一种地面电源电连接器

摘要

本发明公开了一种地面电源电连接器，所述地面电源电连接器包括插座(1)和插头(2)；插座(1)和插头(2)相连接；所述插座(1)包括插座壳体(11)、印制线路板组件(12)、矩形插座(13)、盖板(14)、插座绝缘体(15)和插座接触件(16)；插座接触件(16)通过插座绝缘体(15)链接在插座壳体(11)内侧，所述多功能地面电源电连接器安全、可靠，实现可对电源车充电时电压的有效控制，避免因为输出电压的过压或欠压造成机载设备的损坏，并满足多样化的使用环境；具有较为巨大的经济价值和社会价值。

权利要求

1.一种地面电源电连接器，所述地面电源电连接器包括插座(1)和插头(2)；插座(1)和插头(2)相连接；其特征在于：所述插座(1)包括插座壳体(11)、印制线路板组件(12)、矩形插座(13)、盖板(14)、插座绝缘体(15)和插座接触件(16)；插座接触件(16)通过插座绝缘体(15)连接在插座壳体(11)内侧，印制线路板组件(12)和盖板(14)连接在插座壳体(11)上，盖板(14)位于印制线路板组件(12)外侧，矩形插座(13)连接在插座壳体(11)的尾端；所述插头(2)包括插头壳体(21)、尾罩(22)、插头绝缘体(23)和插头接触件(24)；插头接触件(24)通过插头绝缘体(23)连接在插头壳体(21)内，尾罩(22)连接在插头壳体(21)的尾端。

2.按照权利要求1所述地面电源电连接器，其特征在于：所述印制线路板组件包括信号调理电路(121)、电源变换电路(122)、驱动IC(123)、微控制器MCU(124)、在线判别电路(125)、调试编程电路(126)，飞机连接器(127)和电源车连接器(128)；电源车连接器(128)通过信号调理电路(121)和微控制器MCU(124)的ADC端相连，电源车连接器(128)通过电源变换电路(122)与微控制器MCU(124)相连，调试编程电路(126)与微控制器MCU(124)相连，微控制器MCU(124)的CPIO端分别与在线判别电路(125)和驱动IC(123)相连，电源车连接器(128)与在线判别电路(125)和驱动IC(123)相连，飞机连接器(127)与驱动IC(123)相连。

3.按照权利要求2所述地面电源电连接器，其特征在于：所述驱动IC(123)由达林顿晶体管阵列组成。

4.按照权利要求3所述地面电源电连接器，其特征在于：所述微控制器MCU由PIC单片机组成。

说明书

一种地面电源电连接器

技术领域

[0001] 本发明涉及电连接器的结构设计和应用技术领域，特别提供了一种地面电源电连接器。

背景技术

[0002] 传统的地面电源电连接器不具备过压欠压保护功能，应用在飞机供电系统与电源车之间电气连接时，不够安全和可靠。

[0003] 人们迫切希望获得一种技术效果优良的地面电源电连接器。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种技术效果优良的地面电源电连接器。具备对电源车输出电压监控、测试、故障报警等功能。

[0005] 所述地面电源电连接器包括插座1和插头2；插座1和插头2相连接；所述插座1包括插座壳体11、印制线路板组件12、矩形插座13、盖板14、插座绝缘体15和插座接触件16；插座接触件16通过插座绝缘体15连接在插座壳体11内侧，印制线路板组件12和盖板14连接在插座壳体11上，盖板14位于印制线路板组件12外侧，用于保护印制线路板组件12，矩形插座13连接在插座壳体11的尾端；所述插头2包括插头壳体21、尾罩22、插头绝缘体23和插头接触件24；插头接触件24通过插头绝缘体23连接在插头壳体21内，尾罩22连接在插头壳体21的尾端。所述插座1和插头2的出线处设置有压板3。

[0006] 所述印制线路板组件包括信号调理电路121、电源变换电路122、驱动IC123、微控制器MCU124、在线判别电路125、调试编程电路126，飞机连接器127和电源车连接器128；电源车连接器128通过信号调理电路121和微控制器MCU124的ADC端相连，电源车连接器128通过电源变换电路122与微控制器MCU124相连，调试编程电路126与微控制器MCU124相连，微控制器MCU124的CPIO端分别与在线判别电路125和驱动IC123相连，电源车连接器128与在线判别电路125和驱动IC123相连，飞机连接器127与驱动IC123相连。

[0007] 所述驱动IC123由达林顿晶体管阵列组成。

[0008] 所述微控制器MCU由PIC单片机组成。

[0009] 所述信号调理电路121可以对12V被检测电源和24V被检测电源进行信号调理。12V双运算放大器U2A与电阻R3、电阻R4、电阻R5和电容C6相连，电容C6接地，电阻R5与稳压二极管D3和稳压二极管D4相连，稳压二极管D3提供5V模拟信号，稳压二极管D4接地，电阻R3通过滑动电阻W1与12V被测电源相连。具体原理参见附图5。24V双运算放大器U2B与电阻R6、电阻R7电阻R8和电容C7相连，电容C7接地，电阻R8与稳压二极管D5和稳压二极管D6相连，稳压二极管D5提供5V模拟信号，稳压二极管D6接地，电阻R8通过滑动电阻W2与24V被测电源相连，具体参见附图6。

[0010] 电源变换电路：三端稳压器VR1与钽电容C1、电容C2相连、钽电容C3、电容C4相连，三端稳压器VR1接地，钽电容C3、电容C4并联接地，钽电容C1、电容C2并联接地并与稳压二极管ZD1、电阻R1相连，稳压二极管ZD1接地，电阻R1与12V和24V被检测电源并联，电源变换电路原理图参见附图7。

[0011] 在线判别电路：由电阻R10与PIC单片机U1的14检测的A RC2相连，PIC单片机U1的13检测的B RB4相连。具体参见附图8。

[0012] 调试编程电路：由电阻R9与机上连接器串联组成。

[0013] 飞机连接器：与PIC单片机串联组成。

[0014] 电源车连接器：与PIC单片机串联组成。

[0015] 微控制器MCU选用8位Microchip的PIC16F690单片机，电源由机上提供，通过对机上输入的28VDC电源进行稳压、滤波转换成5VDC稳定电源最终输送给各元件。处理器中的工作过程主要是，采集外部输入的24V、12V电压，经信号调理电路分别输入至A/D转换单元，经比较器确定当12V电源电压大于(16±0.5)V长达0.05s时判断为故障，当12V电源电压小于(9±0.5)V长达2s时判断为故障，12V电源正常输出时，输出地信号，实现地面电源优先机上电源的逻辑；当12V电源出现过压或欠压时，输出地信号。当24V电源电压大于(32±0.5)V长达0.05s时，判断为故障，当24V电源电压小于(20±0.5)V长达1s时判断为故障。当24V电源正常输出时，输出地信号，实现地面电源优先机上电源的逻辑；当24V电源出现过压或欠压时，输出地信号。执行元件为集电极开路，当电源电压出现过压时，输出50mA地信号表示过压故障，同时输出200mA地信号控制地面电源继电器表示断开，此时电源电压优先为断开，表示需使用机上电源；当电源电压出现欠压时，输出50mA地信号表示欠压故障，同时输出200mA地信号控制地面电源继电器表示断开，此时电源电压优先为断开，表示需使用机上电源。电源正常工作时，24V优先或12V优先输出为200mA地信号。

[0016] 地面电源插座电路设置有监测点A和监测点B，它们分别对应地面电源插座上的两个插针。在配套的电缆插头上有对应的插孔，且与地GND相连。当且仅当配套插头插入地面电源插座中时，此时监测点A和监测点B同时接地，电路处于工作状态。若有任意一路监控触点未接地，则该电路不工作、所有输出信号均无输出。当插头未插入到插座时，单片机13、14引脚由于上拉电阻作用，处于高电平状态，此时单片机不工作，即整个保护电路无输出信号。当插头插入插座时，监测点A与监测点B同时接地时，单片机13、14引脚为低电平状态，单片机工作，保护电路处于工作状态。此时，采集的12V、24V电压电源经过分压电路输入到单片机中，通过单片机内部程序进行电压数据的处理。并根据电路输出逻辑关系，输出控制信号。所有输出信号均为地开信号。

[0017] 所述地面电源电连接器由插座端的线路板检测电源车输入端的输入输出电压的范围，从而判断产品在使用中是否在额定电压范围内。工作温度为-55℃～+125℃，机械寿命500次插拔。

[0018] 所述多功能地面电源电连接器在传统的地面电源电连接器基础上增加了对电源车充电时电源输出电压的检测和控制系统，弥补了现有地面电源这一方面的空白，有效的避免因为输出电压的过压或欠压造成机载设备的损坏，并满足多样化的使用环境；具有较为巨大的经济价值和社会价值。

附图说明

[0019] 下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

[0020] 图1为地面电源电连接器结构示意图；

[0021] 图2为插座结构示意图；

[0022] 图3为插头结构示意图；

[0023] 图4为印制线路板组件原理图。

[0024] 图5为连接12V被检测电源的信号调理电路原理图；

[0025] 图6为连接12V被检测电源的信号调理电路原理图；

[0026] 图7为电源变换电路原理图；

[0027] 图8为线判别电路与单片机连接示意图。

具体实施方式

[0028] 实施例1

[0029] 所述地面电源电连接器包括插座1和插头2；插座1和插头2相连接；所述插座1包括插座壳体11、印制线路板组件12、矩形插座13、盖板14、插座绝缘体15和插座接触件16；插座接触件16通过插座绝缘体15连接在插座壳体11内侧，印制线路板组件12和盖板14连接在插座壳体11上，盖板14位于印制线路板组件12外侧，用于保护印制线路板组件12，矩形插座13连接在插座壳体11的尾端；所述插头2包括插头壳体21、尾罩22、插头绝缘体23和插头接触件24；插头接触件24通过插头绝缘体23连接在插头壳体21内，尾罩22连接在插头壳体21的尾端。所述插座1和插头2的出线处设置有压板3。

[0030] 所述印制线路板组件包括信号调理电路121、电源变换电路122、驱动IC123、微控制器MCU124、在线判别电路125、调试编程电路126，飞机连接器127和电源车连接器128；电源车连接器128通过信号调理电路121和微控制器MCU124的ADC端相连，电源车连接器128通过电源变换电路122与微控制器MCU124相连，调试编程电路126与微控制器MCU124相连，微控制器MCU124的CPIO端分别与在线判别电路125和驱动IC123相连，电源车连接器128与在线判别电路125和驱动IC123相连，飞机连接器127与驱动IC123相连。

[0031] 所述驱动IC123由达林顿晶体管阵列组成。

[0032] 所述微控制器MCU由PIC单片机组成。

[0033] 所述信号调理电路121可以对12V被检测电源和24V被检测电源进行信号调理。12V双运算放大器U2A与电阻R3、电阻R4、电阻R5和电容C6相连，电容C6接地，电阻R5与稳压二极管D3和稳压二极管D4相连，稳压二极管D3提供5V模拟信号，稳压二极管D4接地，电阻R3通过滑动电阻W1与12V被测电源相连。具体原理参见附图5。24V双运算放大器U2B与电阻R6、电阻R7电阻R8和电容C7相连，电容C7接地，电阻R8与稳压二极管D5和稳压二极管D6相连，稳压二极管D5提供5V模拟信号，稳压二极管D6接地，电阻R8通过滑动电阻W2与24V被测电源相连，具体参见附图6。

[0034] 电源变换电路：三端稳压器VR1与钽电容C1、电容C2相连、钽电容C3、电容C4相连，三端稳压器VR1接地，钽电容C3、电容C4并联接地，钽电容C1、电容C2并联接地并与稳压二极管ZD1、电阻R1相连，稳压二极管ZD1接地，电阻R1与12V和24V被检测电源并联，电源变换电路原理图参见附图7。

[0035] 在线判别电路：由电阻R10与PIC单片机U1的14检测的A RC2相连，PIC单片机U1的13检测的B RB4相连。具体参见附图8。

[0036] 调试编程电路：由电阻R9与机上连接器串联组成。

[0037] 飞机连接器：与PIC单片机串联组成。

[0038] 电源车连接器：与PIC单片机串联组成。

[0039] 微控制器MCU选用8位Microchip的PIC16F690单片机，电源由机上提供，通过对机上输入的28VDC电源进行稳压、滤波转换成5VDC稳定电源最终输送给各元件。处理器中的工作过程主要是，采集外部输入的24V、12V电压，经信号调理电路分别输入至A/D转换单元，经比较器确定当12V电源电压大于(16±0.5)V长达0.05s时判断为故障，当12V电源电压小于(9±0.5)V长达2s时判断为故障，12V电源正常输出时，输出地信号，实现地面电源优先机上电源的逻辑；当12V电源出现过压或欠压时，输出地信号。当24V电源电压大于(32±0.5)V长达0.05s时，判断为故障，当24V电源电压小于(20±0.5)V长达1s时判断为故障。当24V电源正常输出时，输出地信号，实现地面电源优先机上电源的逻辑；当24V电源出现过压或欠压时，输出地信号。执行元件为集电极开路，当电源电压出现过压时，输出50mA地信号表示过压故障，同时输出200mA地信号控制地面电源继电器表示断开，此时电源电压优先为断开，表示需使用机上电源；当电源电压出现欠压时，输出50mA地信号表示欠压故障，同时输出200mA地信号控制地面电源继电器表示断开，此时电源电压优先为断开，表示需使用机上电源。电源正常工作时，24V优先或12V优先输出为200mA地信号。

[0040] 地面电源插座电路设置有监测点A和监测点B，它们分别对应地面电源插座上的两个插针。在配套的电缆插头上有对应的插孔，且与地GND相连。当且仅当配套插头插入地面电源插座中时，此时监测点A和监测点B同时接地，电路处于工作状态。若有任意一路监控触点未接地，则该电路不工作、所有输出信号均无输出。当插头未插入到插座时，单片机13、14引脚由于上拉电阻作用，处于高电平状态，此时单片机不工作，即整个保护电路无输出信号。当插头插入插座时，监测点A与监测点B同时接地时，单片机13、14引脚为低电平状态，单片机工作，保护电路处于工作状态。此时，采集的12V、24V电压电源经过分压电路输入到单片机中，通过单片机内部程序进行电压数据的处理。并根据电路输出逻辑关系，输出控制信号。所有输出信号均为地开信号。

[0041] 所述地面电源电连接器由插座端的线路板检测电源车输入端的输入输出电压的范围，从而判断产品在使用中是否在额定电压范围内。工作温度为-55℃～+125℃，机械寿命500次插拔。

[0042] 所述多功能地面电源电连接器在传统的地面电源电连接器基础上增加了对电源车充电时电源输出电压的检测和控制系统，弥补了现有地面电源这一方面的空白，有效的避免因为输出电压的过压或欠压造成机载设备的损坏，并满足多样化的使用环境；具有较为巨大的经济价值和社会价值。