本发明涉及航空电子设备领域,具体而言,涉及一种应用于飞机驾驶舱内的机载电子终端充电模块。
背景技术:
:航空飞机的驾驶依赖于各种高精密度电子设备,在驾驶航行过程中,飞行员时常需要通过一些电子终端进行数据的记录或其他操作。在长时间的航行过程中,为保障电子终端的正常工作,电子终端需要与机载电源连接进行充电。此时就需要通过机载电子终端充电模块将飞机提供的电源转换为适用于电子终端的电源。传统的电子终端供电方式,不能实现对输出电流的实时检测和控制,输出电流难以稳定,充电安全性低,不适用于对电子设备各项性能精密度要求较高的飞机驾驶舱。技术实现要素:为了克服现有技术中的上述不足,本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于航空飞机驾驶舱的机载电子终端充电模块。本发明提供的一种机载电子终端充电模块,应用与于航空飞机上的电子终端连接,所述机载电子终端充电模块包括:输入保护单元、电压转换单元、输出保护单元、第一输出接口单元、通信单元及处理器。所述输入保护单元的输入端与飞机的机载电源连接,输出端与所述电压转换单元连接,用于限制输入电压,保护后级电路。所述电压转换单元与所述输出保护单元连接,所述电压转换单元将从所述输入保护单元接收的电能经降压处理后供给所述输出保护单元。所述输出保护单元与所述第一输出接口单元连接,控制从所述第一输出接口单元出的电流在预设的电流值范围内,所述输出保护单元还与所述处理器连接,所述输出保护单元检测输出的电流值大小,并将输出电流值发送给所述处理器,所述处理器根据所述输出电流值控制所述输出保护单元接通或断开电能输出。所述第一输出接口单元包括第一电能输出端口,所述第一电能输出端口与所述输出保护单元连接,所述第一电能输出端口用于与外接的电子终端连接,所述输出保护单元通过所述第一电能输出端口将电能输送给所述电子终端。所述通信单元与所述处理器连接,建立所述机载电子终端充电模块与上位机间的数据通信,所述处理器通过所述通信单元将所述机载电子终端充电模块的工作状态信息发送至上位机,或从上位机接收控制指令。进一步地,在上述机载电子终端充电模块中,所述机载电子终端充电模块还包括一存储单元,所述存储单元与所述处理器连接。所述第一输出接口单元还包括第一数据端口,所述第一数据端口与所述处理器连接,所述处理器通过所述第一数据端口与所述电子终端通信连接。所述通信单元包括以太网通信模组,所述处理器根据所述太网通信模组从所述上位机获得的控制指令,将从所述电子终端获取数据存入所述存储单元,或将所述存储单元中的数据发送给所述电子终端。进一步地,在上述机载电子终端充电模块中,所述机载电子终端充电模块还包括用于对通信端口进行静电防护的第一静电防护单元及第二静电防护单元。所述第一静电防护单元与所述通信单元连接,所述第二静电防护单元与所述第一数据端口连接。进一步地,在上述机载电子终端充电模块中,所述输出保护单元包括电流检测模组及输出控制模组。所述电流检测模组的输入端与所述电压转换单元连接。所述电流检测模组的输出端与所述输出控制模组连接,所述电流检测模组还与所述处理器连接,所述电流检测模组将检测到的输出电流值发送至所述处理器。所述输出控制模组与所述第一输出接口单元连接,控制从所述第一输出接口单元输出电流值在预设的电流值范围之内。所述输出控制模组还与所述处理器连接,所述处理器在所述输出电流值大于一预设电流阈值时控制所述输出控制模组断开电能输出。进一步地,在上述机载电子终端充电模块中,所述机载电子终端充电模块还包括第二输出接口单元,所述第二输出接口单元包括第二电能输出端口。所述电流检测模组包括第一电流检测子模组及第二电流检测子模组。所述第一电流检测子模组及第二电流检测子模组与所述电压转换单元连接。所述第一电流检测子模组及第二电流检测子模组还分别与所述处理器连接,将检测到的输出电流值发送给所述处理器。所述输出控制模组包括与所述第一电流检测子模组连接的第一输出控制子模组,及与所述第二电流检测子模组连接的第二输出控制子模组。所述第一输出控制子模组与所述第一电能输出端口连接,控制从第一电能输出端口输出的电流值为第一额定电流值。所述第二输出控制子模组与所述第二电能输出端口连接,控制从第二电能输出端口输出的电流值为第二额定电流值。进一步地,在上述机载电子终端充电模块中,所述第一输出接口单元还包括第一接口识别模组,所述第二输出接口单元还包括第二接口识别模组及第二数据端口。所述第一接口识别模组与所述第一数据端口连接,在所述第一数据端口上提供一用于供电子终端识别所述第一电能输出端口输出电流等级的第一识别电压。所述第二接口识别模组与所述第二数据端口连接,在所述第二数据端口上提供一用于供电子终端识别所述第二电能输出端口输出电流等级的第二识别电压。进一步地,在上述机载电子终端充电模块中,所述机载电子终端充电模块还包括温度检测单元。所述温度检测单元设置于所述机载电子终端充电模块内部,所述温度检测单元与所述处理器连接。所述处理器在所述温度检测单元检测到的温度超过一温度阈值时,控制所述输出保护单元断开电能输出。进一步地,在上述机载电子终端充电模块中,所述机载电子终端充电模块还包括工作状态显示单元。所述工作状态显示单元与所述处理器连接,所述处理器通过所述工作状态显示所述机载电子终端充电模块各部分的工作状态。所述通信单元还包括调光信号接收模组。所述调光信号接收模组与所述处理器连接,所述处理器通过所述调光信号接收模组接收上位机发送的调光信号,并根据所述调光信号调整所述工作状态显示单元的显示亮度。进一步地,在上述机载电子终端充电模块中,所述通信单元还包括通信地址接收模组。所述通信地址接收模组与所述处理器连接,所述处理器根据所述通信地址接收模组接收到的地址信号设置所述通信单元的以太网通信地址。进一步地,在上述机载电子终端充电模块中,所述输入保护单元包括:保险管,用于在短路时切断所述充电模组与机载电源间的连接。输入限制电路,用于对输入所述机载电子终端充电模块的电压进行滤波、限制浪涌电压、防过压保护或防过流保护。相对于现有技术而言,本发明具有以下有益效果:本发明提供的一种机载电子终端充电模块,通过依次连接的所述输入保护单元、电压转换单元、输出保护单元及第一输出接口单元,将机载电源转换为适用于电子终端的稳定电源并供给电子终端。一方面通过所述充电输出模块稳定输出电流值。另一方面通过所述输出保护单元实时检测输出的电流值信息,由所述处理器根据所述电流值信息控制所述输出保护单元接通或断开电能输出,并将所述机载电子终端充电模块的工作状态信息发送至上位机,或从上位机接收控制指令。如此,保障了所述机载电子终端充电模块的安全性、稳定性及功能性满足在航空飞机机舱内使用的各项技术要求。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本发明实施例提供的机载电子终端充电模块结构框图之一;图2为本发明实施例提供的电压转化单元具体结构示意图;图3为本发明实施例提供的输出保护单元及第一输出接口单元具体结构示意图;图4为本发明实施例提供的两路输出接口结构示意图;图5为本发明实施例提供的接口识别模组连接示意图;图6为本发明实施例提供的机载电子终端充电模块结构框图之二。图标:100-机载电子终端充电模块;110-输入保护单元;120-电压转换单元;121-第一电压转换单元;122-第二电压转换单元;130-输出保护单元;131-电流检测模组;1311-第一电流检测子模组;1312-第二电流检测子模组;132-输出控制模组;1321-第一输出控制子模组;1322-第二输出控制子模组;140-通信单元;150-处理器;160-第一输出接口单元;161-第一电能输出端口;162-第一数据端口;163-第一接口识别模组;170-第二输出接口单元;171-第二电能输出端口;172-第二数据端口;173-第二接口识别模组;180-存储单元;191-第一静电防护单元;192-第二静电防护单元;210-温度检测单元;220-工作状态显示单元;400-电子终端;500-上位机;600-机载电源。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。请参照图1,图1为本实施例提供的一种机载电子终端充电模块100的结构框图,所述机载电子终端充电模块100包括:输入保护单元110、电压转换单元120、输出保护单元130、第一输出接口单元160、通信单元140及处理器150。所述输入保护单元110的输入端与飞机的机载电源600连接,输出端与所述电压转换单元120连接,用于对输入电压进行限制,以保护后级电路。具体地,在本实施列中,所述输入保护单元110包括:保险管,用于在短路时切断所述充电模组与机载电源600间的连接。在本实施例中,采用2a/123v的保险管,在短路情况下实现熔断保护。输入限制电路,用于对输入所述机载电子终端充电模块100的电压进行滤波、限制浪涌电压、防过压保护或防过流保护。所述电压转换单元120与所述输出保护单元130连接,所述电压转换单元120将从所述输入保护单元110接收的电能经降压处理后供给所述输出保护单元130。具体地,请参照图2,所述电压转换单元120包括第一电压转换单元121及第二电压转换单元122。所述第一电压转换单元121与所述输入保护单元110连接,将输入保护单元110输入的28v直流电压进行降压处理,转换为5v直流电压,并与所述输出保护单元130连接,将5v直流电压传输给所述输出保护单元130。所述第二电压转换单元122与所述第一电压转换单元121连接,将从所述第一电压转换单元121获得的5v直流电压进行降压处理,转换为3.3v直流电压,并供给所述处理器150及相关电路。所述输出保护单元130与所述第一输出接口单元160连接,控制从所述第一输出接口单元160出的电流在预设的电流值范围内,所述输出保护单元130还与所述处理器150连接,所述输出保护单元130检测输出的电流值大小,并将输出电流值发送给所述处理器150,所述处理器150根据所述输出电流值控制所述输出保护单元130接通或断开电能输出。所述第一输出接口单元160包括第一电能输出端口161,所述第一电能输出端口161与所述输出保护单元130连接,所述第一电能输出端口161用于与外接的电子终端400连接,所述输出保护单元130通过所述第一电能输出端口161将电能输送给所述电子终端400。在本实施列中,所述第一输出接口单元160为usb接口,包括第一电能输出端口161(即usb接口的vbus和gnd端口)及第一数据端口162(即usb接口的d 和d-端口)。所述电子终端400通过usb连接线与所述第一输出接口单元160连接,从所述第一电能输出端口161获得5v直流电能。具体地,请参照图3,所述输出保护单元130包括电流检测模组131及输出控制模组132。所述电流检测模组131的输入端与所述电压转换单元120连接,输出端与所述输出控制模组132连接。所述电流检测模组131还与所述处理器150连接,所述电流检测模组131将检测到的输出电流值发送至所述处理器150。所述电流检测模组131的输出端与所述第一电能输出端口161,控制从所述第一电能输出端口161输出的电流在预设的电流值范围之内。所述输出控制模组132还与所述处理器150连接,所述处理器150在所述输出电流值大于一预设电流阈值时控制所述输出控制模组132断开电能输出。具体地,在本实施例中,所述电流检测模组131串联于所述电压转换单元120与所述输出控制模组132之间,检测输出的电流值,并将所述输出电流值发送给所述处理器150。一方面,所述输出控制模组132用于对所述电压转换单元120输出的电压进行限流,根据外接预设的额定功率,将输出电流限制在所述预设电流值范围内。另一方面,所述输出控制模组132还与所述处理器150连接,所述处理器150设置有所述预设电流阈值,例如,本实施例中,当所述电子终端400为ipad时,所述预设电流阈值可以设置为3.1a。在设备故障或短路的情况下,输出电流高于所述预设电流阈值时,所述处理器150控制所述输出控制模组132断开电能输出,以保护外接的所述电子终端400。所述通信单元140与所述处理器150连接,建立所述机载电子终端充电模块100与上位机500间的数据通信,所述处理器150通过所述通信单元140将所述机载电子终端充电模块100的工作状态信息发送至上位机500,或从上位机500接收控制指令。具体地,所述处理器150将所述机载电子终端充电模块100的工作状态信息通过所述通信单元140发送给所述上位机500,所述工作状态信息可以包括,但不限于所述电流值信息、所述输出控制模组132的接通/断开状态信息等。所述处理器150还可以从所述上位机500接收控制命令,控制所述输出控制模组132接通或断开。进一步地,请再次参考图3,所述机载电子终端充电模块100还包括一存储单元180,所述存储单元180与所述处理器150连接。所述存储单元180可以是,但不限于,随机存取存储器(randomaccessmemory,ram),只读存储器(readonlymemory,rom),可编程只读存储器(programmableread-onlymemory,prom),可擦除只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory,eprom),电可擦除只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory,eeprom)等。所述第一数据端口162(即usb接口的d 和d-端口)与所述处理器150连接,所述处理器150通过所述第一数据端口162与所述电子终端400通信连接。所述通信单元140包括以太网通信模组,所述处理器150通过所述太网通信模组与所述上位机500建立通信连接。所述上位机500可以向所述机载电子终端充电模块100发送控制指令,将从所述电子终端400获取数据存入所述存储单元180,或将所述存储单元180中的数据发送给所述电子终端400。进一步地,所述机载电子终端充电模块100还包括用于对通信端口进行静电防护的第一静电防护单元191及第二静电防护单元192。在高速数据传输的过程中,接入的电子终端400可能带有静电,为了防止静电对所述机载电子终端充电模块100的数据接口造成损坏,在所述以通信单元140上连接有所述第一静电防护单元191,在所述第一数据端口162上连接有所述第二静电防护单元192。在本实施例中,所述第一静电防护单元191对所述以太网通信模组上电平高于6v或低于0v的信号做接地处理,所述第二静电防护单元192对所述第一数据端口162上电平高于5.5v或低于-0.95v的信号做接地处理。进一步地,请参照图4,所述机载电子终端充电模块100还包括第二输出接口单元170,所述第二输出接口单元170包括第二电能输出端口171。在本实施例中,所述第二输出接口单元170为usb接口。所述电流检测模组131包括第一电流检测子模组1311及第二电流检测子模组1312。所述第一电流检测子模组1311及第二电流检测子模组1312与所述电压转换单元120连接。所述第一电流检测子模组1311及第二电流检测子模组1312还分别与所述处理器150连接。所述输出控制模组132包括与所述第一电流检测子模组1311的输出端连接的第一输出控制子模组1321,及与所述第二电流检测子模组1312的输出端连接的第二输出控制子模组1322。所述第一输出控制子模组1321与所述第一电能输出端口161连接所述第二输出控制子模组1322与所述第二电能输出端口171连接。所述第一输出控制子模组1321控制所述第一电能输出端口161输出的电流值为第一额定电流值,所述第二输出控制子模组1322控制所述第二电能输出端口171输出的电流值为第二额定电流值。在本实施例中,所述第一额定电流值可以设置为2.1a,所述第二额定电流值可以设置为1a。进一步地,请参考图5,由于所述第一输出接口单元160与所述第二输出接口单元170提供不同的输出额定电流,为使接入的所述电子终端400能识别不同的输出额定电流,设计在所述第一输出接口单元160与第二输出接口单元170接口处分别连接第一接口识别模组163及第二接口识别模组173,以方便所述电子终端400识别不同的输出额定电流,从而进行电子终端400自身的充电限流。具体地,所述第一输出接口单元160还包括第一接口识别模组163,所述第二输出接口单元170还包括第二数据端口172及第二接口识别模组173。所述第一接口识别模组163与所述第一数据端口162连接,在所述第一数据端口162上提供一用于供电子终端400识别所述第一电能输出端口161输出电流等级的第一识别电压。所述第二接口识别模组173与所述第二数据端口172连接,在所述第二数据端口172上提供一用于供电子终端400识别所述第二电能输出端口171输出电流等级的第二识别电压。具体地,在本实施例中,通过在所述第一数据端口162和第二数据端口172的d 和d-端口上接入不同等级的电压,以区别所述第一输出接口单元160与所述第二输出接口单元170不同的额定电流输出等级。以外接的所述电子设备为苹果系列设备为例,所述第一识别电压与所述第二识别电压的设置如表1。数据端口d 电压d-电压第二数据端口2v2.7v第一数据端口2.7v2v表1进一步地,请参考图6,所述机载电子终端充电模块100还可以包括温度检测单元210。所述温度检测单元210设置与所述机载电子终端充电模块100内部,所述温度检测单元210与所述处理器150连接。所述处理器150在所述温度检测单元210检测到的温度超过一温度阈值时,控制所述输出保护单元130断开电能输出。具体地,在本实施例中,所述处理器150在接收到所述温度检测单元210检测到的所述机载电子终端充电模块100内部温度超过85℃时,控制所述输出保护单元130断开电能输出;在所述机载电子终端充电模块100内部温度低过75℃时,控制所述输出保护单元130回复电能输出。进一步地,请再次参照图6,所述机载电子终端充电模块100还包括工作状态显示单元220;所述工作状态显示单元220与所述处理器150连接,所述处理器150通过所述工作状态显示所述机载电子终端充电模块100各部分的工作状态。所述工作状态信息可以包括,但不限于所述电流值信息、所述输出控制模组132的接通/断开状态信息等在本实施例中,所述工作状态显示单元220可以为与不同工作状态对应的多个led灯,也可以为显示所述工作状态的lcd显示器。所述通信单元140还包括调光信号接收模组,所述调光信号接收模组与所述处理器150连接,所述处理器150通过所述调光信号接收模组接收上位机500发送的调光信号,并根据所述调光信号调整所述工作状态显示单元220的显示亮度。进一步地,所述通信单元140还包括通信地址接收模组。所述通信地址接收模组与所述处理器150连接,所述处理器150根据所述通信地址接收模组接收到的地址信号设置所述通信单元140的以太网通信地址。在本实施例中,所述处理器150根据所述通信地址接收模组接收到的信息对以太网物理地址进行相应配置,不同的所述充电模组通过不同的以太网物理地址相互区分,使不同所述机载电子终端充电模块100之间可以通过以太网进行数据通信传输。综上所述,发明提供的一种机载电子终端充电模块100,一方面通过依次连接的所述输入保护单元110、电压转换单元120及输出保护单元130的保护机制,将机载电源600转换为适用于电子终端400的稳定电源并供给电子终端400。另一方面还提供所述存储单元180用以与所述电子设备进行数据交互,并通过温度检测单元210、第一静电防护单元191、第二静电防护单元192对所述机载电子终端充电模块100进行进一步保护,通过工作状态显示单元220及通信单元140显示或向上位机500发送所述机载电子终端充电模块100的工作状态,以保证所述机载电子终端充电模块100的使用安全性。如此,保障了所述机载电子终端充电模块100的安全性、稳定性及功能性满足在航空飞机机舱内使用的各项技术要求。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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