一種星上指令驅動擴容電路的制作方法
【專利摘要】一種星上指令驅動擴容電路，包括電磁繼電器線包限流電路、電磁繼電器線包泄放電路、開機或者關機指令擴容電路；電磁繼電器線包限流電路對加電指令脈沖或者斷電指令脈沖進行限流，開機或者關機指令擴容電路將一次母線回線與二次電源的指令開關電路中的繼電器加電線包或者斷電線包連通，電磁繼電器線包泄放電路對開機或者關機指令擴容電路進行電荷泄放。本發(fā)明通過使用開機或者關機指令擴容電路中的電磁繼電器驅動指令開關電路中的磁保持繼電器，避免了采用傳統(tǒng)數字邏輯電路因空間輻射給星載衛(wèi)星載荷電源帶來的不穩(wěn)定和早期失效等影響，具有較好的適用性。
【專利說明】
一種星上指令驅動擴容電路
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種控制電路，特別是一種星上指令驅動擴容電路。
【背景技術】
[0002]隨著航天電源向多輸出、多步時序控制的方向發(fā)展，而整星遙控單元有限的輸出能力又將阻礙這一發(fā)展，因此提高指令驅動能力成為解決這一問題的一個方法。繼電器是航天電源中的主要電子元器件之一，其可靠開通與關斷將直接影響電源系統(tǒng)的可靠性。指令驅動功率低是由整星遙控單元提供的驅動電流一般不大于200mA，而航天電源需要驅動的繼電器數量多造成的。隨著多輸出航天電源的發(fā)展和對時序要求的增加，多步時序控制電路中繼電器的數量也相應增加，對指令脈沖的驅動能力也提出了更高的要求，而由于整星遙控單元提供的驅動電流最大值是固定的，所以必須在航天電源內部的指令接口電路中增加指令驅動擴容電路，由指令脈沖和一次母線共同作用，實現對多輸出航天電源的正常開關機。
[0003]航天電源的時序要求決定了它必須具有指令驅動電路，而指令驅動電路一般由繼電器觸點的閉合與斷開實現，繼電器的閉合與斷開由加在繼電器線圈兩端的指令脈沖控制。只有當指令脈沖的幅值和驅動電流均滿足繼電器線圈的工作條件時，繼電器動觸點動作，才能控制航天電源的開關，而整星遙控單元只能提供不大于200mA的驅動電流，要想驅動更多的繼電器，必須增加指令驅動擴容電路，通過借用一次母線的能量擴大指令的驅動能力。目前的指令驅動擴容技術大多通過單片機控制光耦來實現，由于該電路屬于數字邏輯電路，需要考慮空間輻射和單粒子效應對其影響。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供了一種通過使用開機或者關機指令擴容電路中的電磁繼電器驅動指令開關電路中的磁保持繼電器，避免了采用傳統(tǒng)數字邏輯電路因空間輻射給星載衛(wèi)星載荷電源帶來不穩(wěn)定和早期失效問題的星上指令驅動擴容電路。
[0005]本發(fā)明的技術解決方案是:一種星上指令驅動擴容電路，包括電磁繼電器線包限流電路、電磁繼電器線包泄放電路、開機或者關機指令擴容電路，其中
[0006]電磁繼電器線包限流電路，接收加電指令脈沖后進行限流，得到限流后的加電指令脈沖并送至開機或者關機指令擴容電路;接收斷電指令脈沖后進行限流，得到限流后的斷電指令脈沖并送至開機或者關機指令擴容電路；
[0007]開機或者關機指令擴容電路，接收加電指令脈沖后，將連通的一次母線回線與二次電源的指令開關電路中的繼電器加電線包連通，實現二次電源開機;接收斷電指令脈沖后，將連通的一次母線回線與二次電源的指令開關電路中的繼電器斷電線包連通，實現二次電源關機;所述的指令開關電路包括二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、二極管D8、電阻R3、電阻R4、繼電器K3，其中，電阻R3、電阻R4并聯(lián)，并聯(lián)后一端接一次母線正線，二極管D3陽極接二極管D5陽極、繼電器K3中斷電線包一端，陰極接二極管D4陽極，二極管D4陰極接繼電器Κ3中斷電線包另一端、電阻R3、電阻R4并聯(lián)另一端、繼電器Κ3中加電線包一端，繼電器Κ3中加電線包另一端接二極管D6陽極、二極管D7陽極，二極管D7陰極接二極管D8陽極，二極管D8陰極接繼電器Κ3中加電線包一端，當二次電源開機時，二極管D6陰極接一次母線回線，當二次電源關機時，二極管D5陰極接一次母線回線。
[0008]電磁繼電器線包泄放電路，當開機或者關機指令擴容電路接收到加電指令脈沖或者斷電指令脈沖后，對開機或者關機指令擴容電路進行電荷泄放。
[0009]所述的電磁繼電器線包限流電路包括電阻R1、電阻R2，其中，電阻R1、電阻R2并聯(lián)，并聯(lián)后一端接加電指令脈沖或者斷電指令脈沖，另一端輸出限流后的加電指令脈沖或者斷電指令脈沖。
[0010]所述的開機或者關機指令擴容電路包括繼電器Κ1、繼電器Κ2，繼電器Kl包括第一動觸點、第一靜觸點、第二動觸點、第二靜觸點、第一線包，第一動觸點、第一靜觸點組成第一觸點組，第二動觸點、第二靜觸點組成第二觸點組，繼電器Κ2包括第三動觸點、第三靜觸點、第四動觸點、第四靜觸點、第二線包，第三動觸點、第三靜觸點組成第三觸點組，第四動觸點、第四靜觸點組成第四觸點組，繼電器K1、繼電器Κ2串聯(lián)，第一觸點組、第二觸點組并聯(lián)，第三觸點組、第四觸點組并聯(lián)，第三靜觸點、第四靜觸點接一次母線回線，當實現二次電源開機時，第一動觸點接二次電源的指令開關電路中繼電器加電線包，當實現二次電源關機時，第一動觸點接二次電源的指令開關電路中繼電器斷電線包，第一線包接收加電指令脈沖或者斷電指令脈沖后，第一動觸點與第一靜觸點、第二動觸點與第二靜觸點、第三動觸點與第三靜觸點、第四動觸點與第四靜觸點同時連通。
[0011 ] 所述的電磁繼電器線包泄放電路包括二極管Dl、二極管D2，二極管DI陽極接二極管D2陰極，二極管Dl陰極接第一線包接收加電指令脈沖或者斷電指令脈沖的一端、第二線包一端，二極管D2陽極接第一線包另一端、第二線包另一端。
[0012]所述的開機或者關機指令擴容電路中的繼電器為電磁繼電器。
[0013]所述的指令開關電路中繼電器為磁保持繼電器。
[0014]所述的電磁繼電器為T26PYS電磁繼電器。
[0015]所述的磁保持繼電器為TL26PYS磁保持繼電器。
[0016]本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點在于:
[0017](I)本發(fā)明通過使用開機或者關機指令擴容電路中的電磁繼電器驅動指令開關電路中的磁保持繼電器，避免了采用傳統(tǒng)數字邏輯電路因空間輻射給星載衛(wèi)星載荷電源帶來的不穩(wěn)定和早期失效等影響；
[0018](2)本發(fā)明通過在開機或者關機指令擴容電路中采用兩個電磁繼電器串聯(lián)使用、電磁繼電器自身的兩組觸點并聯(lián)使用，增強了宇航電源開關的可靠性；
[0019](3)本發(fā)明與現有技術相比，通過借助一次母線的功率驅動磁保持繼電器，提高了指令驅動電路的驅動能力。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種星上指令驅動擴容電路結構原理圖。
【具體實施方式】
[0021]為了提高航天電源的指令驅動能力，實現多路輸出的可靠加斷電，本發(fā)明提出一種星上指令驅動擴容電路，通過驅動兩只串聯(lián)的電磁繼電器來間接驅動多個磁保持繼電器，其中，為了保證航天電源的可靠性要求，本發(fā)明驅動擴容電路中繼電器觸點一般采用串并聯(lián)的方式。本發(fā)明驅動擴容電路采用了兩只電磁繼電器進行串聯(lián)，每只電磁繼電器的兩組觸點再分別并聯(lián)，另外在電路實現的過程中，通過繼電器的串并聯(lián)達到冗余設計的目的。
[0022]本發(fā)明指令驅動擴容電路包括電磁繼電器線包限流電路、電磁繼電器線包泄放電路、開機或者關機指令擴容電路。電磁繼電器線包限流電路包括電阻R1、電阻R2，其中，電阻R1、電阻R2并聯(lián)，并聯(lián)后一端接加電指令脈沖或者斷電指令脈沖，另一端輸出限流后的加電指令脈沖或者斷電指令脈沖;開機或者關機指令擴容電路包括繼電器K1、繼電器K2，繼電器Kl包括第一動觸點、第一靜觸點、第二動觸點、第二靜觸點、第一線包，第一動觸點、第一靜觸點組成第一觸點組，第二動觸點、第二靜觸點組成第二觸點組，繼電器K2包括第三動觸點、第三靜觸點、第四動觸點、第四靜觸點、第二線包，第三動觸點、第三靜觸點組成第三觸點組，第四動觸點、第四靜觸點組成第四觸點組，繼電器K1、繼電器K2串聯(lián)，第一觸點組、第二觸點組并聯(lián)，第三觸點組、第四觸點組并聯(lián)，第三靜觸點、第四靜觸點接一次母線回線，當實現二次電源開機時，第一動觸點接二次電源的指令開關電路中繼電器加電線包，當實現二次電源關機時，第一動觸點接二次電源的指令開關電路中繼電器斷電線包，第一線包接收加電指令脈沖或者斷電指令脈沖后，第一動觸點與第一靜觸點、第二動觸點與第二靜觸點、第三動觸點與第三靜觸點、第四動觸點與第四靜觸點同時連通；電磁繼電器線包泄放電路包括二極管D1、二極管D2，二極管Dl陽極接二極管D2陰極，二極管Dl陰極接第一線包接收加電指令脈沖或者斷電指令脈沖的一端、第二線包一端，二極管D2陽極接第一線包另一端、第二線包另一端。
[0023]在電路實現的過程中，電磁繼電器線包限流電路，接收加電指令脈沖后進行限流，得到限流后的加電指令脈沖并送至開機或者關機指令擴容電路;開機或者關機指令擴容電路，接收加電指令脈沖后，將連通的一次母線回線與二次電源的指令開關電路中的繼電器加電線包連通，實現二次電源開機;接收斷電指令脈沖后，將連通的一次母線回線與二次電源的指令開關電路中的繼電器斷電線包連通，實現二次電源關機。電磁繼電器線包泄放電路，當開機或者關機指令擴容電路接收到加電指令脈沖或者斷電指令脈沖后，對開機或者關機指令擴容電路進行電荷泄放。其中，指令開關電路包括二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、二極管D8、電阻R3、電阻R4、繼電器K3，電阻R3、電阻R4并聯(lián)，并聯(lián)后一端接一次母線正線，二極管D3陽極接二極管D5陽極、繼電器K3中斷電線包一端，陰極接二極管D4陽極，二極管D4陰極接繼電器K3中斷電線包另一端、電阻R3、電阻R4并聯(lián)另一端、繼電器K3中加電線包一端，繼電器K3中加電線包另一端接二極管D6陽極、二極管D7陽極，二極管D7陰極接二極管D8陽極，二極管D8陰極接繼電器K3中加電線包一端，當二次電源關機時，二極管D6陰極接一次母線回線，當二次電源關機時，二極管D5陰極接一次母線回線。指令開關電路中，繼電器K3為磁保持繼電器。
[0024]指令驅動擴容電路通過驅動電磁繼電器并借助一次母線的能量間接驅動磁保持繼電器，電路簡單，可靠性高。傳統(tǒng)意義上所采用的繼電器驅動控制電路為數字邏輯電路，由于受到空間輻照和單粒子等空間效應的影響，在遠程遙控過程中會出現較大的漂移或單粒子翻轉等現象，可能會造成繼電器的誤動作。而本發(fā)明通過驅動電磁繼電器并借助一次母線的能量間接驅動磁保持繼電器基本不受到空間效應的影響，因此該技術特別適合空間應用的星載衛(wèi)星載荷電源。
[0025]指令驅動擴容電路是一種驅動指令功率低情況下擴大驅動指令能力的方法。在電路實現的過程中，星上遙控單元通過驅動兩只并聯(lián)的電磁繼電器并借助一次母線的能量間接驅動多個磁保持繼電器，從而控制多路輸出宇航電源的開關。下面結合圖1對本發(fā)明作進一步說明。
[0026]圖1中，1、4為電磁繼電器線包限流電路，2、5為電磁繼電器線包泄放電路，3為開機指令擴容電路，6為關機指令擴容電路，7為指令開關電路繼電器線包限流電路，8、11為指令開關電路繼電器線包泄放電路，9為潛通路隔離電路，10為磁保持繼電器，12為浪涌抑制電路，13為二次電源指令開關電路。
[0027]由于本發(fā)明主要針對航天器上具有時序要求、驅動指令功率低、28V母線情況下的開關電源指令驅動擴容方法，因此選取線包額定電壓為28V的T26PYS電磁繼電器和TL26PYS磁保持繼電器進行說明。開機時，幅值電壓為28V的指令脈沖直接驅動指令擴容電路3中電磁繼電器K1、K2，K1、K2繼電器的觸點同時動作，此時，磁保持繼電器10的控制電源開通的線包的一端通過潛通路隔離電路9中的二極管D6與一次母線回線連接，另一端通過磁保持繼電器線包限流電路7連接至一次母線正線，磁保持繼電器10動觸點動作，浪涌抑制電路12中的開關管導通，開關電源開機工作。關機時，幅值電壓為28V的指令脈沖直接驅動指令擴容電路6中電磁繼電器K 4、K 5，K 4、K 5繼電器的觸點同時動作，此時，磁保持繼電器1的控制電源關斷的線包的一端通過潛通路隔離電路9中的二極管D5與一次母線回線連接，另一端通過磁保持繼電器線包限流電路7連接至一次母線正線，磁保持繼電器10動觸點動作，浪涌抑制電路12中的開關管關斷，開關電源關機。
[0028]本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。
【主權項】
1.一種星上指令驅動擴容電路，其特征在于包括電磁繼電器線包限流電路、電磁繼電器線包泄放電路、開機或者關機指令擴容電路，其中 電磁繼電器線包限流電路，接收加電指令脈沖后進行限流，得到限流后的加電指令脈沖并送至開機或者關機指令擴容電路;接收斷電指令脈沖后進行限流，得到限流后的斷電指令脈沖并送至開機或者關機指令擴容電路； 開機或者關機指令擴容電路，接收加電指令脈沖后，將連通的一次母線回線與二次電源的指令開關電路中的繼電器加電線包連通，實現二次電源開機;接收斷電指令脈沖后，將連通的一次母線回線與二次電源的指令開關電路中的繼電器斷電線包連通，實現二次電源關機;所述的指令開關電路包括二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、二極管D8、電阻R3、電阻R4、繼電器K3，其中，電阻R3、電阻R4并聯(lián)，并聯(lián)后一端接一次母線正線，二極管D3陽極接二極管D5陽極、繼電器K3中斷電線包一端，陰極接二極管D4陽極，二極管D4陰極接繼電器K3中斷電線包另一端、電阻R3、電阻R4并聯(lián)另一端、繼電器K3中加電線包一端，繼電器K3中加電線包另一端接二極管D6陽極、二極管D7陽極，二極管D7陰極接二極管D8陽極，二極管D8陰極接繼電器K3中加電線包一端，當二次電源開機時，二極管D6陰極接一次母線回線，當二次電源關機時，二極管D5陰極接一次母線回線。 電磁繼電器線包泄放電路，當開機或者關機指令擴容電路接收到加電指令脈沖或者斷電指令脈沖后，對開機或者關機指令擴容電路進行電荷泄放。2.根據權利要求1所述的一種星上指令驅動擴容電路，其特征在于:所述的電磁繼電器線包限流電路包括電阻R1、電阻R2，其中，電阻R1、電阻R2并聯(lián)，并聯(lián)后一端接加電指令脈沖或者斷電指令脈沖，另一端輸出限流后的加電指令脈沖或者斷電指令脈沖。3.根據權利要求1或2所述的一種星上指令驅動擴容電路，其特征在于:所述的開機或者關機指令擴容電路包括繼電器K1、繼電器K2，繼電器KI包括第一動觸點、第一靜觸點、第二動觸點、第二靜觸點、第一線包，第一動觸點、第一靜觸點組成第一觸點組，第二動觸點、第二靜觸點組成第二觸點組，繼電器K2包括第三動觸點、第三靜觸點、第四動觸點、第四靜觸點、第二線包，第三動觸點、第三靜觸點組成第三觸點組，第四動觸點、第四靜觸點組成第四觸點組，繼電器Kl、繼電器K2串聯(lián)，第一觸點組、第二觸點組并聯(lián)，第三觸點組、第四觸點組并聯(lián)，第三靜觸點、第四靜觸點接一次母線回線，當實現二次電源開機時，第一動觸點接二次電源的指令開關電路中繼電器加電線包，當實現二次電源關機時，第一動觸點接二次電源的指令開關電路中繼電器斷電線包，第一線包接收加電指令脈沖或者斷電指令脈沖后，第一動觸點與第一靜觸點、第二動觸點與第二靜觸點、第三動觸點與第三靜觸點、第四動觸點與第四靜觸點同時連通。4.根據權利要求3所述的一種星上指令驅動擴容電路，其特征在于:所述的電磁繼電器線包泄放電路包括二極管Dl、二極管D2，二極管Dl陽極接二極管D2陰極，二極管Dl陰極接第一線包接收加電指令脈沖或者斷電指令脈沖的一端、第二線包一端，二極管D2陽極接第一線包另一端、第二線包另一端。5.根據權利要求1或2所述的一種星上指令驅動擴容電路，其特征在于:所述的開機或者關機指令擴容電路中的繼電器為電磁繼電器。6.根據權利要求1或2所述的一種星上指令驅動擴容電路，其特征在于:所述的指令開關電路中繼電器為磁保持繼電器。7.根據權利要求5所述的一種星上指令驅動擴容電路，其特征在于:所述的電磁繼電器為T26PYS電磁繼電器。8.根據權利要求6所述的一種星上指令驅動擴容電路，其特征在于:所述的磁保持繼電器為TL26PYS磁保持繼電器。
【文檔編號】G05B19/042GK105955105SQ201610284365
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】張倩倩, 陳永剛, 王儒, 雷衛(wèi)軍
【申請人】北京衛(wèi)星制造廠