CN111478418B - 一种转电及断电控制***及方法 - Google Patents

一种转电及断电控制***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种转电及断电控制***及方法，包括热电池、武器控制***、地测发控***，还包括转电及断电控制装置，所述地测发控***上设有转电指令端、断电指令端、热电池激活指令端、武器***供电端，所述转电及断电控制装置与热电池、武器控制***、转电指令端、断电指令端电连接，所述热电池激活指令端与热电池电连接，所述武器***供电端与武器控制***电连接。在转电及断电控制装置上加入单向导通二极管，有效避免两路供电电源相互影响；可实时切断热电池供电，应对发射流程中发生的各种突发情况，安全性更高；切断热电池供电后，可将切断供电信号反馈至地测发控***，便于判断热电池的供电状态。

Description

一种转电及断电控制***及方法
技术领域
本发明涉及武器***供电控制技术领域，尤其涉及一种转电及断电控制***及方法。
背景技术
武器***(火箭、导弹等)能否顺利完成任务，需要其内部各分***、单机的正常工作。武器***内部各单机，包括导引头、导航组件、舵***等均需要稳定的供电电源驱动，目前常用的供电电源为热电池，是一种由化学能转化为电能的装置，其贮存时内部电解质为不导电固体，使用时用电发火头引燃内部加热药剂，电解质被激活，从而向外部提供稳定的供电。但热电池一旦激活后，稳定供电至内部电解质消耗殆尽，过程中无法断开供电，因此，现有的武器***，一旦完成热电池激活，发射流程将不可逆。同时为确保整个飞行过程持续稳定供电，热电池供电时长必须大于弹道时间，对于大型武器***，热电池供电时长可长达数十小时。
武器***(火箭、导弹等)所包含的各种火工品，例如发动机、引信等，驱动电压也源自热电池供电。即，热电池激活后，各火工品处于待触发状态。
但是，在发射流程中，不可避免的会发生各种突发情况，例如，现场环境不适宜本次发射，或发射过程中出现异常，此时，由于热电池持续供电，为确保人员安全，在热电池消耗殆尽前，工作人员无法靠近武器***进行相关检查，严重影响工作进展。
发明内容
本发明旨在提供一种转电及断电控制***及方法，用以解决现有的发射流程中供电不可逆的问题。
为解决上述技术问题所采用的具体技术方案如下：一种转电及断电控制***及方法，包括热电池、武器控制***、地测发控***，还包括转电及断电控制装置，所述地测发控***上设有转电指令端、断电指令端、热电池激活指令端、武器***供电端，所述转电及断电控制装置与热电池、武器控制***、转电指令端、断电指令端电连接，所述热电池激活指令端与热电池电连接，所述武器***供电端与武器控制***电连接。
进一步地，所述转电及断电控制装置包括
转电继电器、断电继电器、第一二极管、第二二极管、第三二极管；
所述转电继电器上设有转电继电器线圈、转电第一常开端、转电第二常开端，所述转电继电器线圈包括转电继电器线圈正级、转电继电器线圈负级；
所述断电继电器上设有断电继电器线圈、断电常闭端，所述断电继电器线圈包括断电继电器线圈正级、断电继电器线圈负级；
所述转电指令端与第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与转电继电器线圈正级和转电第一常开端的一端连接，所述转电第一常开端的另一端与断电常闭端的一端连接，所述断电常闭端的另一端与转电第二常开端的一端和武器控制***的正极连接，所述转电第二常开端的另一端与第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与热电池的正极连接，所述转电继电器线圈负级与武器***供电端的负极连接；
所述断电指令端与断电继电器线圈正级连接，所述断电继电器线圈负级与武器***供电端的负极连接；
所述第三二极管的正极与武器***供电端的正极连接，所述第三二极管的负极与武器控制***的正极连接。
更进一步地，所述断电继电器上还设有断电常开端，所述断电常开端的一端与所述断电指令端电连接，另一端与地测发控***的断电指示端电连接。
进一步地，所述转电继电器线圈为一组或两组，所述两组转电继电器线圈并联。
进一步地，所述断电继电器线圈为一组或两组，所述两组断电继电器线圈并联。
进一步地，所述转电第一常开端、转电第二常开端、断电常闭端分别为多组，且分别并联。
进一步地，所述转电继电器线圈和/或断电继电器线圈上并联有续流二极管。
转电及断电控制***采用的转电及断电控制方法，包括以下步骤，
S1：地测发控***对武器控制***供电，并执行发射前的各单机性能指标测试任务，地测发控***判定测试结果是否满足要求，若不满足，则流程结束，测试结果满足要求，地测发控***向武器***内部热电池发热电池激活指令；
S2：地测发控***向转电及断电控制装置发转电指令，转电及断电控制装置响应转电指令，并闭合热电池供电回路，待武器控制***判断热电池供电稳定后，地测发控***断开对武器控制***供电，从而完成由地测发控***供电转为武器内部热电池供电；
S3：武器***处于待发射状态，如无其他异常问题，武器***按正常流程进行发射，若发生突发情况，由地测发控***发断电指令，转电及断电控制装置响应后，断开热电池供电回路。
进一步地，步骤S3中，断开热电池供电回路后，转电及断电控制装置向地测发控***发出断电指示，告知武器***已响应断电指令。
进一步地，所述转电及断电控制装置包括转电继电器、断电继电器以及多个二极管，所述转电继电器通过断电继电自锁，所述二极管用于隔离地测发控***供电和武器***内部热电池供电。
总体而言，通过转电及断电控制装置具有以下优点：
1、转电过程平稳，热电池和地测发控***同时供电的一段时间，待热电池供电稳定后，地测发控***断开对武器控制***供电，由热电池单独进行供电，平稳完成转电全过程；
2、在转电及断电控制装置上加入单向导通二极管，有效避免两路供电电源相互影响；
3、可实时切断热电池供电，应对发射流程中发生的各种突发情况，安全性更高；
4、切断热电池供电后，可将切断供电信号反馈至地测发控***，便于判断热电池的供电状态；
5、可靠性好，通过在转电继电器和断电继电器内设置多组继电器线圈，其中任一组线圈故障后，装置任然可以完成转电及断电功能。
附图说明
图1为转电及断电控制***框图；
图2为飞行器中转电及断电控制***的发射流程图；
图3为转电及断电控制装置的电路原理图。
其中，1-武器***，2-地测发控***，11-热电池，12-转电及断电控制装置，13-武器控制***。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1：
一种转电及断电控制***，包括热电池、武器控制***、地测发控***，还包括转电及断电控制装置，所述地测发控***上设有转电指令端、断电指令端、热电池激活指令端、武器***供电端，所述转电及断电控制装置与热电池、武器控制***、转电指令端、断电指令端电连接，所述热电池激活指令端与热电池电连接，所述武器***供电端与武器控制***电连接；所述武器***供电端的正极与武器控制***的正极电连接；所述武器***供电端的负极与武器控制***的负极电连接。
所述转电及断电控制装置包括：
转电继电器、断电继电器、第一二极管、第二二极管、第三二极管；
所述转电继电器上设有转电继电器线圈、转电第一常开端、转电第二常开端，所述转电继电器线圈包括转电继电器线圈正级、转电继电器线圈负级；
所述断电继电器上设有断电继电器线圈、断电常闭端，所述断电继电器线圈包括断电继电器线圈正级、断电继电器线圈负级；
所述转电指令端与第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与转电继电器线圈正级和转电第一常开端的一端连接，所述转电第一常开端的另一端与断电常闭端的一端连接，所述断电常闭端的另一端与转电第二常开端的一端和武器控制***的正极连接，所述转电第二常开端的另一端与第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与热电池的正极连接，所述转电继电器线圈负级与武器***供电端的负极连接；
所述断电指令端与断电继电器线圈正级连接，所述断电继电器线圈负级与武器***供电端的负极连接；
所述第三二极管的正极与武器***供电端的正极连接，所述第三二极管的负极与武器控制***的正极连接。
所述断电继电器上还设有断电常开端，所述断电常开端的一端与所述断电指令端电连接，另一端与地测发控***的断电指示端电连接，便于将热电池的断电结果反馈至地测发控***。
本发明实施例提供转电及断电控制装置，作为一种示例，该转电及断电控制装置应用于武器***(火箭、导弹等)内部，用于控制武器***内部热电池的供电链路通断，与转电及断电控制装置工作流程相关的***或设备参见图1所示。
武器***包括：热电池、转电及断电控制装置、武器控制***，以及其他分***，其他分***与本发明无关，因此这里不再提及。
热电池：作为武器控制***工作的供电电源，是一种由化学能转化为电能的装置，其贮存时内部电解质为不导电固体，使用时用电发火头引燃内部加热药剂，电解质被激活，从而向外部提供稳定的供电，热电池一旦被激活，自身无法断开供电。
武器控制***：包括武器***内部所有电气单机，保障其正常工作的供电电源有地测发控***供电、热电池供电。
地测发控***，是武器***(火箭、导弹等)的地面测试和发射设备，用于发射前武器***(火箭、导弹等)内部各单机的性能指标测试，以及发射流程控制。
转电及断电控制***采用的转电及断电控制方法，包括以下步骤，步骤S1：a.地测发控***对武器控制***供电；
b.地测发控***执行发射前的各单机性能指标测试任务；
c.地测发控***判定测试结果是否满足要求，若不满足，则流程结束；
d.测试结果满足要求，地测发控***向武器***内部热电池发热电池激活指令；
步骤S2：e.地测发控***向转电及断电控制装置发转电指令；
f.转电及断电控制装置响应转电指令，并闭合热电池供电回路；
g.待武器控制***判断热电池供电稳定后，地测发控***断开对武器控制***供电，从而完成由地测发控***供电转为武器内部热电池供电；
步骤S3：h.武器***处于待发射状态；
i.如无其他异常问题，武器***按正常流程进行发射；
j.若发生突发情况，由地测发控***发断电指令，转电及断电控制装置响应后，断开热电池供电回路；
k.转电及断电控制装置向地测发控***发出断电指示，告知武器***已响应断电指令。
转电及断电控制装置，其电路原理图参见图3所示，所述关于转电及断电控制装置的工作原理对应图2中的发射流程进行逐条解释，其中图3中的缩写符号表示如下：K1-断电指令端，K2-转电指令端，V1-热电池的正极，V2-地测发控***的武器***供电端的正极,D1-第一二极管,D2-第二二极管,D3-第三二极管,KM1-转电继电器,KM2-断电继电器,Q1-转电继电器线圈,Q2-断电继电器线圈,A1-转电第一常开端,A2-转电第二常开端B1-断电常开端,B2-断电常闭端,S1-断电指示端,OUT-武器控制***的正极,GND-武器控制***的负极。
a.地测发控***对武器控制***供电；
该步骤实现方法为：地测发控***的武器***供电端的正极(V2)，经过第三二极管(D3)，直接到达武器控制***的正极(OUT)；
b.地测发控***执行发射前的各单机性能指标测试任务；
c.测试完成后，地测发控***判定测试结果是否满足要求，若不满足，则流程结束；
d.若测试结果满足要求，地测发控***向武器***内部热电池发热电池激活指令；
该步骤执行后，热电池的正极(V1)存在持续稳定电压，但由于转电第二常开端(A2)默认为断开状态，因此热电池的正极(V1)的供电电压无法到达武器控制***的正极(OUT)；
e.地测发控***向转电及断电控制装置发转电指令；
该步骤的实现方法为：转电指令端(K2)顺序经过第一二极管(D1)、转电继电器线圈(Q1)，与武器控制***的负极(GND)形成回路，此时转电继电器线圈(Q1)流过电流，转电第一常开端(A1)闭合，转电第二常开端(A2)闭合。
f.转电及断电控制装置响应转电指令，并闭合热电池供电回路；
该步骤实现方法为：此时热电池的正极(V1)经由第二二极管(D2)、转电第二常开端(A2)到达武器控制***的正极(OUT)；同时热电池的正极(V1)经由第二二极管(D2)、转电第二常开端(A2)、断电常闭端(B2)、转电第一常开端(A1)、转电继电器线圈(Q1)，与武器控制***的负极(GND)形成闭合回路，由于断电常闭端(B2)默认为闭合，所以可保证转电继电器线圈(Q1)持续有电流经过，从而保证了转电第一常开端(A1)、转电第二常开端(A2)持续处于闭合状态。从而实现了热电池的正极(V1)持续向武器控制***供电，其中热电池的正极与武器控制***的负极电连接，进而实现热电池向武器控制***供电。
g.待武器控制***判断热电池供电稳定后，地测发控***断开对武器控制***供电，从而完成由地测发控***供电转为武器内部热电池供电。
该步骤实现方法为：地测发控***的武器***供电端的正极(V2)断开，此时向武器控制***的正极(OUT)仅由热电池的正极(V1)提供。
h.武器***处于待发射状态；
i.如无其他异常问题，武器***按正常流程进行发射；
j.若发生突发情况，如发动机点火异常等，由地测发控***发断电指令，转电及断电控制装置响应后，断开热电池供电回路；
该步骤的实现方法为：断电指令端(K1)经由断电继电器线圈(Q2)与武器控制***的负极(GND)形成供电回路，此时断电继电器线圈(Q2)有电流流过，因此断电常开端(B1)闭合、断电常闭端(B2)断开。由于断电常闭端(B2)断开，原本稳定的回路“热电池的正极(V1)、第二二极管(D2)、转电第二常开端(A2)、断电常闭端(B2)、转电第一常开端(A1)、转电继电器线圈(Q1)、武器控制***的负极(GND)形成闭合回路”被切断，因此转电继电器(KM1)不再有电流经过，转电第一常开端(A1)、转电第二常开端(A2)再次断开，因此“热电池的正极(V1)、第二二极管(D2)、转电第二常开端(A2)、武器控制***的正极(OUT)”的供电链路被切断，热电池供电回路断开。
k.转电及断电控制装置向地测发控***发出断电指示，已告知武器***已响应断电指令。
该步骤的实现方法为：断电指令端(K1)经由断电继电器(KM2)与武器控制***的负极(GND)形成供电回路，此时断电继电器(KM2)有电流流过，因此断电常开端(B1)闭合、断电常闭端(B2)断开。由于断电常开端(B1)闭合，断电指令经由断电常开端(B1)到达断电指示端(S1)，因此可以将转电与断电装置已执行断电指令传递至地测发控***。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于：
所述转电继电器线圈为两组，所述两组转电继电器线圈并联，所述断电继电器线圈为两组，所述两组断电继电器线圈并联。其中任一组线圈故障后，装置任然可以完成转电及断电功能。
所述转电第一常开端、转电第二常开端、断电常闭端分别为两组，且分别并联，可通过较大电流，保障武器控制***工作稳定。
所述转电继电器线圈和断电继电器线圈上并联有续流二极管。
其余内容与实施例1相同。

Claims (8)

1.一种转电及断电控制***，包括热电池、武器控制***、地测发控***，其特征在于还包括转电及断电控制装置，所述地测发控***上设有转电指令端、断电指令端、热电池激活指令端、武器***供电端，所述转电及断电控制装置与热电池、武器控制***、转电指令端、断电指令端电连接，所述热电池激活指令端与热电池电连接，所述武器***供电端与武器控制***电连接；
所述转电及断电控制装置包括：
转电继电器、断电继电器、第一二极管、第二二极管、第三二极管；
所述转电继电器上设有转电继电器线圈、转电第一常开端、转电第二常开端，所述转电继电器线圈包括转电继电器线圈正级、转电继电器线圈负级；
所述断电继电器上设有断电继电器线圈、断电常闭端，所述断电继电器线圈包括断电继电器线圈正级、断电继电器线圈负级；
所述转电指令端与第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与转电继电器线圈正级和转电第一常开端的一端连接，所述转电第一常开端的另一端与断电常闭端的一端连接，所述断电常闭端的另一端与转电第二常开端的一端和武器控制***的正极连接，所述转电第二常开端的另一端与第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与热电池的正极连接，所述转电继电器线圈负级与武器***供电端的负极连接；
所述断电指令端与断电继电器线圈正级连接，所述断电继电器线圈负级与武器***供电端的负极连接；
所述第三二极管的正极与武器***供电端的正极连接，所述第三二极管的负极与武器控制***的正极连接；
所述断电继电器上还设有断电常开端，所述断电常开端的一端与所述断电指令端电连接，另一端与地测发控***的断电指示端电连接。
2.根据权利要求1所述的转电及断电控制***，其特征在于：所述转电继电器线圈为一组或两组，所述两组转电继电器线圈并联。
3.根据权利要求1所述的转电及断电控制***，其特征在于：所述断电继电器线圈为一组或两组，所述两组断电继电器线圈并联。
4.根据权利要求1所述的转电及断电控制***，其特征在于：所述转电第一常开端、转电第二常开端、断电常闭端分别为多组，且分别并联。
5.根据权利要求1所述的转电及断电控制***，其特征在于：所述转电继电器线圈和/或断电继电器线圈上并联有续流二极管。
6.根据权利要求1-5任一项所述的转电及断电控制***采用的转电及断电控制方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1：地测发控***对武器控制***供电，并执行发射前的各单机性能指标测试任务，地测发控***判定测试结果是否满足要求，若不满足，则流程结束，测试结果满足要求，地测发控***向武器***内部热电池发热电池激活指令；
S2：地测发控***向转电及断电控制装置发转电指令，转电及断电控制装置响应转电指令，并闭合热电池供电回路，待武器控制***判断热电池供电稳定后，地测发控***断开对武器控制***供电，从而完成由地测发控***供电转为武器内部热电池供电；
S3：武器***处于待发射状态，如无其他异常问题，武器***按正常流程进行发射，若发生突发情况，由地测发控***发断电指令，转电及断电控制装置响应后，断开热电池供电回路。
7.根据权利要求6所述的转电及断电控制方法，其特征在于：步骤S3中，断开热电池供电回路后，转电及断电控制装置向地测发控***发出断电指示，告知武器***已响应断电指令。
8.根据权利要求6所述的转电及断电控制方法，其特征在于：所述转电及断电控制装置包括转电继电器、断电继电器以及多个二极管，所述转电继电器通过断电继电自锁，所述二极管用于隔离地测发控***供电和武器***内部热电池供电。
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