一种基于双向可控硅的加热监控电路的制作方法

本实用新型属于飞机防冰除冰技术，具体涉及一种基于双向可控硅的加热监控电路。

背景技术：

受感器是智能探头式大气数据计算机的重要组成部分，用于测量大气数据，是飞机大气参数的重要来源。在飞机飞行过程中受感器在低气压条件下会受水气凝结影响产生结冰，这将导致其功能完全丧失，影响飞行安全，因此在飞机起飞时需要控制受感器115V交流加温电源，开启受感器防除冰功能。同时，需实时监测其加温工作状态，判断在外场使用时受感器加热丝出现性能下降或损坏，并通过BIT信息上报机上相关系统，以达到故障预测。

在受感器115V交流加温控制电路设计中，传统采用电磁继电器方式实现，这面临两个问题：一是电磁继电器为机械式触点，具有寿命指标，会出现触点脱落或粘连等失效模式；二是大功率的电磁继电器体积大，在小尺寸项目中难以得到应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是:提供一种可靠性高、体积小的基于双向可控硅的加热监控电路。

本实用新型的技术方案是:一种基于双向可控硅的加热监控电路，其包括DSP电路、控制电路部分、监测电路部分，所述DSP电路经控制电路部分连接受感器，所述受感器经监测电路部分连接DSP电路，其中，所述控制电路部分包括顺次连接的触发电路模块、控制电路模块、吸波电路模块，且所述控制电路模块包括双向可控硅H502和门极电阻R506，其开关状态由触发电路模块决定。

所述触发电路模块包括光耦可控硅驱动器H501以及两个触发限流电阻R504、R505，其中，触发限流电路R504一端接DSP电路输出的控制信号，另一端接光耦可控硅驱动器H501的控制输入端，所述光耦可控硅H501输出的一端接触发限流电阻R505，防止大电流烧毁光耦可控硅驱动器H501。

所述控制电路模块包括门极电阻R506，该门极电阻R506设置在光耦可控硅驱动器H501与双向可控硅H502之间，防止误触发双向可控硅H502，提高抗干扰能力。

所述吸波电路模块包括由串联的电阻R507、电容C508组成，并联在双向可控硅H502两端。

所述监测电路部分包括顺次连接的转换电路模块、整形电路模块、放大电路模块、滤波电路模块、跟随电路模块、模数转换模块，其中，所述转换电路模块为将大电流转换成可测量的二次小电流的交流互感器A501。

所述整形电路包括整流二极管V505、电阻R508、电容C509组成，其中，电阻R508和电容C509并联，二者一端连接到交流互感器A501，另一端连接到整流二极管V505。

本实用新型的技术效果是:本实用新型基于双向可控硅的加热监控电路摒弃了传统电磁继电器的设计方式，选用双向可控硅技术实现受感器的加温控制，同时设计监测电路实时监测加温工作状况，以达到故障预测，提高使用可靠性和飞行安全。

附图说明

图1是本实用新型基于双向可控硅的加热监控电路原理框图；

图2是控制电路部分电路图；

图3是监控电路部分电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明：

请参阅图1，本实用新型基于双向可控硅的加热监控电路包括DSP电路模块、触发电路模块、控制电路模块、吸波电路模块、转换电路模块、整形电路模块、放大电路模块、滤波电路模块、跟随电路模块、模数转换模块。其中，所述触发电路模块、控制电路模块、吸波电路模块顺次连接组成控制电路部分，所述转换电路模块、整形电路模块、放大电路模块、滤波电路模块、跟随电路模块、模数转换模块顺次连接组成监控电路部分。所述DSP电路经控制电路部分连接受感器，所述受感器经监测电路部分连接DSP电路，所述DSP电路负责提供触发信号，启动或关断触发电路，同时监测控制电路的工作状态。

本实用新型中，所述受感器通过在管体内部布置电阻型加热器实现防冰除冰功能，加热器由机上115V/400Hz交流电源供电。加热器选用具有正温度系数的铠装加热器，其功率需满足稳态功率不大于300VA、加温除冰功率不大于500VA、瞬时最大功率不大于1000VA的要求。

请同时参阅图2，所述触发电路模块由光耦可控硅H501、R504、R505组成。其中，H501为光电耦合双向可控硅驱动器，其内部有过零监测功能，用来驱动双向可控硅H502并且起到隔离的作用。所述R504、R505为触发限流电阻，防止大电流烧毁H501器件。

受感器加温控制电路部分主要是依据外部控制信号来切断或接通其加热器工作电源115V/400Hz。

所述控制电路模块由双向可控硅H502和门极电阻R506构成。其中，双向可控硅H502为整个电路的核心器件，其开关状态由触发电路决定。R506为BCR门极电阻，防止误触发，提高抗干扰能力。

所述双向可控硅两极间并联吸波电路模块，该吸波电路模块由R507、C508组成，为一个RC阻容吸收电路，实现双向可控硅过电压保护。当负载电流为零时，电源电压为反向电压，加上感性负载即交流互感器的自感电动势el作用，使得双向可控硅承受的电压值远远超过电源电压。虽然双向可控硅反向导通，但容易击穿，故必须使双向可控硅能承受这种反向电压。

所述转换电路模块为交流互感器A501用于将大电流转换成可测量的二次小电流，方便后续电路监测。所述整形电路包括整流二极管V505、电阻R508、电容C509组成，其中，电阻R508和电容C509并联，二者一端连接到交流互感器A501，另一端连接到整流二极管V505。

本实用新型基于双向可控硅的加热监控电路控制原理：

DSP电路未提供控制信号时，H501未收到触发指令，不会触发H502导通，此时加温电流主要通过R507、C508、A501的初级线圈构成回路，由于电流为mA级，远达不到受感器加温功率要求，因此不会加温。

DSP电路提供控制信号后，控制信号通过限流电阻R504触发H501的输入端，当H501输入端电流达到15～30mA时，由于H501器件内部有过零监测功能，待加温电源115VAC电压处于零电位时，H501内部的晶闸管导通，此时会有一部分电流通过H501流过门限电阻R506，若该电流满足H502维持电流最小要求，则H502正向导通，由于H502内阻很小，导致大部分电流经H502内部构成新的回路，此时回路的电流瞬间可达到5A以上，满足受感器的加温功率要求，受感器开始加温，此时流过R506的电流将维持H502导通；加温电源115VAC反向工作时，H501内部的双向晶闸管和H502也反向工作，此时流过R506的电流将维持H502导通，受感器继续加温。

受感器加温时，整个加温回路中存在2A～5A(由受感器内部负载决定)的电流，为方便后续电路采集需将该电流通过一定的比例缩小，并转换为直流电压。A501的初级侧探测到回路中的电流，次级侧输出按照一定匝数比缩小后的电流，通过整形调理后，模数转换电路可采集到一直流电压信号，通过DSP内部逻辑判断可判别此时加温功能正常。

当需要停止受感器加温时，外部强制加温信号由高电平变为低电平，这将直接导致H501内部的晶闸管关断，此时控制电路中电流减少到mA级，远低于H502最低维持电流，H502被强制截止，并关断加温电源115VAC，受感器停止加温。此时A501的初级侧探测不到回路中的电流，模数转换电路采集不到直流电压信号，DSP内部逻辑判断加温功能异常。