一種驅(qū)動控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種驅(qū)動控制電路，該電路包括：第一控制板，第一控制板上集成第一譯碼電路、第一總線控制電路、第一限流電路和第一驅(qū)動電路；第一譯碼電路接收控制指令并進行譯碼后，輸出各個通道的切換控制脈沖電平給第一總線控制電路；第一總線控制電路對各個通道的切換控制脈沖電平進行升壓后發(fā)送給第一限流電路；第一限流電路對升壓后的切換控制脈沖電平分別進行限流保護，并發(fā)送給第一驅(qū)動電路；第一驅(qū)動電路根據(jù)升壓和限流保護后的各個通道的切換控制脈沖電平，向多個通道輸出驅(qū)動控制指令以控制多個通道的導(dǎo)通或關(guān)斷。本發(fā)明的這種驅(qū)動控制電路提高了信號切換的可靠性，電路結(jié)構(gòu)簡化、高度集成，滿足了航天產(chǎn)品小型化、輕量化的使用需求。
【專利說明】一種驅(qū)動控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及星載驅(qū)動控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種驅(qū)動控制電路。

【背景技術(shù)】
[0002]由于天基平臺所處的獨特太空環(huán)境，使得星載電子載荷系統(tǒng)在電波頻譜普查、信息收集等領(lǐng)域具備獨特的、不可替代的地位。出于經(jīng)濟和時效的考慮，目前，星載電子載荷系統(tǒng)一般都兼顧寬譜系、多目標(biāo)設(shè)計。不同的頻段、目標(biāo)都需由專門的天線對應(yīng)接收，這勢必增加了衛(wèi)星載荷天線的數(shù)量，與之對應(yīng)的開關(guān)矩陣就需要把多路偵收信號切換到對應(yīng)的接收通道，這造成了開關(guān)矩陣的切換控制極其繁雜，影響開關(guān)矩陣執(zhí)行切換控制的準(zhǔn)確度和可靠性，基于星載電子系統(tǒng)對信號切換的高可靠性要求，亟需能夠簡化信號切換電路并能夠提供高可靠性驅(qū)動控制方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種驅(qū)動控制電路，能夠簡化信號切換電路并能夠提供高可靠性驅(qū)動控制。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明提供了一種驅(qū)動控制電路，該電路包括:第一控制板，第一控制板上集成有第一譯碼電路、第一總線控制電路、第一限流電路和第一驅(qū)動電路；
[0006]第一譯碼電路，用于接收輸入的控制指令并對控制指令進行譯碼后，輸出各個通道的切換控制脈沖電平給第一總線控制電路；
[0007]第一總線控制電路，用于對各個通道的切換控制脈沖電平進行升壓，并將升壓后的切換控制脈沖電平發(fā)送給第一限流電路；
[0008]第一限流電路，包括設(shè)置在多個通道中的多路限流通道，用于對升壓后的各個通道的切換控制脈沖電平分別進行限流保護，并將限流保護后的各個通道的切換控制脈沖電平發(fā)送給第一驅(qū)動電路；
[0009]第一驅(qū)動電路，用于根據(jù)升壓和限流保護后的各個通道的切換控制脈沖電平，向多個通道輸出驅(qū)動控制指令以控制多個通道的導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0010]可選地，該電路還包括至少一個第二控制板；
[0011]第二控制板上集成有第二譯碼電路、第二總線控制電路、第二限流電路和第二驅(qū)動電路；
[0012]在第一控制板中的第一總線控制電路和第一限流電路之間設(shè)置第一隔離電路；
[0013]在第二控制板中的第二總線控制電路和第二限流電路之間設(shè)置第二隔離電路；
[0014]第一控制板和第二控制板通過第一隔離電路和第二隔離電路相連接，以實現(xiàn)第二控制板對第一控制板的備份冗余。
[0015]可選地，第一隔離電路包括設(shè)置在第一控制板各個通道中的多路隔離通道，每路隔離通道由電阻和二極管串聯(lián)構(gòu)成；
[0016]第二隔離電路包括設(shè)置在第二控制板各個通道中的多路隔離通道，每路隔離通道由電阻和二極管串聯(lián)構(gòu)成；
[0017]第一隔離電路和第二隔離電路對應(yīng)的隔離通道中的二極管的負極一一相連。
[0018]可選地，第二控制板的數(shù)量為兩個；
[0019]第一控制板與兩個第二控制板之間，通過第一控制板上的第一隔離電路和兩個第二控制板上各自的第二隔離電路分別相連接，以實現(xiàn)兩個第二控制板對第一控制板的備份冗余。
[0020]可選地，第一、第二譯碼電路為:現(xiàn)場可編程門陣列FPGA譯碼器。
[0021]可選地，第一、第二隔離電路中電阻的阻值均I千歐姆，二極管均為2CK系列的二極管；
[0022]第一、第二隔離電路中電阻和二極管的質(zhì)量等級均為CAST C級。
[0023]可選地，第一、第二總線控制電路為:宇航級總線控制器。
[0024]可選地，第一、第二限流電路包括設(shè)置在各個通道中的多路限流通道，每路限流通道包括一個限流電阻，限流電阻的阻值均為100歐姆。
[0025]可選地，第一、第二驅(qū)動電路包括設(shè)置在每個控制板各個通道中的多路驅(qū)動通道，每路驅(qū)動通道包括4個達林頓管，4個達林頓管之間兩兩串并連接。
[0026]可選地，驅(qū)動控制電路用于射頻開關(guān)矩陣或者繼電器開關(guān)矩陣的驅(qū)動控制。
[0027]本發(fā)明的這種驅(qū)動控制電路，通過采用冷備份設(shè)計，提高了電路的可靠性；并且使用大規(guī)模、可編程的集成電路作為譯碼電路，簡化了電路結(jié)構(gòu)；通過隔離電路，防止?jié)撨B通電壓的擴散；采用限流電路，保證驅(qū)動電路出現(xiàn)短路等故障時總線電壓的安全。該電路高度集成、結(jié)構(gòu)簡化，并且可靠性高，滿足了航天產(chǎn)品小型化、輕量化的使用需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明一個實施例提供的一種驅(qū)動控制電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0029]圖2是本發(fā)明一個實施例提供的一種驅(qū)動控制電路的電路圖。

【具體實施方式】
[0030]本發(fā)明的核心思想是:針對衛(wèi)星載荷天線的數(shù)量增加，與之對應(yīng)的開關(guān)矩陣需要把多路偵收信號切換到對應(yīng)的接收通道，造成開關(guān)矩陣的切換控制極其繁雜，現(xiàn)有信號切換控制方案可靠性難以保證的問題，提供了一種高可靠性的驅(qū)動控制電路，該驅(qū)動控制電路利用冗余備份思想，在一塊控制板處于工作狀態(tài)進行信號驅(qū)動控制時，同時提供至少一個備用的控制板，確保開關(guān)矩陣信號切換的可靠控制，進而提高了適用于航天產(chǎn)品的開關(guān)矩陣驅(qū)動控制實現(xiàn)信號切換的可靠性。
[0031]圖1是本發(fā)明一個實施例提供的驅(qū)動控制電路的結(jié)構(gòu)框圖，參見圖1，本發(fā)明的這種驅(qū)動控制電路100包括第一控制板，第一控制板上集成有第一譯碼電路101、第一總線控制電路102、第一限流電路103和第一驅(qū)動電路104 ;第一譯碼電路101，用于接收輸入的控制指令，并對控制指令進行譯碼后，輸出各個通道的切換控制脈沖電平給第一總線控制電路102 ;第一總線控制電路102，用于對各個通道的切換控制脈沖電平進行升壓，并將升壓后的切換控制脈沖電平發(fā)送給第一限流電路103 ;第一限流電路103，包括設(shè)置在多個通道中的多路限流通道，用于對升壓后的各個通道的切換控制脈沖電平分別進行限流保護，并將限流保護后的各個通道的切換控制脈沖電平發(fā)送給第一驅(qū)動電路104 ;第一驅(qū)動電路104，用于根據(jù)升壓和限流保護后的各個通道的切換控制脈沖電平，向多個通道輸出驅(qū)動控制指令以控制多個通道的導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0032]由于衛(wèi)星載荷天線的數(shù)量日益增多，星載電子載荷系統(tǒng)通常需要對接收的天線信號進行分時處理，并利用多通道切換的方法進行驅(qū)動控制實現(xiàn)信號的切換，本發(fā)明的這種驅(qū)動控制電路用于包括多個通道對信號進行切換控制的場合，具體的該驅(qū)動控制電路包括一個控制板，外部輸入的控制指令通過控制板上的譯碼電路進行譯碼，輸出切換控制脈沖電平，該控制脈沖電平經(jīng)總線控制電路進行升壓抬升后經(jīng)限流電路接入驅(qū)動電路，控制驅(qū)動電路的導(dǎo)通或者截止，輸出驅(qū)動控制指令以實現(xiàn)信號的切換。該驅(qū)動控制電路簡單、可靠性尚°
[0033]圖2是本發(fā)明一個實施例提供的一種驅(qū)動控制電路的電路圖，參見圖2，在本實施例中，將圖1所示的驅(qū)動控制電路用于開關(guān)矩陣中，以控制開關(guān)矩陣中開關(guān)的導(dǎo)通或者關(guān)斷實現(xiàn)信號的切換控制，該開關(guān)矩陣可以是射頻開關(guān)矩陣或者繼電器開關(guān)矩陣。本發(fā)明的這種驅(qū)動控制電路包括三塊控制板，其中控制板I (即第一控制板)作為當(dāng)前處于工作狀態(tài)的控制板實現(xiàn)信號的切換控制，兩個第二控制板作為控制板I的雙冷備份冗余控制板。為了便于說明，將兩個第二控制板進行區(qū)分為:控制板2和控制板3。在本發(fā)明的一個實施例中，基于系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡化以及能夠完成備份、確保高可靠性切換控制考慮，采用了兩個第二控制板作為備份控制板。
[0034]控制板I上集成有第二譯碼電路11、第二總線控制電路12、第二限流電路14和第二驅(qū)動電路15 ；
[0035]控制板2上集成有第二譯碼電路21、第二總線控制電路22、第二限流電路24和第二驅(qū)動電路25 ；
[0036]控制板3上集成有第三譯碼電路31、第三總線控制電路32、第二限流電路34和第二驅(qū)動電路35 ；
[0037]在控制板I中的第一總線控制電路12和第一限流電路14之間設(shè)置第一隔離電路13 ；
[0038]在控制板2中的第二總線控制電路22和第二限流電路24之間設(shè)置第二隔離電路23 ；
[0039]在控制板3中的第三總線控制電路32和第三限流電路34之間設(shè)置第三隔離電路33 ；
[0040]控制板1、控制板2以及控制板3通過第一隔離電路13、第二隔離電路23以及第三隔離電路33相連接，以實現(xiàn)兩個第二控制板對第一控制板的備份冗余。
[0041]參見圖2，第一隔離電路13包括設(shè)置在控制板I各個通道中的多路隔離通道，每路隔離通道由電阻(R1-R63)和二極管(V1-V63)串聯(lián)構(gòu)成；
[0042]第二隔離電路23包括設(shè)置在控制板2各個通道中的多路隔離通道，每路隔離通道由電阻(R64-R126)和二極管(V64-V126)串聯(lián)構(gòu)成；
[0043]第三隔離電路33包括設(shè)置在控制板3各個通道中的多路隔離通道，每路隔離通道由電阻(R127-R189)和二極管(V127-V189)串聯(lián)構(gòu)成；
[0044]第一隔離電路13、第二隔離電路23以及第三隔離電路33對應(yīng)的隔離通道中的二極管的負極一一相連。具體的，參見圖2，二極管V1、V64和V127的負極連接在一起；二極管V3UV94和V157的負極連接在一起；二極管V63、V126和V189的負極連接在一起。需要說明的是，圖2只是示意性的畫出了每個控制板中由3個電阻和3個二極管分別串聯(lián)組成隔離電路，并將控制板I中的3個二極管的負極與控制板2中的3個二極管的負極、控制板3
中的3個二極管的負極--對應(yīng)連接。實際應(yīng)用中，每一個控制板的隔離電路中的二極管的負極都是與對應(yīng)的控制板的隔離通道中的二極管的負極連接的。另外，本實施例以每個控制板輸出63路控制狀態(tài)為例進行說明。在實際的應(yīng)用中，三個控制板中各自的隔離電路中與對應(yīng)的隔離通道中的二極管負極都是一一連接的。并且，根據(jù)使用的開關(guān)矩陣的規(guī)模，隔離電路、與隔離電路相匹配的限流電路和驅(qū)動電路的數(shù)量不限于本實施例中63路。通過對應(yīng)的隔離通道，將三個控制板之間連接，在其中某一個控制板發(fā)生故障的情況下，控制指令信號可以通過其他兩個控制板相應(yīng)的通道進行驅(qū)動控制，每一個控制板均能獨立實現(xiàn)對切換指令的譯碼并完成切換控制，實現(xiàn)了對控制板I的雙冷備份，增加系統(tǒng)的可靠性。
[0045]在本實施例中，第一譯碼電路11為現(xiàn)場可編程門陣列FPGA譯碼器。在本發(fā)明的其他實施例中也可以選擇其他大規(guī)模、可編程集成電路來實現(xiàn)譯碼和控制脈沖電平的輸出，只要這種集成電路的輸入輸出I/o引腳能夠滿足開關(guān)矩陣的規(guī)模和信號的切換狀態(tài)即可。使用大規(guī)模、可編程的集成電路是為了節(jié)省電路的空間和體積，減輕驅(qū)動控制電路的重量，實現(xiàn)電路元件高度集成滿足航天電子產(chǎn)品小型化和輕量化的使用需求。
[0046]在本實施例中，第一總線控制電路11、第二總線控制電路21、第三總線控制電路31均為宇航級總線控制器，具體型號是164245。
[0047]在本實施例中，第一隔離電路13、第二隔離電路23和第三隔離電路33中的電阻采用的是質(zhì)量等級為CAST C級，阻值為I千歐姆的電阻；二極管采用的是質(zhì)量等級為CAST C級的2CK系列的二極管。
[0048]在本實施例中，第一限流電路14、第二限流電路24和第三限流電路34中的每一路限流通道都包括一個限流電阻(如圖2中示意的電阻R190、電阻R221和電阻R253)，限流電阻的阻值均為100歐姆，質(zhì)量等級均為CAST C級。
[0049]在本實施例中，參見圖2，第一驅(qū)動電路15、第二驅(qū)動電路25和第三驅(qū)動電路35包括設(shè)置在控制板1、控制板2和控制板3上的多路驅(qū)動通道，每路驅(qū)動通道包括4個達林頓管，4個達林頓管之間兩兩串并連接。其中，達林頓管的質(zhì)量等級為CAST C級。每個驅(qū)動通道，采用4個達林管兩兩串并連接的接法防止單個達林頓管開路失效、短路失效時影響整個電路的驅(qū)動性能。圖2只是示意性的示出了每個控制板中的一路驅(qū)動通道，在實際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)開關(guān)矩陣的規(guī)模和信號切換的需要進行配置。
[0050]參見圖2，本發(fā)明的這種驅(qū)動控制電路的工作過程(以控制板I為例)為:外部輸入的切換指令送入現(xiàn)場可編程門陣列FPGA譯碼器11后，由FPGA譯碼器11輸出切換控制脈沖電平，該控制脈沖電平經(jīng)總線控制器12進行電壓抬升后，經(jīng)隔離電路13和限流電路14將信號送入驅(qū)動電路15的基極，控制驅(qū)動電路的導(dǎo)通與截止，改變開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷狀態(tài)，實現(xiàn)信號切換控制。
[0051]其中，控制指令由星載載荷電子系統(tǒng)中的星務(wù)計算機根據(jù)自身的任務(wù)設(shè)置生成，并將該控制指令發(fā)送給控制板上的譯碼器。
[0052]通過上述過程，完成開關(guān)矩陣的復(fù)雜驅(qū)動控制動作，實現(xiàn)了衛(wèi)星天線偵收信號的高可靠切換控制。
[0053]綜上所述，本發(fā)明的這種驅(qū)動控制電路具有以下優(yōu)點:
[0054]1、通過冷備份冗余，提高電路的可靠性；本發(fā)明通過三個控制板的控制端口均可實現(xiàn)獨立驅(qū)動控制，輸出多路控制信號，實現(xiàn)開關(guān)矩陣的驅(qū)動控制。
[0055]2、通過采用隔離電路，防止輸出脈沖電平之間潛連通電壓的擴散。
[0056]3、采用限流電路，保證后級的驅(qū)動電路出現(xiàn)短路故障時總線電壓的安全。
[0057]本發(fā)明的這種驅(qū)動控制電路結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高能夠保證信號切換的準(zhǔn)確度，驅(qū)動電流大、適用廣泛；同時，克服了現(xiàn)有的切換控制實現(xiàn)方法對控制指令進行鎖存、譯碼輸出控制電平，需要較多的I/o控制接口，導(dǎo)致切換電路體積龐大、重量增加不適應(yīng)航天電子產(chǎn)品使用的缺陷。
[0058]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種驅(qū)動控制電路，其特征在于，該電路包括第一控制板，所述第一控制板上集成有第一譯碼電路、第一總線控制電路、第一限流電路和第一驅(qū)動電路； 所述第一譯碼電路，用于接收輸入的控制指令并對所述控制指令進行譯碼后，輸出各個通道的切換控制脈沖電平給所述第一總線控制電路； 所述第一總線控制電路，用于對所述各個通道的切換控制脈沖電平進行升壓，并將升壓后的切換控制脈沖電平發(fā)送給所述第一限流電路； 所述第一限流電路，用于對升壓后的所述各個通道的切換控制脈沖電平分別進行限流保護，并將限流保護后的所述各個通道的切換控制脈沖電平發(fā)送給所述第一驅(qū)動電路；所述第一驅(qū)動電路，用于根據(jù)升壓和限流保護后的所述各個通道的切換控制脈沖電平，向多個通道輸出驅(qū)動控制指令以控制多個通道的導(dǎo)通或關(guān)斷。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動控制電路，其特征在于，該電路還包括至少一個第二控制板； 所述第二控制板上集成有第二譯碼電路、第二總線控制電路、第二限流電路和第二驅(qū)動電路； 在所述第一控制板中的所述第一總線控制電路和所述第一限流電路之間設(shè)置第一隔離電路； 在所述第二控制板中的所述第二總線控制電路和所述第二限流電路之間設(shè)置第二隔離電路； 所述第一控制板和所述第二控制板通過所述第一隔離電路和所述第二隔離電路相連接，以實現(xiàn)所述第二控制板對所述第一控制板的備份冗余。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述第一隔離電路包括設(shè)置在所述第一控制板各個通道中的多路隔離通道，每路隔離通道由電阻和二極管串聯(lián)構(gòu)成； 所述第二隔離電路包括設(shè)置在所述第二控制板各個通道中的多路隔離通道，每路隔離通道由電阻和二極管串聯(lián)構(gòu)成； 所述第一隔離電路和所述第二隔離電路對應(yīng)的隔離通道中的二極管的負極一一相連。
4.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述第二控制板的數(shù)量為兩個； 所述第一控制板與兩個所述第二控制板之間，通過所述第一控制板上的第一隔離電路和兩個所述第二控制板上各自的第二隔離電路分別相連接，以實現(xiàn)兩個所述第二控制板對所述第一控制板的備份冗余。
5.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述第一、第二譯碼電路為:現(xiàn)場可編程門陣列FPGA譯碼器。
6.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述第一、第二隔離電路中電阻的阻值均I千歐姆，二極管均為2CK系列的二極管； 所述第一、第二隔離電路中電阻和二極管的質(zhì)量等級均為CAST C級。
7.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述第一、第二總線控制電路為:宇航級總線控制器。
8.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述第一、第二限流電路包括設(shè)置在各個通道中的多路限流通道，每路限流通道包括一個限流電阻，所述限流電阻的阻值均為100歐姆。
9.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述第一、第二驅(qū)動電路包括設(shè)置在每個控制板各個通道中的多路驅(qū)動通道，每路驅(qū)動通道包括4個達林頓管，所述4個達林頓管之間兩兩串并連接。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項所述的驅(qū)動控制電路，其特征在于，所述驅(qū)動控制電路用于射頻開關(guān)矩陣或者繼電器開關(guān)矩陣的驅(qū)動控制。
【文檔編號】G05B19/042GK104460423SQ201410603307
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】孟俊鋒, 吳晏平, 厲文廣 申請人:中國電子科技集團公司第三十六研究所