[实用新型]用于氢燃料电池系统的电能启动模块的充电控制电路

说明书

用于氢燃料电池系统的电能启动模块的充电控制电路，属于临近空间飞行器领域，本实用新型为解决传统的锂电池充电控制电路结构复杂，故障率高，不适用于空间飞行器环境的问题。本实用新型方案：电能输出模块还将一部分电能输出给电能启动模块，电能启动模块的充电控制电路包括NCP1200脉宽调制控制器IC1、光耦IC2、NE555时基集成电路IC3、R5402锂芯电池电压保护芯片IC4、中间继电器KA、电阻R1～电阻R8、电解电容C1～C4、电容C5～C6、二极管VD1～VD3、发光二极管LED1～LED2、稳压二极管Vs、三极管VT1～VT3、NMOS晶体管N1和变压器T1。

技术领域

本实用新型属于临近空间飞行器领域。

背景技术

临近空间是指介于普通航空飞行器最高飞行高度和天基卫星最低轨道高度之间的空域。国内一般定义临近空间为离地球表面约20-120km的空域，临近空间飞行器是能够飞行在临近空间执行特定任务的一种飞行器，既能比卫星提供更多更精确的信息，并节省使用卫星的费用，又能比通常的航空器减少遭地面敌人攻击的机会。临近空间飞行器能快速飞行在敌方战区上空而不易被敌方防空监视系统发现，从而为作战指挥官提供不间断的监视情报，以增强其对战场情况的了解能力。部署这种高空飞行器，成本低、时间快，适合现代战争的需求。

由于临近空间飞行器的特殊使用环境，其能源供给主要是清洁类的，比如对环境无污染的氢燃料电池，氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极。氢燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等)，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。

现有的氢燃料系统大概包括以下几个部分：系统壳体，所述系统壳体内设有氢气供给模块、氢燃料电池模块、锂离子电池模块、电控模块和输出模块，氢气供给模块为氢燃料电池模块提供氢气能源；锂离子电池模块为氢燃料电池模块提供启动电能；电控模块对其它模块发布指令及状态的实时监控，输出模块将氢燃料电池模块产生的电能输出到外部设备。

其中氢燃料电池的启动模块是由锂离子电池模块来完成的，现有的锂离子电池充电控制电路复杂，大多采用可编程逻辑器件，故障率高，不适用于临近空间飞行器这种特殊环境中。

发明内容

本实用新型目的是为了解决传统的锂电池充电控制电路采用可编程逻辑器件，导致故障率高，不适用于临近空间飞行器环境的问题，提供了一种用于氢燃料电池系统的电能启动模块的充电控制电路。

本实用新型所述用于氢燃料电池系统的电能启动模块的充电控制电路包括NCP1200脉宽调制控制器IC1、光耦IC2、NE555时基集成电路IC3、R5402锂芯电池电压保护芯片IC4、中间继电器KA、电阻R1～电阻R8、电解电容C1～C4、电容C5～C6、二极管VD1～VD3、发光二极管LED1、发光二极管LED2、稳压二极管Vs、PNP三极管VT1、NPN三极管VT2、NPN三极管VT3、NMOS晶体管N1和变压器T1；

氢燃料电池系统中的电能输出模块的正极输出端通过中间继电器KA常闭触点同时连接NCP1200脉宽调制控制器IC1的16脚、8脚和变压器T1原边线圈的异名端；电能输出模块的负极输出端同时连接NCP1200脉宽调制控制器IC1的4脚、电解电容C1的负极、电阻R1的一端和光耦IC2的负极输出端；

NCP1200脉宽调制控制器IC1的2脚连接光耦IC2的正极输出端；NCP1200脉宽调制控制器IC1的3脚同时连接电阻R1的另一端和NMOS晶体管N1的源极；NCP1200脉宽调制控制器IC1的6脚连接电解电容C1的正极；NCP1200脉宽调制控制器IC1的5脚连接NMOS晶体管N1的栅极；NMOS晶体管N1的漏极连接变压器T1原边线圈的同名端；