CN112506843B - 一种用于发电机控制器嵌入式软件升级的电气接口 - Google Patents

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Abstract

本申请属于航空电气设计领域，特别涉及一种用于发电机控制器嵌入式软件升级的电气接口，所述电气接口为在主电气接口的基础上增加的一个维护电气接口，所述维护电气接口包括：串口信号，用于实现串口通讯；供电信号，包括：供电表决电路，用于对产品的主电气接口和维护电气接口的供电信号进行表决，由输入电压高的一方进行输出；储能电路，包括并联在所述供电表决电路之后的储能电容，用于稳定充电电压。本发明在原电气接口的基础上增加一个软件维护电气接口的双电气接口。提供备份供电接口和串口接口，通过设计供电表决、浪涌抑制及储能电路，从而提高机上产品嵌入式软件原位升级的安全性、维护保障性。

Description

一种用于发电机控制器嵌入式软件升级的电气接口
技术领域
本申请属于航空电气设计领域，特别涉及一种用于发电机控制器嵌入式软件升级的电气接口。
背景技术
目前机载电源***中发电机控制器均是以数字信号处理器件(Digital SignalProcess，以下简称DSP)为核心的数字式控制器，通过嵌入式软件实施机载电源***的控制、保护、故障隔离及通信功能。传统的嵌入式软件升级方式是通过打开产品机箱，利用JTAG口对DSP进行软件烧写，实现发电机控制器嵌入式软件升级，特别是在发电机控制器装机之后，对飞机上的控制器嵌入式软件升级，需要拆下发电机控制器，再打开产品机箱进行软件升级。这种升级方式费时、费力，外场维护、保障较差。针对上述问题，主要的技术解决方案是基于通讯串口的发电机控制器嵌入式软件原位升级方法，即发电机控制器在机上不需要离位，由机上对产品提供28V供电电源，再利用软件升级上位机，通过串口通讯下发待升级软件代码，DSP成功接收完待升级软件代码数据文件后，利用调用Flash API操作函数完成软件烧写、校验工作。由于在发动机未开车状态下，进行机上原位升级，需要地面电源对机上进行供电，而地面电源输出品质较差时，易出现短时电压波动较大现象，易导致软件升级失败，对产品造成安全危害，此外，部分飞机不具备机上在线加载能力，需要对原电气接口的电连接器进行插拔，重新制作原位升级电连接器，维护保障性较差。
发明内容
本发明基于发电机控制器的电气接口，针对机上产品进行原位升级存在的安全性、维护性问题，提出了一种新型电气接口设计方法，即在原电气接口的基础上增加一个软件维护电气接口的双电气接口。提供备份供电接口和串口接口，通过设计供电表决、浪涌抑制及储能电路，从而提高机上产品嵌入式软件原位升级的安全性、维护保障性。
本申请用于发电机控制器嵌入式软件升级的电气接口，所述电气接口为在主电气接口的基础上增加的一个维护电气接口，所述维护电气接口包括：
串口信号，用于实现串口通讯；
供电信号，包括：
供电表决电路，用于对产品的主电气接口和维护电气接口的供
电信号进行表决，由输入电压高的一方进行输出；
储能电路，包括并联在所述供电表决电路之后的储能电容，用
于稳定充电电压；
输出检测电路，输出产品的5V信号，用于检测产品内部工作电压是否正常。
优选的是，所述串口信号包括RS422R-，RS422R+，RS422T-，RS422T+四个信号。
优选的是，所述供电信号用于实现28V供电。
优选的是，所述供电信号在进入供电表决电路之前还设置有防雷电路，所述防雷电路内设置有电压瞬态抑制二极管及滤波电容。
优选的是，所述供电信号在进入供电表决电路之前还设置有抗浪涌滤波电源模块。
优选的是，所述储能电路的充电回路上还设置有与储能电容串联的电阻R3，用于实现慢充电。
优选的是，所述电阻R3两端并联有二极管V6，形成放电回路。
本发明基于发电机控制器的电气接口，针对机上产品进行原位升级存在的安全性、维护性问题，提出了一种新型电气接口设计方法，即在原电气接口的基础上增加一个软件维护电气接口的双电气接口。提供备份供电接口和串口接口，通过设计供电表决、浪涌抑制及储能电路，从而提高机上产品嵌入式软件原位升级的安全性、维护保障性。
附图说明
图1是本申请电气接口信号定义示意图。
图2是本申请维护电气接口信号防雷电路原理框图。
图3是本申请28V供电信号抗浪涌滤波、供电表决和储能电路原理框图。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
本发明设计思想基于目前发电机控制器电气接口信号定义，通过在发电机控制机箱增加一个小型电气接口，该电气接口仅提供软件升级维护作用，并充分考虑电压浪涌抑制，产品防雷，供电兼容性及安全性设计。维护接口信号定义包括一路RS-422A串口，28V供电信号和5V电压检测信号。信号定义和作用如下：
1)RS-422A串口信号，包括RS422R-，RS422R+，RS422T-，RS422T+四个信号，用于实现串口通讯功能；
2)28V供电信号，BAK_28V.维护28V+，SGND供电地信号；
3)5V电压监测信号，输出产品的5V信号，用于检测产品内部工作电压是否正常。
4)屏蔽地信号，产品机箱屏蔽地信号。
本发明内容中，维护接口在产品内部增加了防雷电路、抗浪涌抑制模块、表决电路及储能电路。为了解决航空电源***发电机控制器雷电间接防护能力弱的缺陷，通过对维护接口的信号进行防雷滤波设计，增加瞬态抑制二极管，提高产品的环境适应性，在产品内部电气接口各信号的入口吸收、泄放雷电能量，实现防雷目的，提高产品的防雷能力。再通过抗浪涌滤波电路模块对维护接口的28V供电信号同时实现抗浪涌和滤波的功能，精简了电路设计，增强了***可靠性。
供电表决电路是对产品的主电气接口和维护接口的28V供电信号进行表决，即当主电气接口和维护均接通状态下，由表决电路可表决后后端的28V供电电压输出由输入电压高的一方决定。此外供电表决电路还可以防止当一路接通28V供电接通，而另一路未接通，造成信号反流对机上其他设备造成危害。
在供电表决电路之后，设计了储能电路，是为了满足发电机控制器在机上原位升级时，维护接口使用的28V供电电源输出品质差，电压波动问题。在表决后的电路端并联大容量储能电容的慢充快放电路，大容量储能电容，保证其充电电压，充电回路的串联电阻，实现慢充电的作用，在电阻两端并联二极管，和电容形成放电回路，达到快放电目的。对后端电路电压进行滤波，保证产品内部供电电压稳定，可以提供约为50ms断电保护。
5V输出检测信号是对产品内部28V电压经过DC/DC模块后，为控制器数字信号处理组件上各集成电路供电的5V供电信号，通过维护插头进行输出。在产品维护电气接口上利用外接监测设备(如示波器)，可以实现对产品内部供电状态进行监测。
其中图1是维护电气接口信号定义，图2是维护电气接口信号防雷电路原理框图，维护电气接口的BACK_28V信号是28V供电信号，V12是电压瞬态抑制二极管，C2、C3是滤波电容。
图3中U1是集成化抗浪涌滤波电源模块，V2、V3组成28V电源供电表决电路，L5是滤波电感，C15，C16、C41是滤波电容。V5是稳压二极管。V7是整流二极管。C13为大容量储能电容。在表决后的电路端并联电容的慢充快放电路，C13为大容量储能电容，保证其充电电压，R3是C13充电回路的串联电阻，实现慢充电的作用，在R3两端并联二极管V6，和电容形成放电回路，达到快放电目的，保证了维护接口为发电机控制器提供供电信号的电压稳定，具备防雷和防电压跌落功能。有效保证了维护接口使用对产品及机上的安全性。
本发明基于发电机控制器的电气接口，针对机上产品进行原位升级存在的安全性、维护性问题，提出了一种新型电气接口设计方法，即在原电气接口的基础上增加一个软件维护电气接口的双电气接口。提供备份供电接口和串口接口，通过设计供电表决、浪涌抑制及储能电路，从而提高机上产品嵌入式软件原位升级的安全性、维护保障性。
本发明在原发电机控制器单独电气接口的基础上，新增了一个维护电气接口，根据发电机控制器嵌入式软件原位升级的需求，设置了R-422A串口信号、28V供电信号和5V输出检测电路。该设计可以实现在机上对发电机控制器进行嵌入式软件的原位升级，不需要全机供电，不需要插拔原主电气连接器，只可通过维护电气接口利用自带直流电源供电，连接软件升级上位机，就可实现对产品进行嵌入式软件升级，升级安全可靠性高，保障维护性好。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于发电机控制器嵌入式软件升级的电气接口，其特征在于，所述电气接口为在主电气接口的基础上增加的一个维护电气接口，所述维护电气接口包括：
串口信号，用于实现串口通讯；
供电信号，包括：
供电表决电路，用于对产品的主电气接口和维护电气接口的供电信号进行表决，由输入电压高的一方进行输出；
储能电路，包括并联在所述供电表决电路之后的储能电容，用于稳定充电电压；
输出检测电路，输出产品的5V信号，用于检测产品内部工作电压是否正常；
所述供电信号在进入供电表决电路之前还设置有防雷电路，所述防雷电路内设置有电压瞬态抑制二极管及滤波电容；
所述供电信号在进入供电表决电路之前还设置有抗浪涌滤波电源模块；
所述储能电路的充电回路上还设置有与储能电容串联的电阻R3，用于实现慢充电；
所述电阻R3两端并联有二极管V6，形成放电回路。
2.根据权利要求1所述的用于发电机控制器嵌入式软件升级的电气接口，其特征在于：
所述串口信号包括RS422R-，RS422R+，RS422T-，RS422T+四个信号。
3.根据权利要求1所述的用于发电机控制器嵌入式软件升级的电气接口，其特征在于：
所述供电信号用于实现28V供电。
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