用於太空飛行器的配電測控單元的製作方法
2023-07-21 02:56:51
用於太空飛行器的配電測控單元的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種用於太空飛行器的配電測控單元，包括集成的供配電模塊、遙控模塊、遙測模塊和加熱器控制模塊，其中，所述遙控模塊分別與供配電模塊和加熱器控制模塊控制連接，所述供配電模塊還與遙測模塊相連接。本發明解決了太空飛行器單機產品功能單一、集成度不高的問題，還解決了平臺單機產品體積大、質量重、佔用整星資源多的問題。本發明為衛星一體化設計提供了前提條件，對減輕衛星電纜網重量有良好效果，同時可降低太空飛行器單機產品研發周期和研發成本。
【專利說明】用於太空飛行器的配電測控單元
【技術領域】
[0001]本發明涉及太空飛行器的單機產品設計【技術領域】，具體地，涉及一種採用太空飛行器單機模塊化設計方式且功能高度集成的用於太空飛行器的配電測控單元。
【背景技術】
[0002]目前，衛星的供配電、遙測、遙控和加熱器控制等功能分別由獨立的單機產品完成，如配電器、遙測採樣器、中心遙控機、熱控控制箱等，佔用大量衛星平臺資源。
[0003]隨著太空飛行器產品複雜度不斷提高，載荷能力需求進一步提升，對衛星平臺的設計提出了減重、功能集成、高效的要求。研製多艙段一體化管理的集成化平臺單機產品可以滿足太空飛行器產品發展的需求。
[0004]目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報導，也尚未收集到國內外類似的資料。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種用於太空飛行器的配電測控單
J Li ο
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的。
[0007]—種用於太空飛行器的配電測控單元，包括集成的供配電模塊、遙控模塊、遙測模塊和加熱器控制模塊，其中，所述遙控模塊分別與供配電模塊和加熱器控制模塊控制連接，所述供配電模塊還與遙測模塊相連接。
[0008]優選地，所述供配電模塊包括用於在小面積內實現內部匯流的匯流模塊和若干繼電器，其中，供電母線通過匯流模塊形成若干路獨立的直供電輸出，供電母線通過若干繼電器後形成若干路獨立的控制供電輸出。
[0009]優選地，所述繼電器採用磁保持繼電器。
[0010]優選地，所述遙控模塊包括依次連接的第一串並轉換單元、第一解碼單元以及指令驅動單元，所述第一串並轉換單元接收外部指令後進行串並轉換，然後經過第一解碼單元進行解碼，最後通過指令驅動單元驅動輸出指令至供配電模塊；其中，所述第一串並轉換單元具有一對一形式的RS-422接口 ；所述第一解碼單元採用純硬體方式解碼；所述指令驅動單元包括:集電極開路門(OC)指令驅動單元，用於OC門指令輸出；漏極開路門(OD)指令驅動單元，用於OD門指令輸出；射隨輸出指令驅動單元，用於射隨指令輸出；所述第一解碼單元包括解碼控制主單元和解碼控制備單元，所述解碼控制主單元和解碼控制備單元分別與加熱器模塊相連接。
[0011]優選地，所述集電極開路門(OC)指令驅動單元、漏極開路門(OD)指令驅動單元以及射隨輸出指令驅動單元分別提供2mA、200mA和500mA帶載能力指令。
[0012]優選地，所述遙測模塊包括依次連接的第二串並轉換單元、第二解碼單元、多路選通單元、二級選通單元以及射隨輸出單元，所述第二串並轉換單元接收外部串行地址碼後進行串並轉換並輸出至第二解碼單元進行解碼，第二解碼單元分別與多路選通單元和二級選通單元相連接，解碼後被採集的遙測量經過多路選通單元進行一級選通後輸出至二級選通單元進行二級選通，最後經過二級選通單元選通的被採集遙測量通過射隨輸出單元輸出。
[0013]優選地，所述第二串並轉換單元設有一對二形式的RS-422接口 ；所述多路選通單元設有遙測量輸入接口，所述第二解碼單元採用純硬體方式解碼。
[0014]優選地，所述加熱器模塊包括依次連接的第三串並轉換單元、第三解碼單元、加熱器指令鎖存單元和加熱器控制驅動單元，所述第三串並轉換單元接受外部串行地址碼後進行串並轉換並輸出至第三解碼單元解碼，解碼後加熱器控制指令碼在指令鎖存單元中鎖存，經加熱器控制驅動單元驅動後，輸出對加熱器正負兩端的控制指令。
[0015]優選地，所述指令鎖存單元包括指令鎖存主單元和指令鎖存備單元，所述解碼控制主單元和解碼控制備單元分別與指令鎖存主單元和指令鎖存備單元相連接，用於加熱器控制指令的輸出控制和鎖存。
[0016]優選地，所述加熱器模塊的輸出端採用電子開關。
[0017]與現有技術相比，本發明具有以下技術特點:
[0018](I)為整星各分系統和單機提供母線電源直供電和開關機控制供電；
[0019](2)接收中心控制單元送出的指令信息並解碼，實施單機供電控制、加熱器加斷電控制，或者輸出指令脈衝；
[0020](3)接收遙測採樣地址信號，經解碼選通後將遙測量送至處理單元；
[0021](4)提供溫度量遙測採樣+5V電源和標準匹配電阻；
[0022](5)各功能模塊功能雖相對獨立，但之間又通過內總線進行信息交換和傳遞；
[0023](6)採用模塊化拼裝的設計方式，便於調試、維修和擴展。
[0024]本發明提供的用於太空飛行器的配電測控單元，滿足衛星平臺的基本功能，減輕了平臺質量，減少了對整星資源的佔用率，改變了目前衛星平臺單機功能單一的現狀，縮短了太空飛行器研製周期、節約了研製成本。
[0025]本發明解決了太空飛行器單機產品功能單一、集成度不高的問題，還解決了平臺單機產品體積大、質量重、佔用整星資源多的問題。本發明為衛星一體化設計提供了前提條件，對減輕衛星電纜網重量有良好效果，同時可降低太空飛行器單機產品研發周期和研發成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯:
[0027]圖1為本發明配電測控單元外觀示意圖；
[0028]圖2為本發明配電測控單元信息流示意圖；
[0029]圖3為供配電模塊原理示意圖；
[0030]圖4為遙控模塊原理示意圖；
[0031]圖5為遙測模塊原理示意圖；
[0032]圖6為加熱器控制模塊原理示意圖；
[0033]圖中:1為供配電模塊，2為遙控模塊，3為加熱器控制模塊，4為遙測模塊。
【具體實施方式】
[0034]下面對本發明的實施例作詳細說明:本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。
[0035]請同時參閱圖1至圖6。
[0036]本實施例提供了一種用於太空飛行器的配電測控單元，包括集成的供配電模塊、遙控模塊、遙測模塊和加熱器控制模塊，其中，所述遙控模塊分別與供配電模塊和加熱器控制模塊控制連接，所述供配電模塊還與遙測模塊相連接。
[0037]進一步地，所述供配電模塊包括用於在小面積內實現內部匯流的匯流模塊和若干繼電器，其中，供電母線通過匯流模塊形成若干路獨立的直供電輸出，供電母線通過若干繼電器後形成若干路獨立的控制供電輸出。
[0038]進一步地，所述繼電器採用磁保持繼電器。
[0039]進一步地，所述遙控模塊包括依次連接的第一串並轉換單元、第一解碼單元以及指令驅動單元，所述第一串並轉換單元接收外部指令後進行串並轉換，然後經過第一解碼單元進行解碼，最後通過指令驅動單元驅動輸出指令至供配電模塊；其中，所述第一串並轉換單元具有一對一形式的RS-422接口 ；所述第一解碼單元採用純硬體方式解碼；所述指令驅動單元包括:集電極開路門(OC)指令驅動單元，用於OC門指令輸出；漏極開路門(OD)指令驅動單元，用於OD門指令輸出；射隨輸出指令驅動單元，用於射隨指令輸出；所述第一解碼單元包括解碼控制主單元和解碼控制備單元，所述解碼控制主單元和解碼控制備單元分別與加熱器模塊相連接。
[0040]進一步地，所述集電極開路門(OC)指令驅動單元、漏極開路門(OD)指令驅動單元以及射隨輸出指令驅動單元分別提供2mA、200mA和500mA帶載能力指令。
[0041]進一步地，所述遙測模塊包括依次連接的第二串並轉換單元、第二解碼單元、多路選通單元、二級選通單元以及射隨輸出單元，所述第二串並轉換單元接收外部串行地址碼後進行串並轉換並輸出至第二解碼單元進行解碼，第二解碼單元分別與多路選通單元和二級選通單元相連接，解碼後被採集的遙測量經過多路選通單元進行一級選通後輸出至二級選通單元進行二級選通，最後經過二級選通單元選通的被採集遙測量通過射隨輸出單元輸出。
[0042]進一步地，所述第二串並轉換單元設有一對二形式的RS-422接口 ；所述多路選通單元設有遙測量輸入接口，所述第二解碼單元採用純硬體方式解碼。
[0043]進一步地，所述加熱器模塊包括依次連接的第三串並轉換單元、第三解碼單元、力口熱器指令鎖存單元和加熱器控制驅動單元，所述第三串並轉換單元接受外部串行地址碼後進行串並轉換並輸出至第三解碼單元解碼，解碼後加熱器控制指令碼在指令鎖存單元中鎖存，經加熱器控制驅動單元驅動後，輸出對加熱器正負兩端的控制指令。
[0044]進一步地，所述指令鎖存單元包括指令鎖存主單元和指令鎖存備單元，所述解碼控制主單元和解碼控制備單元分別與指令鎖存主單元和指令鎖存備單元相連接，用於加熱器控制指令的輸出控制和鎖存。
[0045]優選地，所述加熱器模塊的輸出端採用電子開關。
[0046]下面結合如圖對本實施例作進一步說明。
[0047]如圖1所示，本實施例提供的用於太空飛行器的配電測控單元，包括供配電模塊1、遙控模塊2、遙測採集模塊4以及加熱器控制模塊3。該設計整合了衛星平臺多種功能，將傳統四臺單一功能的單機產品集於一體，採用模塊化設計方式，並通過內總線進行信號傳遞，調試靈活，功能可擴展。
[0048]如圖2所示，本實施例提供的用於太空飛行器的配電測控單元，遙控模塊對供配電模塊和加熱器模塊實施控制，其中，供配電模塊接收遙控模塊的控制供電指令，提供相應的控制供電輸出，加熱器控制模塊接收遙控模塊的控制指令，對相應加熱器實施開關控制。此夕卜，遙控模塊還輸出其他控制指令，對太空飛行器的其他分系統進行控制。遙測模塊採集並輸出供配電模塊的供電狀態遙測量和加熱器指令狀態遙測量，同時也對太空飛行器其他分系統的遙測量進行採集和輸出。
[0049]圖3為本發明配電測控單元供配電模塊原理示意圖；如圖3所示，該模塊可提供控制供電和直供電兩種形式的獨立供電，並對供電狀態進行遙測採集，供電路數可擴展。直供電採用匯流模塊，可以在小面積內實現內部匯流，可構成多種組合的布線。控制供電採用磁保持繼電器接收指令對供電進行通斷控制，採用多種形式的組合方式，可滿足不同載荷的需要。
[0050]圖4為本發明配電測控單元遙控模塊原理示意圖；如圖4所示，該模塊採用一對一形式的RS-422接口方式接收地址碼，以純硬體方式進行解碼，具有三種指令驅動方式，可分別提供2mA、200mA、500mA帶載能力指令。
[0051]圖5為本發明配電測控單元遙測模塊原理示意圖；如圖5所示，該模塊採用一對二形式的RS-422接口方式接收地址碼，以純硬體方式進行解碼，同時選通遙測正線和回線並射隨輸出。可對模擬量和溫度量進行採集。
[0052]圖6為本發明配電測控單元加熱器控制模塊原理示意圖；如圖6所示，該模塊將解碼後的指令進行鎖存，經驅動電路後，同時對加熱器的正負端進行控制。
[0053]所述的供配電模塊I採用匯流模塊(匯流條)和繼電器組合的控制方式，可滿足完全獨立的42V和28V供配電需求，提供直供電和控制供電兩種供配電形式，具有母線過流保護功能，供配電路數可擴展。
[0054]所述的遙控模塊2具有串並轉換和解碼功能，具有三種衛星常用指令驅動方式。採用RS-422串行接口，純硬體數字解碼，提供2mA、200mA、500mA三種驅動能力的指令信號，指令數量可擴展。
[0055]所述的遙測採集模塊4具有串並轉換、解碼和射隨輸出功能。採用兩級選通模式實現對256路遙測正線和32路遙測回線的採集。採樣精度2mV。
[0056]所述的加熱器控制模塊3採用電子開關，對加熱器的正負端同時控制，可靠性高、重量輕、體積小。
[0057]由上所述，本實施例提供的用於太空飛行器的配電測控單元，改變了目前衛星平臺單機功能單一、布局分散的模式，減輕了衛星平臺部分的重量；同時，配電測控單元根據整星功能的需求和分布全局一體化設計，提高了衛星資源的使用效率；此外，配電測控單元採用通用模塊式設計方法，既縮短了設計、加工時間，又減少了備份件的數量，從而節約了衛星的研製成本。
[0058]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。
【權利要求】
1.一種用於太空飛行器的配電測控單元，其特徵在於，包括集成的供配電模塊、遙控模塊、遙測模塊和加熱器控制模塊，其中，所述遙控模塊分別與供配電模塊和加熱器控制模塊控制連接，所述供配電模塊還與遙測模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的用於太空飛行器的配電測控單元，其特徵在於，所述供配電模塊包括用於在小面積內實現內部匯流的匯流模塊和若干繼電器，其中，供電母線通過匯流模塊形成若干路獨立的直供電輸出，供電母線通過若干繼電器後形成若干路獨立的控制供電輸出。
3.根據權利要求2所述的用於太空飛行器的配電測控單元，其特徵在於，所述繼電器採用磁保持繼電器。
4.根據權利要求1所述的用於太空飛行器的配電測控單元，其特徵在於，所述遙控模塊包括依次連接的第一串並轉換單元、第一解碼單元以及指令驅動單元，所述第一串並轉換單元接收外部指令後進行串並轉換，然後經過第一解碼單元進行解碼，最後通過指令驅動單元驅動輸出指令至供配電模塊；其中，所述第一串並轉換單元具有一對一形式的RS-422接口 ；所述第一解碼單元採用純硬體方式解碼；所述指令驅動單元包括:集電極開路門指令驅動單元，用於0C門指令輸出；漏極開路門指令驅動單元，用於0D門指令輸出；射隨輸出指令驅動單元，用於射隨指令輸出；所述第一解碼單元包括解碼控制主單元和解碼控制備單元，所述解碼控制主單元和解碼控制備單元分別與加熱器模塊相連接。
5.根據權利要求4所述的用於太空飛行器的配電測控單元，其特徵在於，所述集電極開路門指令驅動單元、漏極開路門指令驅動單元以及射隨輸出指令驅動單元分別提供2mA、200mA和500mA帶載能力指令。
6.根據權利要求1所述的用於太空飛行器的配電測控單元，其特徵在於，所述遙測模塊包括依次連接的第二串並轉換單元、第二解碼單元、多路選通單元、二級選通單元以及射隨輸出單元，所述第二串並轉換單元接收外部串行地址碼後進行串並轉換並輸出至第二解碼單元進行解碼，第二解碼單元分別與多路選通單元和二級選通單元相連接，解碼後被採集的遙測量經過多路選通單元進行一級選通後輸出至二級選通單元進行二級選通，最後經過二級選通單元選通的被採集遙測量通過射隨輸出單元輸出。
7.根據權利要求1所述的用於太空飛行器的配電測控單元，其特徵在於，所述第二串並轉換單元設有一對二形式的RS-422接口 ；所述多路選通單元設有遙測量輸入接口，所述第二解碼單元採用純硬體方式解碼。
8.根據權利要求1或4所述的用於太空飛行器的配電測控單元，其特徵在於，所述加熱器模塊包括依次連接的第三串並轉換單元、第三解碼單元、加熱器指令鎖存單元和加熱器控制驅動單元，所述第三串並轉換單元接受外部串行地址碼後進行串並轉換並輸出至第三解碼單元解碼，解碼後加熱器控制指令碼在指令鎖存單元中鎖存，經加熱器控制驅動單元驅動後，輸出對加熱器正負兩端的控制指令。
9.根據權利要求8所述的用於太空飛行器的配電測控單元，其特徵在於，所述指令鎖存單元包括指令鎖存主單元和指令鎖存備單元，所述解碼控制主單元和解碼控制備單元分別與指令鎖存主單元和指令鎖存備單元相連接，用於對加熱器控制指令的輸出控制和鎖存。
10.根據權利要求8所述的用於太空飛行器的配電測控單元，其特徵在於，所述加熱器模塊的輸出端採用電子開關。
【文檔編號】G05B19/042GK104267636SQ201410461380
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】張坤, 夏玉林, 鐵琳, 陸國平, 金歷群 申請人:上海衛星工程研究所