瓦片式功率模块制造技术

本实用新型专利技术是一种瓦片式功率模块，其特征在于第一控制平台包括第一电源模块、第一控制模块，第二控制平台包括第二电源模块、第二控制模块，第一电源模块和第二电源模块均与多路固态功率控制器连接；所述第一控制模块和第二控制模块均通过外部通讯总线与综合管理计算机连接，同时所述第一控制模块和第二控制模块均通过内部通讯总线与多路固态功率控制器的控制端连接。本实用新型专利技术的优点在于：结构紧凑，重量轻，重心低，安装限制少，配电分布更合理；在满足散热面积要求的前提下对机箱的外表面进行合理的散热槽设计，功率密度高达1.5W/cm3；负载适应能力强，满足多电飞机/全电飞机的要求；控制双余度，有效提高系统可靠性。?（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Tile power module

The utility model relates to a tile type power module, which is characterized in that the first control platform includes a first power supply module, a first control module, second control platform includes second power modules, second control module, power supply module and the first second power supply module and multi-channel solid state power controller is connected; connected with the first control module and control module second all external communication bus and integrated management by computer, and the first control module and second control modules are controlled by internal communication bus and multi-channel solid-state power controller is connected. The utility model has the advantages of compact structure, light weight, low gravity, mounting less restrictions on distribution distribution is more reasonable; satisfies the requirements of the cooling area of the outer surface of the chassis design reasonable cooling tank, power density is up to 1.5W/cm3; load adaptability, meet the more electric aircraft / all electric aircraft the requirements of control; dual redundancy, improve system reliability. ?

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于多路直流电气负载控制的电源配电管理设备，具体为一种瓦片式功率模块，它以计算机技术、功率电子技术和通讯技术为基础，对多路机载电气负载提供开关控制、安全用电保护和智能监控功能，可用于机电控制系统和二次配电系统。
技术介绍
随着航空工业的发展，现代先进飞机正朝着多电、全电方向发展，对飞机的电力系统提出了越来越高的要求，飞机的电力系统成为了先进飞机发展的关键技术。飞机的供电系统和配电系统也愈加庞大，飞机的传统配电方式大都采用集中配电方式，利用配电板、断路器、熔断器及很长的馈电线缆对用电设备进行供电，整个配电系统重量大、操作繁琐、可靠性差、维护不便、缺少实时监控和管理功能，严重影响了飞机性能的提高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种瓦片式功率模块，采用双余度设计，提高系统任务的可靠性。为了实现上述目的，本技术的技术方案为:一种瓦片式功率模块，包括第一控制平台和第二控制平台，其特征在于第一控制平台包括第一电源模块、第一控制模块，第二控制平台包括第二电源模块、第二控制模块，第一电源模块和第二电源模块均与多路固态功率控制器连接，为所述固态功率控制器供电；所述第一控制模块和第二控制模块均通过外部通讯总线与综合管理计算机连接，所述第一控制模块和第二控制模块还与硬线超控信号和离散量信号连接，同时所述第一控制模块和第二控制模块均通过内部通讯总线与多路固态功率控制器的控制端连接，实现对所述多路固态功率控制器的控制，所述固态功率控制器的开关端与电源和多路直流负载连接。所述第一电源模块和第二电源模块均包括依次连接的EMI滤波电路、瞬态尖峰瞬变抑制电路、DC/DC转换电路、或电路和LDO转换电路，其中第一电源模块的DC/DC转换电路的输出端与第一电源模块的或电路的一个输入端连接，第二电源模块的DC/DC转换电路的输出端与第一电源模块的或电路的另一个输入端连接，第二电源模块的DC/DC转换电路的输出端与第二电源模块的或电路的一个输入端连接，第一电源模块的DC/DC转换电路的输出端与第二电源模块的或电路的另一个输入端连接。所述第一控制模块和第二控制模块均包括微处理器及逻辑控制电路，微处理器与总线I命令处理电路、总线II命令处理电路、故障数据处理电路、离散量采集电路连接，所述逻辑控制电路与超控控制电路、总线III命令处理电路连接，所述第一控制模块的还包括与微处理器连接的余度仲裁及切换电路，该余度仲裁及切换电路的输出端同时与第一控制模块和第二控制模块的总线III命令处理电路连接，第一控制模块和第二控制模块的逻辑控制器均与多路固态功率控制器连接，第一控制模块和第二控制模块的总线III命令处理电路均通过内部通讯总线与多路固态功率控制器连接。本技术通过数据总线的方式对多路直流负载实施群控或独立控制，也可以通过超控信号进行应急状态下的硬线控制，具有双余度控制功能。本技术的第一控制平台和第二控制平台之间采用相似双余度热备份的工作机制，当第一控制平台控制失效时，能够切换到第二控制平台，确保所有固态功率控制器保护功能和性能不损失。当第二控制平台控制失效时，能够切换到第一平台，确保所有固态功率控制器保护功能和性能不损失。瓦片式功率模块的供电电源由第一控制平台电源模块和第二控制平台电源模块经过二极管或之后输出，确保供电电源正常。本技术的瓦片式功率模块的电源部分和控制部分采用双余度设计，提高系统任务的可靠性。本技术能够实时获取负载的运行状态，具备健康诊断和主动实时监控功能，并可以根据针对不同的负载特性进行精确的保护控制，达到安全可靠运行的目的。本技术是以计算机技术、功率电子技术和通讯技术为基础，对多路机载电气负载提供开关控制、安全用电保护和智能监控功能的新一代智能配电管理系统。本技术的优点有:(I)结构紧凑，重量轻，重心低，安装限制少，配电分布更合理；(2)在满足散热面积要求的前提下对机箱的外表面进行合理的散热槽设计，功率密度高达1.5 ff/cm3 ；(3)负载适应能力强，满足多电飞机/全电飞机的要求；(4)具有主动实时监控功能，针对不同的负载特性进行精确的保护控制，达到安全可靠运行的目的；(5)控制双余度，有效提高系统可靠性。本技术的瓦片式功率模块实现了:a)结构与热设计技术:通过降低功率器件的功耗、控制系统的电源功耗，散热需求、屏蔽需求和模块化结构设计相结合的方式减少瓦片式功率模块的体积和重量，从而提高系统的功率密度。b)冗余技术:外部总线、DSP处理器、辅助电源采用双余度设计。c) 容错技术:具有自检测、故障隔离和故障信息反馈功能，还具有状态锁定、历史时间记录功能。d)总线控制和硬线超控相结合的控制技术:瓦片式功率模块具有通过总线实时接收综合管理计算机用电设备通/断控制命令进行所有输出通道的通/断控制能力；超控功能主要用于应急状态(瓦片式功率模块的控制模块与固态功率控制器通讯失效)下对负载开关的直接控制。将超控信号接地，关断SSPC通道；将超控信号接28V,开通SSPC通道。超控的形式包括:开通超控、关断超控、开通关断超控，可以根据不同负载的需要采用不同的超控形式。e) 固态功率控制器的保护功能技术:SSPC具有I2T过流保护功能、热记忆保护功能、短路立即保护功能、重合闸保护功能、感性负载续流保护功能、容性负载与短路判别功能、上电输出保护功能、状态锁定功能、CPU失效时总线保护功能。f)负载适应性技术:固态功率控制器模块根据不同负载(阻性、容性、感性、白炽灯、电动机)的特性设计了各种保护电路。附图说明附图1为本技术的瓦片式功率模块实施例整体功能结构方框图，附图2为本技术的瓦片式功率模块实施例电源模块结构示意图，附图3为本技术的瓦片式功率模块实施例控制模块结构示意图，附图4为本技术的瓦片式功率模块实施例余度仲裁/切换电路判断流程图，以下结合附图和实施例对本技术作详细说明。具体实施方式本技术的瓦片式功率模块实施例如图1所示:瓦片式功率模块由相互独立的第一控制平台A平台和第二控制平台B平台组成。其中，A平台模块包括电源模块21、控制模块41和η路固态功率控制器81。B平台模块包括电源模块31、控制模块61和η路固态功率控制器81。A平台的控制模块为主控制平台，B平台的控制模块为备份控制平台。Α、Β平台之间采用相似双余度热备份的工作机制，当A平台控制失效时，能够切换到B平台，确保所有固态功率控制器保护功能和性能不损失。当B平台控制失效时，能够切换到A平台，确保所有固态功率控制器保护功能和性能不损失。外部第一控制电源I经过电源模块21输出工作电源V3给主控模块和2η路固态功率控制器供电，外部第二控制电源3经过电源模块31输出工作电源V4给主控模块和2η路固态功率控制器供电，实现供电电源的双余度，确保系统供电的可靠性。A平台的控制模块41和B平台的控制模块61通过第一外部通讯总线10或第二外部通讯总线11接收综合管理计算机9的指令执行各个直流负载14的开通和关断，完成多路固态功率控制器14的控制和数据传输功能。第一外部通讯总线10和第二外部通讯总线11两路总线之间互为热备份。A平台的控制模块41接收外设硬线超控信号5的超控信号开通关断各路直流负载14，且A平台的控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种瓦片式功率模块，包括第一控制平台和第二控制平台，其特征在于第一控制平台包括第一电源模块、第一控制模块，第二控制平台包括第二电源模块、第二控制模块，第一电源模块和第二电源模块均与多路固态功率控制器连接，为所述固态功率控制器供电；所述第一控制模块和第二控制模块均通过外部通讯总线与综合管理计算机连接，所述第一控制模块和第二控制模块还与硬线超控信号和离散量信号连接，同时所述第一控制模块和第二控制模块均通过内部通讯总线与多路固态功率控制器的控制端连接，实现对所述多路固态功率控制器的控制，所述固态功率控制器的开关端与电源和多路直流负载连接。

【技术特征摘要】
1.一种瓦片式功率模块，包括第一控制平台和第二控制平台，其特征在于第一控制平台包括第一电源模块、第一控制模块，第二控制平台包括第二电源模块、第二控制模块，第一电源模块和第二电源模块均与多路固态功率控制器连接，为所述固态功率控制器供电；所述第一控制模块和第二控制模块均通过外部通讯总线与综合管理计算机连接，所述第一控制模块和第二控制模块还与硬线超控信号和离散量信号连接，同时所述第一控制模块和第二控制模块均通过内部通讯总线与多路固态功率控制器的控制端连接，实现对所述多路固态功率控制器的控制，所述固态功率控制器的开关端与电源和多路直流负载连接。2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于所述第一电源模块和第二电源模块均包括依次连接的EMI滤波电路、瞬态尖峰瞬变抑制电路、DC/DC转换电路、或电路和LDO转换电路，其中第一电源模块的DC/DC转换电路的输出端与第一电源模块的或电路的一个输入端连接，第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱燕娟，
申请(专利权)人：上海航空电器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：