一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块的制作方法

本技术属于航空作动，特别是一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块。

背景技术：

1、飞机的货舱门多采用外推上翻式布置，货舱门作动器安装在飞机机身与舱门之间，作动器执行伸出/缩回动作，推动货舱门向上开启/向下关闭。货舱门在下落的过程中，舱门重力为主动负载。传统的货舱门作动器为液压式，无需泄放电路模块。随着飞机全电化的发展，电动作动器已应用于货舱门作动系统，在货舱门下落过程中，作动系统中的电机运行在发电状态，功率电压可能超出飞机对机载设备的用电特性的要求范围。传统的泄放电路可解决能量泄放的问题，对长寿命、智能化泄放的电路设计研究较少。

技术实现思路

1、本实用新型解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块，解决了飞机货舱门泄放电路的长寿命应用的技术问题。

2、本实用新型的技术解决方案是：

3、一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块，包括：电压采集模块、泄放功率pwm信号生成模块和泄放模块；

4、电压采集模块：采集直流母线上的电压，将母线电压分压并隔离后，输出母线电压分压信号给泄放功率pwm信号生成模块；

5、泄放功率pwm信号生成模块：将电压采集模块输出的母线电压分压信号作为输入，经由fpga与设定值做差值计算，输出泄放使能信号sd和泄放功率pwm信号给泄放模块，fpga与设定值的差值越大，pwm信号占空比越大；

6、泄放模块：接收泄放模块输出的泄放使能信号sd和泄放功率pwm信号，根据泄放使能信号sd和泄放功率pwm信号，输出相同占空比的斩波信号，按需消耗掉直流母线上的多余能量。

7、优选地，电压采集模块，包括：电阻r1、电阻r2、电阻r3，电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8，电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8，电感l1，电压隔离芯片n1、电压隔离芯片n2和电压隔离芯片n3；

8、电阻r1、电阻r2、电阻r3串联，电阻r1的一端接于直流母线正极，电阻r3的一端同时接于第三参考地和电阻r5的一端；电阻r3的两端分别连接至电阻r4、电阻r5的一端，电阻r4的另一端连接至电压隔离芯片n2的管脚2，电阻r5的另一端连接至电压隔离芯片n2的管脚3；

9、电压隔离芯片n2的管脚2与管脚3之间同时并联电容c5；

10、在二次电源与gnd之间并联电容c1电容，l1连接至二次电源与电压隔离芯片n1的管脚2之间，电容c2并联在电压隔离芯片n1的管脚2和管脚1之间，同时，电压隔离芯片n1的管脚1接第一参考地；电压隔离芯片n1的管脚5与管脚4之间并联滤波电容c3、电容c4，并分别与电压隔离芯片n2的管脚1、管脚4相连；

11、电压隔离芯片n1的管脚2连接至电压隔离芯片n2的管脚8，电压隔离芯片n2的管脚5接第一参考地，管脚8和管脚5之间并联电容c6；电压隔离芯片n2的管脚7连接至电阻r6的一端，电阻r6的另一端连接至芯片电压隔离芯片n3的管脚4，同时与第一参考地之间连接电容c7；

12、电压隔离芯片n2的管脚6连接至电阻r7的一端，电阻r7的另一端连接至电压隔离芯片n3的管脚1，同时与gnd之间连接电容c8，电压隔离芯片n3的管脚8连接二次电源，管脚5连接二次电源，管脚2和管脚3之间串联电阻r8；电压隔离芯片n3的管脚7输出母线电压分压信号给泄放功率pwm信号生成模块；电压隔离芯片n3的管脚6接地处理。

13、优选地，泄放功率pwm信号生成模块，包括：电阻r9，电容c9，ad采集芯片电压隔离芯片n4，fpga芯片电压隔离芯片n5；

14、电阻r9的一端连接至电压隔离芯片n3的管脚7，另一端连接至电压隔离芯片n4的管脚33，同时与第一参考地之间连接电容c9；电压隔离芯片n4的输出管脚连接至电压隔离芯片n5，电压隔离芯片n5的管脚168输出泄放功率pwm信号，管脚167输出泄放功率使能信号。

15、优选地，泄放模块，包括：电阻r10、电阻r11，电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17，隔离芯片n6，电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14，驱动芯片n7，mos管片v1和稳压管vd1；

16、电阻r11的一端连接泄放功率pwm信号，另一端连接隔离芯片n6的管脚1；电阻r10的一端连接泄放使能信号sd，另一端连接隔离芯片n6的管脚4；隔离芯片n6的管脚2和管脚3均连接至第一参考地；

17、电阻r12的一端连接隔离芯片n6的管脚7，电阻r13的一端连接隔离芯片n6的管脚6，电阻r12和电阻r13的另一端均连接至二次电源，隔离芯片n6的管脚5连接至第二参考地；

18、驱动芯片隔离芯片n7的管脚11连接至二次电源，管脚15连接至第二参考地，管脚11与管脚15之间并联电容c7、电容c8，管脚3连接至二次电源，管脚2连接至pgnd，管脚3和管脚2之间并联电容c11、电容c12，管脚14连接至泄放功率pwm信号，管脚13连接至泄放使能信号sd，管脚1通过电阻r17连接至mos管v1的栅极，mos管v1的栅极与源极之间并联电阻r11、电容c13、稳压管vd1；

19、电阻r12～r16并联，一端连接至直流母线正极，另一端连接至mos管v1的漏极；电阻r17与电容c14串联后，连接至mos管v1的漏极与源极之间。

20、优选地，泄放功率pwm信号生成模块输出的泄放功率pwm信号具体为：

21、

22、式中，p为电阻r12的额定功率，r为电阻r12的阻值，s为电阻r12的功率降额系数，u为直流母线电压。

23、优选地，电阻r1、电阻r2和电阻r3的精度均高于0.1％。

24、优选地，电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16的阻值相同。

25、优选地，电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16选用功率电阻，通过螺钉组件，电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16分别经由导热垫连接至散热冷板。

26、优选地，散热冷板通过螺钉组件，经由导热垫连接至壳体。

27、本实用新型与现有技术相比的优点在于：

28、本实用新型采用智能化输出泄放功率pwm信号，保证功率电阻工作在额定功率以内；采用冗余多个功率电阻并联的方式；功率电阻散热片与冷板直接相连，快速散热。通过以上技术手段，带来延长功率电阻工作寿命的效果。

技术特征：

1.一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块，其特征在于，包括：电压采集模块、泄放功率pwm信号生成模块和泄放模块；

2.根据权利要求1所述的一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块，其特征在于，电压采集模块，包括：电阻r1、电阻r2、电阻r3，电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8，电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8，电感l1，电压隔离芯片n1、电压隔离芯片n2和电压隔离芯片n3；

3.根据权利要求2所述的一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块，其特征在于，泄放功率pwm信号生成模块，包括：电阻r9，电容c9，ad采集芯片电压隔离芯片n4，fpga芯片电压隔离芯片n5；

4.根据权利要求3所述的一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块，其特征在于，泄放模块，包括：电阻r10、电阻r11，电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17，隔离芯片n6，电容c9、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14，驱动芯片n7，mos管片v1和稳压管vd1；

5.根据权利要求4所述的一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块，其特征在于，泄放功率pwm信号生成模块输出的泄放功率pwm信号具体为：

6.根据权利要求4所述的一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块，其特征在于，电阻r1、电阻r2和电阻r3的精度均高于0.1％。

7.根据权利要求4～6任意之一所述的一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块，其特征在于，电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16的阻值相同。

8.根据权利要求7所述的一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块，其特征在于，电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16选用功率电阻，通过螺钉组件，电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16分别经由导热垫连接至散热冷板。

9.根据权利要求8所述的一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块，其特征在于，散热冷板通过螺钉组件，经由导热垫连接至壳体。

技术总结一种应用于货舱门作动系统的长寿命泄放电路模块。包括：电压采集模块、泄放功率PWM信号生成模块和泄放模块；电压采集模块：采集直流母线上的电压，将母线电压分压并隔离后，输出给泄放功率PWM信号生成模块；泄放功率PWM信号生成模块：将电压采集模块输出的母线电压分压信号作为输入，经由FPGA与设定值做差值计算，输出泄放使能信号SD和泄放功率PWM信号，FPGA与设定值的差值越大，PWM信号占空比越大；泄放模块：输入泄放功率PWM信号，输出相同占空比的斩波信号，按需消耗掉直流母线上的多余能量。本技术能够保证功率电阻工作在额定功率以内，起到延长功率电阻工作寿命的效果。技术研发人员：王鑫,郭鹏,魏思维,张丽玉,吴志飞,康云凤,黄淑贤,冯磊受保护的技术使用者：北京精密机电控制设备研究所技术研发日：20231124技术公布日：2024/7/25