固态功率控制器在飞机电气改装中的应用浅谈

王俊斌 彭金钟

【摘要】    现代飞机经过了多年的发展，飞机的各个系统都获得了巨大的进步，其中飞机试验机的测试参数和相关的传感装置也都发生了翻天覆地的转变，尤其是相应的参数采集记录的增加，导致传统的配电系统设计已经不能满足当前飞机电气系统正常需求。以往配电系统馈电线路密集、电网重量大等问题都是亟需解决的问题。因此，相关人员必须加大对固态功率控制器在飞机电气改装中的应用研究，通过先进的控制技术，提升飞机中的配电系统，提升其可视化程度和综合性能。本文的主要内容就是对固态功率控制器在飞机电气改装中的应用浅谈，希望能够为飞机电气系统的发展提供一定的参考。

【关键词】    分布式智配电    固态功率控制器    改装应用

一、引言

现代飞机经过多年的发展已经集合了多种先进的科学技术，其中配电系统是现代飞机运行系统中的关键部分，通过配电系统能够完成对电力的生产、控制以及分配等工作，其中包括电源系统和配电系统两大工作系统。当前使用最广泛的试验机改装配电系统方式是通过熔断器或者断路器完成配电线路的短路和过载保护。通过这种配电方式能够提升整个系统的热保护性能，并且点馈线需要从配电中心按照星型辐射的方式同飞机中所有负载相连接，最终就会造成飞机电气系统存在着电馈线密集，并且相应的电网重量居高不下等问题。经过对电飞机的不断研究，在进行飞机试验的过程中，需要获取更多的试验机采集记录，并且无论是数量，还是种类都在不断增加的传感器等设备分布安装在飞机上，这就导致传统的配电技术已经不能满足当前的飞机设计。因此，必须要研究出一种新的配电技术，即基于固态功率控制器的分布式配电技术。通过这种新型的配电技术能够完成对配电信息的实时检测，并且具有更通畅的网络通信功能，有着负载就近取点和自动控制管理的特点，对飞机加改装设备和各种先进的传感装置提供了稳定的供电系统。

二、对分布式配电系统的简要分析

通常情况下，分布式配电系统包括三级结构，第一级结构为飞机中的主电源系统和显控系统，第二级结构为负载管理系统，第三级结构是固态配电系统和大功率用电设备配电系统，这三个级别的系统能够借助总线实现互通连接，三级系统缺一不可。

三、固态功率控制器在飞机电气改装中的应用分析

本文以某飞机的分布式配电系统为例，对固态功率控制器在飞机电气改装中的应用进行简要分析。其中该飞机的大功率用电设备使用的是继电器、接触器控制，下功率设备选择了固态功率控制器进行控制。固态功率控制器的运行电压为DC（28±4）伏，额定工作电流低于5安培，开关时间属于毫秒级。本配电系统中的固态功率控制器的模型设计图1。

对本系统进行分析，其中固态功率控制器设计是由逻辑控制、驱动电路以及电流采集等模块构成的。1、对逻辑控制模块的分析。本系统的逻辑控制模块是由DSP和CPLD共同组合设计的，其中通过DSP完成对外界指令信号的接收和控制，并且借助信号控制装置完成对开关运转的控制，同时需要将固态功率控制器的运行状态和跳闸信息传输给中央计算机;DSP需要对数据做出处理，并完成算法的实现。2、对采集电路的简要分析。通过采集电路系统可以完成对负载电路中电流值的识别与判定。将采样电阻安装在开关管和机载测试装置中，电阻的选择通常为具有较大电流承受范围的电阻丝，通过此类电阻丝可以放置由于电路系统中较大的电流损坏各种器件。阻值的选择标准为：将额定电流限制到N%并通过电阻丝时，在电阻的两端的电压应该为NmV。采集电路对电阻上的电压信息进行收集，并将电压信息转换为电流信号，借助差分放大装置使转换的电流信号进行放大，最终调整到DSP的输入量程范围中。3、对隔离电路的简要分析。光电隔离电路中通过光耦合装置接收负载管理中心发出各种控制信息和输出的状态信号，这种控制方式能够最大限度防止输入端对输出端产生的干扰影响，一方面减少了整个系统的噪声危害，另一方面也控制了接地回路產生的干扰问题。

总结语：以往配电系统馈电线路密集、电网重量大等问题都是亟需解决的问题。因此，相关人员必须加大对固态功率控制器在飞机电气改装中的应用研究。本文从当前飞机电气改装的实际需求为角度，阐述了分布式智能配电系统的基本系统结构，并简要探讨了固态功率控制器在飞机电气改装中的应用研究，希望能够对飞机电气配电系统的未来发展提供一定的参考。

参  考  文  献

[1]基于OpenVPX的高可靠多通道直流固态功率控制器[J].门良知，李响，席隆，刘彦民.电子设计工程.2017（11）

[2]固态配电技术在航天器中的工程应用[J].吴燕茹，张佳宁，张金刚，王晓君，郭照峰.计算机测量与控制.2018（01）

[3]基于固态功率控制器的器载配电器的BIT设计技术研究[J].赵岩，欧连军，姜爽，张翔，杨友超.计算机测量与控制.2017（10）