本發(fā)明涉及航天器，尤其涉及一種基于新型智能芯片的星載驅(qū)動(dòng)控制器。

背景技術(shù)：

隨著衛(wèi)星功能的發(fā)展，星載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用越來(lái)越多，對(duì)星載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)控制器提出了新的要求?；趥鹘y(tǒng)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)的星載驅(qū)動(dòng)控制器，通常體積和重量較大，需要專(zhuān)門(mén)采取散熱措施的來(lái)解決驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路的發(fā)熱問(wèn)題；采取散熱措施，不僅增加了工藝的復(fù)雜性，影響整星可靠性，而且進(jìn)一步增加了整星的體積和重量。傳統(tǒng)的星載驅(qū)動(dòng)控制器不支持在軌重新配置，功能固化單一，制約了未來(lái)衛(wèi)星功能復(fù)合化的發(fā)展。另外，隨著航天器性能的提升，微振動(dòng)對(duì)衛(wèi)星載荷性能指標(biāo)的影響越來(lái)越被重視，因此對(duì)驅(qū)動(dòng)控制器的平穩(wěn)變速控制也提出了更高的要求。

針對(duì)傳統(tǒng)星載驅(qū)動(dòng)控制器的特點(diǎn)，結(jié)合衛(wèi)星等航天器對(duì)體積、重量、研制周期和研制成本的要求，綜合熱控、在軌重新配置和平穩(wěn)變速等方面的需求，新型星載驅(qū)動(dòng)控制器的研制具有更加重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種在滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)功能要求的前提，優(yōu)化體積、重量、熱控，縮短研制周期，減低研制成本，同時(shí)具備在軌重新配置和平穩(wěn)變速控制功能的新型星載驅(qū)動(dòng)控制器。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明具體通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于新型智能芯片的星載驅(qū)動(dòng)控制器，包括機(jī)殼以及設(shè)置在所述機(jī)殼上的驅(qū)動(dòng)控制單元，在所述驅(qū)動(dòng)控制單元上設(shè)有驅(qū)動(dòng)控制電路,所述驅(qū)動(dòng)控制電路包括：

主備份切換線(xiàn)路，所述主備份切換線(xiàn)路與外界驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的步進(jìn)電機(jī)連接；

主份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路和備份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路，所述主份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路和備份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路與主備份切換線(xiàn)路連接；

CPU模塊，所述CPU模塊與所述主份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路和所述備份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路連接；

接口電路，所述接口電路與所述CPU模塊和外界綜合電子單元連接；

優(yōu)選地，所述主份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路包括TMC429主線(xiàn)路、TMC262主線(xiàn)路、主H橋和主遙測(cè)電路；其中

主遙測(cè)電路與所述外界綜合電子單元連接；

主H橋電路與主遙測(cè)電路和所述主備份切換線(xiàn)路連接；

TMC262主線(xiàn)路與主H橋電路連接；

TMC429主線(xiàn)路與TMC262主線(xiàn)路和所述CPU模塊連接。

優(yōu)選地，所述備份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路包括TMC429備線(xiàn)路、TMC262備線(xiàn)路、備H橋和備遙測(cè)電路；其中

備遙測(cè)電路與所述外界綜合電子單元連接；

備H橋電路與備遙測(cè)電路和所述主備份切換線(xiàn)路連接；

TMC262備線(xiàn)路與備H橋電路連接；

TMC429備線(xiàn)路與TMC262備線(xiàn)路和所述CPU模塊連接。

優(yōu)選地，還包括供電電路，供電電路與外界供配電單元連接。

優(yōu)選地，還包括濾波電路，濾波電路與所述CPU模塊、外界驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的霍爾傳感器連接；

優(yōu)選地，還包括復(fù)位電路，復(fù)位電路與所述CPU模塊連接；

優(yōu)選地，還包括熱敏電阻，熱敏電阻與外界綜合電子單元連接；

優(yōu)選地，所述接口電路為RS422接口電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1)在星載驅(qū)動(dòng)控制器中采用了新型智能芯片TMC429和TMC262，大幅降低了星載驅(qū)動(dòng)控制器的體積、重量和研制成本；

2)解決了星載驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路中H橋驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路發(fā)熱量過(guò)大的問(wèn)題,無(wú)需采取散熱措施，降低了工藝復(fù)雜性和體積、重量，提高了產(chǎn)品可靠性；

3)支持通過(guò)衛(wèi)星注數(shù)指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)星載驅(qū)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)電流、細(xì)分倍數(shù)和控制轉(zhuǎn)速的在軌實(shí)時(shí)配置；

4)可實(shí)現(xiàn)加速度優(yōu)于0.02°/s²的平穩(wěn)變速控制，減小整星振動(dòng)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。

圖1為本發(fā)明基于新型智能芯片的星載驅(qū)動(dòng)控制器原理圖；

圖2為本發(fā)明一種基于新型智能芯片的星載驅(qū)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)控制單元電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明基于新型智能芯片的星載驅(qū)動(dòng)控制器包括機(jī)殼和驅(qū)動(dòng)控制單元。機(jī)殼包括框體和螺釘，框體為薄壁框架結(jié)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)控制單元為單板結(jié)構(gòu)，安裝固定在機(jī)殼上，驅(qū)動(dòng)控制單元上設(shè)有驅(qū)動(dòng)控制電路。基于新型智能芯片的星載驅(qū)動(dòng)控制器的重量?jī)H為0.2千克，體積僅為100毫米×160毫米×10毫米，靜態(tài)功耗小于0.5W，通過(guò)6個(gè)M2的螺釘安裝在衛(wèi)星綜合電子單元內(nèi)部。

基于新型智能芯片的星載驅(qū)動(dòng)控制器設(shè)置在衛(wèi)星服務(wù)艙內(nèi)的綜合電子單元內(nèi)部。驅(qū)動(dòng)控制器的供電接口與星上供配電單元連接，驅(qū)動(dòng)控制器的RS422通信接口、溫度遙測(cè)接口和相電流遙測(cè)接口與星上綜合電子單元連接，驅(qū)動(dòng)控制器的步進(jìn)電機(jī)接口、霍爾傳感器接口分別與星上步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝置的步進(jìn)電機(jī)和霍爾傳感器連接如圖1所示。

如圖2所示，驅(qū)動(dòng)控制電路包括：主備份切換線(xiàn)路，主備份切換線(xiàn)路與外界驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的步進(jìn)電機(jī)連接；主份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路和備份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路，主份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路和備份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路與主備份切換線(xiàn)路連接；CPU模塊，CPU模塊與主份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路和備份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路連接；接口電路，接口電路與CPU模塊和外界綜合電子單元連接；

主份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路包括TMC429主線(xiàn)路、TMC262主線(xiàn)路、主H橋和主遙測(cè)電路；其中主遙測(cè)電路與綜合電子單元連接；主H橋電路與主遙測(cè)電路和主備份切換線(xiàn)路連接；TMC262主線(xiàn)路與所述主H橋電路連接；TMC429主線(xiàn)路與TMC262主線(xiàn)路和CPU模塊連接；

備份驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路包括TMC429備線(xiàn)路、TMC262備線(xiàn)路、備H橋和備遙測(cè)電路；其中備遙測(cè)電路與綜合電子單元連接；備H橋電路與備遙測(cè)電路和主備份切換線(xiàn)路連接；TMC262備線(xiàn)路與備H橋電路連接；TMC429備線(xiàn)路與TMC262備線(xiàn)路和CPU模塊連接；

供電電路，供電電路與外界供配電單元連接；

濾波電路，濾波電路與CPU模塊和外界驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的霍爾傳感器連接；

復(fù)位電路，復(fù)位電路與CPU模塊連接；

熱敏電阻，熱敏電阻與外界綜合電子單元連接；

接口電路為RS422接口電路。

基于新型智能芯片的星載驅(qū)動(dòng)控制器采用了工業(yè)級(jí)新型智能芯片TMC429和TMC262，芯片包絡(luò)尺寸僅為5毫米×5毫米×0.8毫米，重量極小，大幅降低了星載驅(qū)動(dòng)控制器的體積和重量。

基于新型智能芯片，合理配置寄存器參數(shù)，有效降低了主H橋電路和備H橋電路的發(fā)熱量，工作在0.3A驅(qū)動(dòng)電流情況下，H橋電路中MOS管溫升不超過(guò)10℃，無(wú)需專(zhuān)門(mén)采取散熱措施，降低了工藝復(fù)雜性和產(chǎn)品的體積、重量，提高了產(chǎn)品可靠性。

基于新型智能芯片的星載驅(qū)動(dòng)控制器中使用的電子元器件質(zhì)量等級(jí)工業(yè)級(jí)比率達(dá)到96％以上，較其他星載驅(qū)動(dòng)控制器，極大的降低了產(chǎn)品的研制成本。新型智能芯片TMC429和TMC262內(nèi)置控制算法，直接通過(guò)寄存器配置進(jìn)行開(kāi)發(fā)，占用CPU資源很小，極大縮短了開(kāi)發(fā)周期，降低了研制成本。

通過(guò)衛(wèi)星注數(shù)指令發(fā)送配置內(nèi)容，完成寄存器在軌重新配置，實(shí)現(xiàn)對(duì)星載驅(qū)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)電流、細(xì)分倍數(shù)和控制轉(zhuǎn)速的在軌實(shí)時(shí)配置。

控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)加速度不超過(guò)0.02°/s²，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)變速控制，減小整星振動(dòng)。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。