[發(fā)明專利]一種大功率低頻電纜程控輪動矩陣開關(guān)變換系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810898045.3
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109103039B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬寧;劉震;李楨;王希;馬睿;張曉峰;馬亮;朱立穎;詹盼盼;和熊文;田鵬;周懷安;劉治鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計部;北京宇聯(lián)科創(chuàng)技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01H3/32
• 分類號: H01H3/32
• 代理公司: 11009 中國航天科技專利中心
• 代理人: 張歡<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入國

一種大功率低頻電纜程控輪動矩陣開關(guān)變換系統(tǒng)，包括：輪動矩陣開關(guān)母頭、輪動矩陣開關(guān)公頭、程控驅(qū)動器(5)、上位機(jī)；輪動矩陣開關(guān)母頭包括N個絕緣轉(zhuǎn)動盤(4)、排式底座(6)，每個絕緣轉(zhuǎn)動盤(4)圓心處安裝程控驅(qū)動器(5)，上位機(jī)依據(jù)輸入的接點(diǎn)關(guān)系驅(qū)動程控驅(qū)動器(5)，程控驅(qū)動器(5)控制絕緣輪動盤(4)旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的角度與位置后，上位機(jī)控制輪動矩陣開關(guān)公頭與輪動矩陣開關(guān)母頭對接鎖緊，構(gòu)成N級功率通路。本發(fā)明通過程控式輪動結(jié)構(gòu)選通任意芯線，實(shí)現(xiàn)低頻電纜通路批量處理和測試點(diǎn)擴(kuò)展的能力，突破傳統(tǒng)繼電器、集成器件等類型開關(guān)的功率容量限制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種開關(guān)變換系統(tǒng)。

背景技術(shù)

低頻電纜矩陣開關(guān)在航空、航天以及配電工業(yè)自動化占有重要的位置，具有信息交換樞紐的作用。地面檢測設(shè)備的激勵信號通過矩陣開關(guān)控制系統(tǒng)能夠自動切換到被測對象的任意輸入端口；矩陣開關(guān)能夠提高評測系統(tǒng)的自動化程度，從而極大的縮短測試時間、減少測試過程中的人為錯誤。因此，研制自動化程度高、通用性好、性價比高的矩陣開關(guān)是實(shí)現(xiàn)自動測試的重要環(huán)節(jié)。

大功率低頻電纜機(jī)械式矩陣開關(guān)是解決當(dāng)今工業(yè)檢測與科學(xué)試驗(yàn)通盤自動化發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵部件，實(shí)現(xiàn)不同電連接器間多點(diǎn)對多點(diǎn)的大功率、高可靠的自定義程控搭接，主要可解決單機(jī)接口的靜態(tài)測試、低頻電纜加工的正確性檢查、供配電鏈路狀態(tài)切換。實(shí)現(xiàn)供配電鏈路狀態(tài)的程控化搭接是工業(yè)檢測與科學(xué)試驗(yàn)全盤自動化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

當(dāng)前低頻電纜矩陣開關(guān)主要基于傳統(tǒng)繼電器或其它集成器件類型，但存在以下缺陷：因電器件固有屬性受限于傳輸功率容量的限制；因內(nèi)阻效應(yīng)與不同被測條件下發(fā)生較大程度的精度漂移。因此大功率低頻電纜機(jī)械式矩陣開關(guān)是成為當(dāng)前工業(yè)評測自動化的瓶頸技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大功率低頻電纜程控輪動矩陣開關(guān)變換系統(tǒng)，通過程控式輪動結(jié)構(gòu)選通任意芯線，實(shí)現(xiàn)低頻電纜通路批量處理和測試點(diǎn)擴(kuò)展的能力，突破傳統(tǒng)繼電器、集成器件等類型開關(guān)的功率容量限制。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種大功率低頻電纜程控輪動矩陣開關(guān)變換系統(tǒng)，包括：輪動矩陣開關(guān)母頭、輪動矩陣開關(guān)公頭、程控驅(qū)動器、上位機(jī)；輪動矩陣開關(guān)母頭包括N個絕緣轉(zhuǎn)動盤、排式底座，各絕緣輪動盤平行排列在排式底座上，各絕緣輪動盤通過中心軸與排式底座的連接并能夠繞中心軸旋轉(zhuǎn)；每個絕緣轉(zhuǎn)動盤圓心處安裝程控驅(qū)動器，上位機(jī)依據(jù)輸入的接點(diǎn)關(guān)系驅(qū)動程控驅(qū)動器，程控驅(qū)動器控制絕緣輪動盤旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的角度與位置后，上位機(jī)控制輪動矩陣開關(guān)公頭與輪動矩陣開關(guān)母頭對接鎖緊，構(gòu)成N級功率通路；N為正整數(shù)。

所述絕緣轉(zhuǎn)動盤包括導(dǎo)通鎖緊片、絕緣襯底盤；每個絕緣襯底盤圓周邊緣沿周向均勻開有半圓形豁口；導(dǎo)通鎖緊片為條狀結(jié)構(gòu)，一端為圓環(huán)形，導(dǎo)通鎖緊片的圓環(huán)端卡入半圓形豁口內(nèi)，另一端安裝在絕緣襯底盤圓心處。

所述輪動矩陣開關(guān)公頭包括若干導(dǎo)通柱、絕緣板，各導(dǎo)通柱一端沿絕緣板周向與絕緣板連接，每條導(dǎo)通柱上安裝有自動鎖緊裝置；當(dāng)輪動矩陣開關(guān)公頭與輪動矩陣開關(guān)母頭對接鎖緊時，各導(dǎo)通柱分別插入旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)位置處的導(dǎo)通鎖緊片端部的圓環(huán)內(nèi)，并通過上位機(jī)控制自動鎖緊裝置實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通柱與導(dǎo)通鎖緊片的鎖緊和斷開。

所述各導(dǎo)通柱與絕緣板垂直。

所述導(dǎo)通柱的個數(shù)與單個絕緣襯底盤圓盤邊緣的半圓形豁口數(shù)目相同。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明具有高可靠性，采用機(jī)械式結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)，突破傳統(tǒng)矩陣開關(guān)的功率容量限制。

(2)隨著矩陣開關(guān)級數(shù)的增加，本發(fā)明的系統(tǒng)集約成本成準(zhǔn)線性關(guān)系上升，而傳統(tǒng)繼電器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的集約成本與矩陣開關(guān)級數(shù)上升呈平方關(guān)系增加，因此輪動式矩陣開關(guān)相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有低成本、小型化與易拓展的技術(shù)優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為程控輪動矩陣開關(guān)公頭；