專利名稱：高可靠大功率驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一組高可靠大功率驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
氙離子電推進(jìn)系統(tǒng)作為新型衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)，要求驅(qū)動(dòng)控制線路完成包括氙氣貯供子系統(tǒng)電磁閥、自鎖閥、流量裝置加熱器、矢量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、電源處理單元等模塊在內(nèi)的驅(qū)動(dòng)功能。傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)線路通常采用繼電器方案完成長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載驅(qū)動(dòng)，采用三極管等驅(qū)動(dòng)電路完成短時(shí)負(fù)載驅(qū)動(dòng)。由于氙離子電推進(jìn)系統(tǒng)負(fù)載較多，要求驅(qū)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短不一，傳統(tǒng)的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路存在電路規(guī)模較大、體積大、重量大、設(shè)計(jì)復(fù)雜等缺陷。另外，傳統(tǒng)的矩陣式線路主要用于信號(hào)指令開(kāi)關(guān)等場(chǎng)合，電流較小，并且一次只能選通控制一個(gè)負(fù)載。因此，對(duì)于要求同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)大功率負(fù)載的情況，傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法在電推進(jìn)系統(tǒng)中應(yīng)用有一定的局限性。目前，由于驅(qū)動(dòng)線路中大量使用繼電器、三極管等可靠性較低的器件，在空間復(fù)雜環(huán)境下易發(fā)生元器件故障、失效概率增大的情況，降低了功率驅(qū)動(dòng)線路的可靠性。因此，采用傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)線路的控制方式存在一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高可靠大功率矩陣式驅(qū)動(dòng)電路以及驅(qū)動(dòng)方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)不同負(fù)載的大功率不同時(shí)間長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)縮小了驅(qū)動(dòng)電路的體積和重量，提高了驅(qū)動(dòng)可靠性。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:本發(fā)明一方面提供了一種高可靠大功率驅(qū)動(dòng)電路，用于對(duì)多個(gè)不同的負(fù)載分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，包括:控制計(jì)算，譯碼輸出電路、驅(qū)動(dòng)單元、串并變換電路，所述控制計(jì)算機(jī)針對(duì)被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載產(chǎn)生負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令，所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令包括負(fù)載編號(hào)、驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度、驅(qū)動(dòng)時(shí)間；所述譯碼輸出電路對(duì)所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令進(jìn)行譯碼，獲得對(duì)應(yīng)于每個(gè)負(fù)載編號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)時(shí)間；所述串并變換電路將所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度和所述驅(qū)動(dòng)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行串并變換并分別輸出到所述驅(qū)動(dòng)單元；所述驅(qū)動(dòng)單元包括多路負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口 ；每個(gè)負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口與一個(gè)負(fù)載相連，并根據(jù)相連的負(fù)載編號(hào)輸出與驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在達(dá)到驅(qū)動(dòng)時(shí)間后，所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口結(jié)束驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出。進(jìn)一步的，在上述驅(qū)動(dòng)電路中，所述驅(qū)動(dòng)單元還包括驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度信號(hào)輸入口、驅(qū)動(dòng)時(shí)間信號(hào)輸入口和具有多個(gè)負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)矩陣電路，每個(gè)所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元具有一個(gè)負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口 ；
輸出相同驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元與同一個(gè)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度信號(hào)輸入口相連；具有相同驅(qū)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元與同一個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)間信號(hào)輸入口相連；每個(gè)所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)驅(qū)動(dòng)時(shí)間信號(hào)關(guān)閉負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出。本發(fā)明另一方面提供了一種高可靠大功率驅(qū)動(dòng)方法，包括以下步驟:根據(jù)被驅(qū)動(dòng)負(fù)載產(chǎn)生負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令，所述驅(qū)動(dòng)指令包括負(fù)載編號(hào)、驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度、驅(qū)動(dòng)時(shí)間；將被驅(qū)動(dòng)負(fù)載按照相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度形成第一分組集合；并按照相同驅(qū)動(dòng)時(shí)間形成第二分組集合；按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度為第一分組集合中的每組負(fù)載進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；并按照驅(qū)動(dòng)時(shí)間先后關(guān)閉第二分組集合中的各組負(fù)載。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):采用本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)僅用于信號(hào)指令的驅(qū)動(dòng)電路，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同負(fù)載的大功率矩陣驅(qū)動(dòng)。且本發(fā)明根據(jù)不同負(fù)載所需的驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)時(shí)間的不同，可產(chǎn)生不同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)并在滿足驅(qū)動(dòng)時(shí)間要求后關(guān)閉對(duì)相應(yīng)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，從而可明顯降低驅(qū)動(dòng)電路的體積并提高驅(qū)動(dòng)電路的可靠性。進(jìn)一步的，在對(duì)不同負(fù)載進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，采用矩陣的形式連接不同的負(fù)載，矩陣形式的驅(qū)動(dòng)單元規(guī)?？伸`活配置，從而滿足了對(duì)連接負(fù)載規(guī)模的適應(yīng)。


圖1為本發(fā)明電路示意圖；圖2為行列矩陣驅(qū)動(dòng)電路示意圖；圖3為本發(fā)明方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面就結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。如圖1所示為本發(fā)明示意圖，包括控制計(jì)算，譯碼輸出電路、驅(qū)動(dòng)單元、串并變換電路?？刂朴?jì)算用于根據(jù)被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)指令，該驅(qū)動(dòng)指令包括負(fù)載編號(hào)、驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度、驅(qū)動(dòng)時(shí)間。與每個(gè)負(fù)載編號(hào)相對(duì)應(yīng)具有一組驅(qū)動(dòng)信號(hào)響度和驅(qū)動(dòng)時(shí)間。負(fù)載編號(hào)與被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載相對(duì)應(yīng)。譯碼輸出電路根據(jù)接收的驅(qū)動(dòng)指令提取與負(fù)載編號(hào)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)時(shí)間，并格式化輸出到串并變換電路。串并變換電路將格式化輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)時(shí)間進(jìn)行串并變換，并將劃分為并行每組驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)時(shí)間輸出到驅(qū)動(dòng)單元。驅(qū)動(dòng)單元的負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口與每個(gè)被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載相連，并按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)時(shí)間為被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載提高驅(qū)動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)單元采用矩陣形式形成實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)單元中包括驅(qū)動(dòng)矩陣電路，以及驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度信號(hào)輸入口、驅(qū)動(dòng)時(shí)間信號(hào)輸入口。驅(qū)動(dòng)矩陣電路包括N行和M列，每一行均與一路驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度信號(hào)輸入口相連，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度產(chǎn)生對(duì)應(yīng)大小的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，每一列均與一個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)間信號(hào)輸入口相連，并按照驅(qū)動(dòng)時(shí)間對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出。進(jìn)一步的，如圖2所示，對(duì)于多個(gè)負(fù)載具有相同驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度的情況，驅(qū)動(dòng)矩陣電路中多個(gè)不同行可以與一路驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度信號(hào)輸入口相連，并為連接的負(fù)載提供相同強(qiáng)度的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出。對(duì)于多個(gè)負(fù)載具有相同驅(qū)動(dòng)時(shí)間的情況，驅(qū)動(dòng)矩陣電路中多個(gè)不同列可以與一路驅(qū)動(dòng)時(shí)間信號(hào)輸入口相連，并在達(dá)到驅(qū)動(dòng)時(shí)間后，關(guān)閉所連的多個(gè)負(fù)載。上述驅(qū)動(dòng)矩陣電路的一種實(shí)現(xiàn)形式為，驅(qū)動(dòng)矩陣電路中的N行完成矩陣行高端電源控制，驅(qū)動(dòng)矩陣電路中的M行根據(jù)驅(qū)動(dòng)時(shí)間完成低端地線控制，并對(duì)驅(qū)動(dòng)矩陣電路的行列設(shè)置總閘開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)矩陣的故障隔離。驅(qū)動(dòng)矩陣電路中利用PMOS和NMOS管實(shí)現(xiàn)行列的開(kāi)關(guān)控制，可進(jìn)一步提高該驅(qū)動(dòng)矩陣電路的可靠性。如圖3所示，本發(fā)明所述高可靠大功率驅(qū)動(dòng)方法，包括以下步驟:(I)根據(jù)被驅(qū)動(dòng)負(fù)載產(chǎn)生負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令，所述驅(qū)動(dòng)指令包括負(fù)載編號(hào)、驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度、驅(qū)動(dòng)時(shí)間。負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令中的負(fù)載編號(hào)與被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載相對(duì)應(yīng)，每個(gè)負(fù)載編號(hào)又與一組驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)時(shí)間相對(duì)應(yīng)。每個(gè)被連接的負(fù)載按照負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度并在驅(qū)動(dòng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行工作。(2)將被驅(qū)動(dòng)負(fù)載按照相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度形成第一分組集合；并按照相同驅(qū)動(dòng)時(shí)間形成第二分組集合。在上述第一分組集合中，具有相同驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度的負(fù)載劃分入一組。在上述第二分組集合中，具有相同驅(qū)動(dòng)時(shí)間的負(fù)載劃入一組。該第一分組集合和第二分組集合可構(gòu)成空間上的矩陣形式，即第一分組集合中具有相同驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度的負(fù)載可與一路驅(qū)動(dòng)信號(hào)相連；第二分組集合中具有相同驅(qū)動(dòng)時(shí)間的負(fù)載可在同一個(gè)時(shí)刻結(jié)束驅(qū)動(dòng)。(3)按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度為第一分組集合中的每組負(fù)載進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；并按照驅(qū)動(dòng)時(shí)間先后關(guān)閉第二分組集合中的各組負(fù)載。按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度和第一分組集合中的分組，為每個(gè)負(fù)載提供輸出符合驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在對(duì)每個(gè)負(fù)載進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的過(guò)程中，進(jìn)一步根據(jù)驅(qū)動(dòng)時(shí)間和第二分組集合中的分組，在到達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)間后，關(guān)閉同一個(gè)分組中具有相同驅(qū)動(dòng)時(shí)間的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，結(jié)束對(duì)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明未詳細(xì)說(shuō)明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。
權(quán)利要求
1.一種高可靠大功率驅(qū)動(dòng)電路，用于對(duì)多個(gè)不同的負(fù)載分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其特征在于，包括:控制計(jì)算，譯碼輸出電路、驅(qū)動(dòng)單元、串并變換電路， 所述控制計(jì)算機(jī)針對(duì)被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載產(chǎn)生負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令，所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令包括負(fù)載編號(hào)、驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度、驅(qū)動(dòng)時(shí)間； 所述譯碼輸出電路對(duì)所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令進(jìn)行譯碼，獲得對(duì)應(yīng)于每個(gè)負(fù)載編號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)時(shí)間； 所述串并變換電路將所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度和所述驅(qū)動(dòng)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行串并變換并分別輸出到所述驅(qū)動(dòng)單元； 所述驅(qū)動(dòng)單元包括多路負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口 ；每個(gè)負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口與一個(gè)負(fù)載相連，并根據(jù)相連的負(fù)載編號(hào)輸出與驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在達(dá)到驅(qū)動(dòng)時(shí)間后，所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口結(jié)束驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出。
2.按權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)單元還包括驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度信號(hào)輸入口、驅(qū)動(dòng)時(shí)間信號(hào)輸入口和具有多個(gè)負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)矩陣電路，每個(gè)所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元具有一個(gè)負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口 ； 輸出相同驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元與同一個(gè)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度信號(hào)輸入口相連；具有相同驅(qū)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度的負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元與同一個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)間信號(hào)輸入口相連；每個(gè)所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)驅(qū)動(dòng)時(shí)間信號(hào)關(guān)閉負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出。
3.一種高可靠大功率驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于包括以下步驟: 根據(jù)被驅(qū)動(dòng)負(fù)載產(chǎn)生負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令，所述驅(qū)動(dòng)指令包括負(fù)載編號(hào)、驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度、驅(qū)動(dòng)時(shí)間； 將被驅(qū)動(dòng)負(fù)載按照相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度形成第一分組集合；并按照相同驅(qū)動(dòng)時(shí)間形成第二分組集合； 按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度為第一分組集合中的每組負(fù)載進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；并按照驅(qū)動(dòng)時(shí)間先后關(guān)閉第二分組集合中的各組負(fù)載。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高可靠大功率驅(qū)動(dòng)電路，用于對(duì)多個(gè)不同的負(fù)載分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，包括控制計(jì)算，譯碼輸出電路、驅(qū)動(dòng)單元、串并變換電路，控制計(jì)算機(jī)針對(duì)被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載產(chǎn)生負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令；譯碼輸出電路對(duì)負(fù)載驅(qū)動(dòng)指令進(jìn)行譯碼，獲得對(duì)應(yīng)于每個(gè)負(fù)載編號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)時(shí)間；串并變換電路將負(fù)載驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)時(shí)間信號(hào)串并變換后輸出到所述驅(qū)動(dòng)單元；驅(qū)動(dòng)單元包括多路負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口；每個(gè)負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口與一個(gè)負(fù)載相連，并根據(jù)相連的負(fù)載編號(hào)輸出與驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在達(dá)到驅(qū)動(dòng)時(shí)間后，所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)輸出口結(jié)束驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出。同時(shí)本發(fā)明還提供了一種高可靠大功率驅(qū)動(dòng)方法。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)不同負(fù)載的大功率不同時(shí)間長(zhǎng)度的驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)H03K19/003GK103095275SQ20121050508
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者劉鑫虎, 馮丹, 孫曉楓, 周世安, 石冬生 申請(qǐng)人:北京控制工程研究所