一种配电模块及可热插拔并机的智能配电终端的制作方法

本发明涉及一种配电模块及可热插拔并机的智能配电终端。

背景技术：

1、随着科技的发展和现代化武器装备的升级换代需求，在一些基础配电单元或车载伴随保障设备中，作战、监控过程的连续性要求设备的维护、更换、扩容等操作不能影响系统的正常运行。因此，导弹反射车、作战单元装备伴随保障车、移动式供配电系统等已经向多功能、多通道、高容错、标准化、不间断、快速插拔式更换或并机、以及高互换性等方向发展。设备功能越多其使用的元器件、零部件越多，相应的可靠性系数就会下降，所有这些都增加了对标准化、模块式、多冗余、高容错、智能化配电单元的强烈需求。具备不断电热插拔冗余并机、扩容、故障隔离、以及快速更换特点的智能配电终端在这些不间断电力供应系统中脱颖而出，它更能保证系统的安全高效运行，所以航空航天、船舶、地面电源、车载配电等设备也正在朝模块式、可插拔、多冗余、高容错、智能化方向发展。另外低压配电终端因其电压低、安全性高、绝缘间距小，应用范围广，容易扩展成大容量、多通道产品，市场需求量也在不断增加。

2、目前大多数低压配电终端功率密度小、不支持热插拔快速更换或冗余并机、非标机箱、互换性差、组网和故障隔离能力差、工作温度范围窄、抗振性能差、对散热要求高，不适用于移动式不间断作战伴保设备、快恢复供电系统、以及无人值守的恶劣环境中。

技术实现思路

1、本发明在此的一个目的在于提供一种配电模块，该模块可以实现在不切断电网电源的情况下实现热插拔。

2、本发明提供的配电模块用于进行配电动作，被配置包括模块转接连接器、热插拔识别模块和配电动作模块，所述模块转换连接器被配置包括接所述热插拔识别模块的插针一和接电源的插针二，所述热插拔识别模块在所述插针一和所述插针二短接时产生控制信号作用于第一驱动模块使所述配电动作模块动作进行配电。

3、该配电模块配置模块转换连接器，连接器的插针一和插针二分别与热插拔识别模块和电源连接，当插针一和插针二被短接时，电源接入热插拔识别模块，该模块工作产生信号作用作用于第一驱动模块，第一驱动模块驱动配电模块进行配电。通过短接模块转换连接器对应插针，无需切断需经配电动作模块进行配电的电源即可实现配电模块的插拔，实现了在不切断电网电源的情况下实现热插拔。

4、在一些实施方式中，本发明提供的配电模块还被配置包括主控电路模块和用于对所述配电动作模块状态信号进行采集的第一采样模块，所述第一采样模块和所述热插拔识别模块分别与所述主控电路模块连接；所述热插拔识别模块产生的信号和所述第一采样模块产生的信号分别输入所述主控电路模块，所述主控电路模块在所述热插拔识别模块产生的信号下触发动作判断所述第一采样模块是否输入状态信号以判断所述配电动作模块状态，并产生控制信号作用所述热插拔识别模块使其存在输出或无输出作用于所述第一驱动模块以控制所述配电动作模块的动作、停止。经第一采集模块实现了对配电动作模块状态采集，一定程度上防止了因配电动作模块存在故障继续配电动作而造成对配电模块的影响。

5、在一些实施方式中，本发明提供的配电模块还被配置包括用于对所述配电动作模块配电输出电流电压进行采集的第二采集模块，所述第二采集模块与所述主控电路模块连接，所述主控电路模块将所述第二采集模块输入的电流电压值与预设电流电压进行比对，判断是否存在过流、欠压状态，并产生控制信号作用所述热插拔识别模块使其存在输出或无输出作用于所述第一驱动模块以控制所述配电动作模块的动作、停止。一定程度上防止了因配电动作模块输出电流电压存在过流、欠压存在继续驱动配电动作而对负载造成的影响，提高了配电模块的可靠性及稳定性。

6、在一些实施方式中，本发明提供的配电模块还被配置包括用于产生触发信号使所述主控电路模块产生控制信号经第二驱动模块作用于所述配电动作模块使其动作进行配电的触发模块。实现了配电模块工作的可触发性，实用性更强。

7、在一些实施方式中，所述触发模块被配置为带灯按钮，所述带灯按钮按钮动作产生的信号经隔离电路输入所述主控电路模块；或者所述触发模块被配置为通过can总线模块与所述主控电路模块通信连接的上位机。

8、在一些实施方式中，本发明提供的配电模块还被配置包括与所述主控电路模块连接用于数据存储的信息存储模块。

9、在一些实施方式中，本发明提供的配电模块还被配置包括dc-dc电源模块和ldo降压模块.

10、在一些实施方式中，本发明提供的配电模块还被配置包括熔断器，电源经所述熔断器后加载于所述配电动作模块。熔断器在电流超过规定值一段时间后断开，避免了因电流过大而造成配电模块的损坏。

11、本发明在此的另一方面提供一种可热插拔并机的智能配电终端，该终端包括机箱、短接针和安装于所述机箱内的配电模块，所述配电模块被配置为本发明提供的配电模块；所述机箱上装配有机箱转接连接器，所述机箱转接连接器上被配置有分别与模块转换连接器上插针一和插针二连接的插针a和插针b，所述短接针用于插接所述插针a和插针b使所述插针一和所述插针二短接；所述配电模块被配置为一块或两块及以上。

12、本发明提供的一种可热插拔并机的智能配电终端，该终端包括：

13、机箱部分，被配置包括机箱、机箱转接连接器、机箱转接连接器支架、支撑柱、接线柱、面板、输入连接器、输出连接器、接地柱、导向销和机箱把手，所述机箱转接连接器经所述机箱转接连接器支架装配于所述机箱上，所述支撑柱、所述接线柱、所述面板、所述输入连接器、所述输出连接器、所述接地柱、所述导向销和所述机箱把手装配于所述机箱上；

14、配电模块一，

15、配电模块二，以及

16、短接针；

17、所述配电模块一和所述配电模块二分别被配置包括模块支撑板、与所述模块支撑板装配在一起构成用于模块安装的模块面板、模块把手、程序输入端口铭牌、升级测试连接器、带灯按钮、模块电源指示灯、故障状态指示灯、电路模块支撑架、主控电路模块、采样电路模块、dc-dc电源模块、熔断器、模块导向销、模块转接连接器、转接连接器支撑架、接触器、继电器安装支架和功率继电器构成；所述模块把手、所述程序输入端口铭牌、所述升级测试连接器、所述带灯按钮、所述模块电源指示灯及所述故障状态指示灯分别装配于所述模块面板上，所述电路模块支撑架装配于所述模块支撑板上，所述主控电路模块和所述采样电路模块分别装配于所述电路模块支撑架上，所述dc-dc电源模块、所述熔断器、所述转接连接器支撑架、所述接触器、所述继电器安装支架分别装配于所述模块支撑板；所述模块导向销和所述模块转接连接器分别装配于所述转接连接器支撑架上，所述功率继电器装配于所述继电器安装支架上；

18、所述主控电路模块被配置包括有数据处理器、热插拔识别电路、第一驱动电路、第二驱动电路和与所述数据处理器连接用于信号存储的信号存储器，所述模块转换连接器被配置包括接所述热插拔识别模块的插针一和接电源的插针二，所述机箱转接连接器上被配置有与所述插针一和所述插针二电连接的插针a和插针b，所述短接针用于插接所述插针a和所述插针b使两者短接；所述热插拔识别电路与所述第一驱动电路连接，所述第一驱动电路与所述接触器和所述功率继电器电连接用于驱动所述接触器和所述功率继电器动作进行配电输出；所述带灯按钮按钮动作产生的信号经隔离电路输入所述数据处理电路，所述带灯按钮按钮动作时产生信号输入所述数据处理器，所述数据处理器在按钮动作下产生控制信号经隔离电路加载于所述第二驱动电路，所述第二驱动电路与所述接触器和所述功率继电器电连接用于驱动所述接触器和所述功率继电器动作进行配电输出；所述数据处理器还被配置有can总线接口，用于经can总线模块与上位机通信连接，所述数据处理器和所述上位机经所述can总线模块进行数据的读取及指令的下发；

19、所述采样电路模块被配置包括第一采样电路和第二采样电路，所述第一采样电路和所述热插拔识别模块分别与所述数据处理器连接；所述热插拔识别模块产生的信号和所述第一采样电路产生的信号分别输入所述数据处理器，所述数据处理器在所述热插拔识别模块、所述带灯按钮和/或所述上位机产生的信号下触发动作判断所述第一采样模块是否输入状态信号以判断所述判断所述接触器、所述功率继电器状态，并产生控制信号作用所述热插拔识别模块使其存在输出或无输出作用于所述第一驱动电路以控制所述接触器、所述功率继电器的动作、停止；或者产生控制信号经所述隔离电路作用于所述第二驱动电路以控制所述接触器和所述功率继电器的动作、停止；

20、所述第二采样电路用于对所述接触器和所述功率继电器配电输出电流电压进行采集，所述第二采样电路与所述数据处理器连接，所述数据处理器将所述第二采样电路输入的电流电压值与预设电流电压进行比对，判断是否存在过流、欠压状态，并产生控制信号作用所述热插拔识别模块使其存在输出或无输出作用于所述第一驱动电路以控制所述接触器、所述功率继电器的动作、停止，或者产生控制信号经所述隔离电路作用于所述第二驱动电路以控制所述接触器、所述功率继电器的动作、停止；

21、所述dc-dc电源模块用于将电源进行处理后分两路，一路分别为所述带灯按钮、所述隔离电路、所述采样电路模块、所述第一驱动电路、所述第二驱动电路、及所述热插拔识别电路提供工作电压，另一路经ldo降压模块后为所述数据处理器提供工作电压；所述熔断器串联于电源及所述接触器、功率继电器之间；所述升级测试连接器、所述故障状态指示灯分别与所述数据处理器连接；所述输入连接器用于电源输入，所述输出连接器与所述接触器、功率继电器连接，作为配电端口接实现配电。

22、与现有技术相比，本发明具有以下特点：

23、1、可热插拔设计实现了在不切断电网电源的情况下实现维护更换。

24、2、增加了热插拔设计，避免了配电模块插入或脱离箱体实现并机扩容或在线维护时，机箱转接连接器与配电模块之间形成电弧造成电连接器粘连、电弧外喷导致电连接器针脚之间炭化短路或绝缘性能下降、或造成配电模块内部电路器件损坏，同时也能够避免配电模块与箱体之间插拔时形成的电压或电流冲击造成电网电源波动而引起系统中的继电保护装置误动作。

25、3、本发明配电终端采用双冗余设计，双冗余备份式工作机制，为了提高配电终端工作时的可靠性系数，将两组完全相同的配电模块一、配电模块二安装在同一个箱体内部，箱体内的两个配电模块参数完全一致，并具有互换性和独立性，当其中任何一个配电模块出现故障时其自身会自动隔离和下线，而不影响另个一模块的正常运行，每一个配电模块有一套独立的控制单元，各控制单元之间完全独立无耦合关系，互不干涉影响，提高了低压配电终端长时间不间断运行的可靠性，箱体内任何一个配电模块的维护更换不影响另一个配电模块。

26、采用本发明技术方案，本发明的有益效果是：避免了配电模块在线热插拔并机或故障维护时箱体的电气离合位置电弧的产生，同时双模块冗余配电模式提高了系统工作时的可靠性和容错能力，标准化机箱结构实现了配电终端之间的良好互换性，多通道智能配电提升了输出功率配置裁剪的灵活度。