工作于宽温域下，导致温度监测精度下降；另一方面，高电压航空电动燃油泵驱动器工作时高频开关产生较强的共模扰动，通过共地阻抗耦合至模拟信号中，降低模拟电压的信噪比，进而降低温度监测可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：针对上述
技术介绍
中存在的缺陷和不足，本专利技术的目的是提出一种高电压航空电动燃油泵驱动器温度监测装置，使其
2、本专利技术技术方案如下：
3、一种高电压航空电动燃油泵驱动器温度监测装置，包括：ntc温度传感器模块、电阻频率转换模块、数字信号隔离模块、单端至差分转换模块、差分信号调理模块、差分至单端转换模块、频率信号测量模块、温度测量模块；
4、ntc温度传感器模块用于将驱动器中功率单元的物理温度信号转换为相应的电阻信号；
5、电阻频率转换模块用于接收ntc温度传感器模块输出的电阻信号，将电阻信号转换为数字频率信号，输出至数字信号隔离模块；
6、数字信号隔离模块用于对数字频率信号进行数字隔离，经数字隔离后的数字频率信号输出至单端至差分转换模块；
7、单端至差分转换模块用于将数字频率信号转换为差分信号；
8、差分信号调理模块用于接收单端至差分转换模块输出的差分信号，进行差模滤波后生成差分频率信号，输出至差分至单端转换模块；
9、差分至单端转换模块用于将差分频率信号转换为单端频率信号，输出至频率信号测量模块；
10、频率信号测量模块用于接收差分至单端转换模块输出的单端频率信号，进行频率测量，并将单端频率信号转换为数字频率信号，输出至温度测量模块；
11、温度测量模块用于接收频率信号测量模块输出的数字频率信号，将频率映射为实时温度。
12、进一步，所述ntc温度传感器模块的温度测量范围为0℃～175℃，输出电阻范围为13491ω～99ω。
13、进一步，电阻频率转换模块包括：rc充放电模块、直流偏置模块、频率信号整形模块；
14、所述rc充放电模块与ntc温度传感器模块输出的电阻信号共同构成rc电路，通过rc电路产生周期性充放电脉冲波；所述rc充放电模块由限流电阻、电容器组成；限流电阻一端连接ntc温度传感器模块正输出端，限流电阻另一端连接频率信号整形模块的输入端；电容器一端连接ntc温度传感器模块负输出端，另一端接地；
15、所述直流偏置模块，用于为频率信号整形模块提供直流偏置电压；
16、所述频率信号整形模块由比较器和滤波电路构成，比较器一端连接限流电阻远离ntc温度传感器模块一端，另一端连接直流偏置模块输出端，比较器根据周期性充放电脉冲波和直流偏置电压生成方波；滤波电路连接比较器的同相端和输出端，用于滤除输出方波中的非工作窄脉冲干扰。
17、进一步，数字信号隔离模块包括隔离供电电源和数字电磁隔离器；
18、所述隔离供电电源输入端与驱动器高压端连接，隔离电源输出端与数字电磁隔离器低压端连接；
19、所述数字电磁隔离器信号输入端连接电阻频率转换模块输出的数字频率信号，输出端连接至单端至差分转换模块，输出信号与输入信号同频同相。
20、进一步，单端至差分转换模块输出的差分信号由差分正端和差分负端构成，差分正端与输入的单端信号同相位，差分负端与输入的单端信号反相位。
21、进一步，差分信号调理模块包括滤波模块和阻抗匹配模块；
22、所述滤波模块为π型滤波器，用于降低差分信号传输路径中的差模干扰；所述π型滤波器包括一个电感和两个电容，其中一个电容为差分信号输出电路的寄生电容，滤波器的截止频率为35khz，通带增益为0db，阻带衰减为-40db；
23、所述阻抗匹配模块用于将滤波模块的阻抗与差分至单端转换模块匹配。
24、进一步，所述频率信号测量模块通过微处理器将外部中断配置为上升沿触发和下降沿触发；
25、记外部中断第一次获取到频率信号上升沿定时器计数值为count1,第一次获取到频率信号下降沿定时器计数值为count2，第二次获取到频率信号上升沿定时器计数值为count3；
26、记定时器的步长为step；
27、频率信号的周期t＝step*(count3-count1)；频率信号的频率f＝1/t；占空比为d＝(count2-count1)/(count3-count1)；
28、若4.6khz<f<30.1khz且0.1<d<0.9，设定测量频率信号的加权因子为1，否则加权因子设定为0。
29、进一步，温度测量模块包括频率温度转换和卡尔曼滤波；
30、所述频率温度转换依据频率信号的频率与加权因子，确定信号最终频率，并根据信号最终频率通过查表的方式生成温度信号。
31、卡尔曼滤波用于对温度信号进行滤波，滤波器中的q设定为0.99，r设定为0.04。
32、一种航空发动机燃油泵，所述燃油泵配置有所述的温度监测装置。
33、本专利技术的有益效果：
34、1)提出了一种高电压航空电动燃油泵驱动器温度监测装置；
35、2)避免了模拟信号在宽温域范围内工作时由温漂引起的测量偏差问题；
36、3)通过共模和差模抑制，使温度监测装置具备更优的扰动抑制与电磁兼容性能；
37、4)通过频率信号处理与卡尔曼滤波方法，抑制了温度测量中的高频噪声，提升了温度测量的可信度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高电压航空电动燃油泵驱动器温度监测装置，其特征在于，所述控制装置包括：NTC温度传感器模块、电阻频率转换模块、数字信号隔离模块、单端至差分转换模块、差分信号调理模块、差分至单端转换模块、频率信号测量模块、温度测量模块；
2.根据权利要求1所述的温度监测装置，其特征在于，所述NTC温度传感器模块的温度测量范围为0℃～175℃，输出电阻范围为13491Ω～99Ω。
3.根据权利要求2所述的温度监测装置，其特征在于，电阻频率转换模块包括：RC充放电模块、直流偏置模块、频率信号整形模块；
4.根据权利要求3所述的温度监测装置，其特征在于，数字信号隔离模块包括隔离供电电源和数字电磁隔离器；
5.根据权利要求4所述的温度监测装置，其特征在于，单端至差分转换模块输出的差分信号由差分正端和差分负端构成，差分正端与输入的单端信号同相位，差分负端与输入的单端信号反相位。
6.根据权利要求5所述的温度监测装置，其特征在于，差分信号调理模块包括滤波模块和阻抗匹配模块；
7.根据权利要求6所述的温度监测装置，其特征在于，所述频
8.根据权利要求7所述的温度监测装置，其特征在于，温度测量模块包括频率温度转换和卡尔曼滤波；
9.一种航空发动机燃油泵，其特征在于：所述燃油泵配置有权利要求1-8中任一项所述的温度监测装置。
...【技术特征摘要】
1.一种高电压航空电动燃油泵驱动器温度监测装置，其特征在于，所述控制装置包括：ntc温度传感器模块、电阻频率转换模块、数字信号隔离模块、单端至差分转换模块、差分信号调理模块、差分至单端转换模块、频率信号测量模块、温度测量模块；
2.根据权利要求1所述的温度监测装置，其特征在于，所述ntc温度传感器模块的温度测量范围为0℃～175℃，输出电阻范围为13491ω～99ω。
3.根据权利要求2所述的温度监测装置，其特征在于，电阻频率转换模块包括：rc充放电模块、直流偏置模块、频率信号整形模块；
4.根据权利要求3所述的温度监测装置，其特征在于，数字信号隔离模块包括隔离供电电源和数字电磁隔离器；
...【专利技术属性】
技术研发人员：张文龙，刘意，张少锋，杨帅，李锴阳，程悦铭，张聪，
申请(专利权)人：中国航发西安动力控制科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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