一种星船载霍尔电源转换控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型一种星船载霍尔电源转换控制器，结构简单，自主可控，可靠性高，工作寿命长。其包括电源印制板和处理器板；电源印制板包括连接100V电源的滤波器，连接在输出端的DC/DC电源转换模块；滤波器上100V电源的进线上设置继电器；继电器接收开关机指令；DC/DC电源转换模块输出端为处理器板供电；处理器板包括单片机，分别连接在单片机输入端的晶振、复位电路和A/D转换器，连接在单片机输出端的锁存器，以及与单片机交互的程序存储器、数据存储器和1553B总线控制器；锁存器的输出端经射极跟随驱动电路输出控制指令；1553B总线控制器经变压器与1553B总线交互；A/D转换器的输入端接入遥测信号。
【专利说明】
一种星船载霍尔电源转换控制器
技术领域
[0001]本实用新型涉及高可靠性星船载控制计算机，具体为一种星船载霍尔电源转换控制器。
【背景技术】
[0002]目前我国星船载推进器采用化学推进技术，由于其比冲低，需要携带大量的推进剂，产生废气、成本较高等缺点已不能适应我国空间发展的需要。霍尔电推进技术是利用霍尔效应加速气体推进剂离子产生反作用推力的推进装置，是一种先进的空间电推进技术，其具有推力控制精确、无污染、成本低、空间适应性良好、显著延长在轨寿命、提高卫星的可靠性等优点，正成为我国新一代先进的空间推进器，霍尔电推进器各个部件之间的连接结构如图1所示。
[0003]霍尔电源转换控制器是霍尔电推进系统中的关键设备之一，其按照接收到的星务管理计算机1553B总线命令，按照一定的时序发出射极跟随驱动指令，驱动各电子开关和继电器动作，实现对霍尔电推进器的点火极、阴极和阳极的分别供电及冗余切换，最终实现对霍尔电推进器点火;并对电源转换单元输出的相关模拟信号进行采样，经1553总线上传给星务管理计算机，实现实时检测电推进器的运行状态。
[0004]空间存在高能粒子辐照恶劣环境，工作在其中的电子设备会发生单粒子效应，如单粒子翻转会使电子设备发生控制误动作，单粒子R锁会使电子设备电地短路而烧毁，单粒子累积效应也会使电子设备发生永久故障而失去功能，因此空间电子设备需要具有抗辐照性能。现有的星船载霍尔电源转换控制器都无法满足使用需求。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种星船载霍尔电源转换控制器，结构简单，自主可控，可靠性高，工作寿命长，满足空间环境的使用需求。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案来实现:
[0007]—种星船载霍尔电源转换控制器，包括电源印制板和处理器板；
[0008]电源印制板包括连接10V电源的滤波器，连接在输出端的DC/DC电源转换模块;滤波器上100V电源的进线上设置继电器;继电器接收开关机指令;DC/DC电源转换模块输出端为处理器板供电；
[0009]处理器板包括单片机，分别连接在单片机输入端的晶振、复位电路和A/D转换器，连接在单片机输出端的锁存器，以及与单片机交互的程序存储器、数据存储器和1553B总线控制器;锁存器的输出端经射极跟随驱动电路输出控制指令；1553B总线控制器经变压器与1553B总线交互;A/D转换器的输入端接入遥测信号。
[0010]优选的，滤波器经第一DC/DC电源转换模块为单片机、程序存储器、数据存储器、锁存器和1553B总线控制器提供+5V直流电。
[0011 ]优选的，处理器板还包括模拟开关和运算放大器;遥测信号依次经模拟开关和运算放大器接入A/D转换器的输入端。
[0012]进一步，滤波器经第二DC/DC电源转换模块为A/D转换器、运算放大器和模拟开关提供±12V直流电。
[0013]优选的，滤波器经第三DC/DC电源转换模块为射极跟随驱动电路提供+28V直流电。
[0014]优选的，继电器和滤波器之间设置有保险丝。
[0015]优选的，滤波器上100V电源的回线上设置有浪涌抑制电路，浪涌抑制电路由分压电阻和MOS管组成。
[0016]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果:
[0017]本实用新型通过1553B总线能够接收上位的星务管理计算机控制命令，按时序发出射极跟随驱动指令，对电源转换功能单元的电子开关和继电器进行控制，实现对霍尔电推进器点火;并实时检测电源转换功能单元的状态信号，上传星务管理计算机。通过单片机、1553B控制器等硬件模块板卡的设置，结构简单，使其能够抵抗空间单粒子辐照环境的影响，从而在满足霍尔电推进器电源转换的自动时序控制的同时，推进了霍尔电推进控制器在空间领域的应用;可靠性高、寿命长、元器件100%自主可控。
【附图说明】
[0018]图1为现有技术中霍尔电推进器的结构框图。
[0019]图2为本实用新型实例中所述的霍尔电源转换控制器的结构框图。
[0020]图中:1、继电器，2、保险丝，3、浪涌抑制电路，4、滤波器，5、第一DC/DC转换模块，6、第二DC/DC转换模块，7、第三DC/DC转换模块，8、晶振，9、单片机，1、复位电路，11、程序存储器，12、数据存储器，13、锁存器，14、1553B总线控制器，15、A/D转换器，16、运算放大器，17、射极跟随驱动电路，18、变压器，19、模拟开关。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
[0022]本实用新型由于其设计合理，结构简单，从而能够选用完全自主可控的国产宇航级元器件，设计实现了星船载霍尔电源转换控制器，其原理框图如图2所示，电源控制板接收100V±20%直流输入电源，通过继电器1、保险丝2、电阻分压电路和MOS管组成的浪涌抑制电路3和滤波器4后，经DC/DC电源转换模块转换为三路，分别为射极指令驱动电路17使用的+28V直流电;A/D转换器15、运算放大器16和模拟开关19使用的土 12V直流电；以及单片机
9、程序存储器11、数据存储器12、锁存器13和1553B总线控制器14使用的+5V直流电；其中，继电器I通过接收2路开/关机硬指令开关继电器，实现对控制器100V电源的开/关电；射极指令驱动电路17输出64路射极跟随驱动指令，指令为200ms的正脉冲，电压(28±3)V，驱动电流不小于200mA，按时序输出；1553B总线控制器14经变压器18与1553B总线交互形成I路1553B通信，RT工作模式，通信速率IMbps，变压器隔离输出，接收星务管理主机控制命令，发送控制器本身的和电源转换单元的工作状态数据;本实用新型拥有16路模拟采集通道，12位分辨率，接收± 1V模拟信号，其中10路采集来自电源转换单元的工作状态遥测信号，6路采集控制器本身的工作状态遥测信号。从而使得本实用新型功耗小于6W，质量小于4kg。
[0023]本实用新型在空间领域的应用较广，可以应用于卫星、空间站等空间领域新一代霍尔电推进器中，也可应用于卫星远置单元RTU中。本实用新型星船载霍尔电源转换控制器产品已完成两个月的常温及温度循环试验等老练试验，目前和霍尔电推进器其它部件组成系统一起在真空舱进行7500次点火试验及10000小时的真空长寿命试验，产品试验结果稳定可靠，由于其全部采用宇航级国产元器件设计实现，一方面大幅度提高控制器可靠性，另一方面实现了 100 %元器件自主可控。
【主权项】
1.一种星船载霍尔电源转换控制器，其特征在于，包括电源印制板和处理器板； 电源印制板包括连接10V电源的滤波器(4)，连接在滤波器(4)输出端的DC/DC电源转换模块;滤波器(4)上100V电源的进线上设置继电器(I);继电器(I)接收开关机指令;DC/DC电源转换模块输出端为处理器板供电； 处理器板包括单片机(9)，分别连接在单片机(9)输入端的晶振(8)、复位电路(10)和A/D转换器(15)，连接在单片机(9)输出端的锁存器(13)，以及与单片机(9)交互的程序存储器(11)、数据存储器(12)和1553B总线控制器(14);锁存器(13)的输出端经射极跟随驱动电路(17)输出控制指令；1553B总线控制器(14)经变压器(18)与1553B总线交互;A/D转换器(15)的输入端接入遥测信号。2.根据权利要求1所述的一种星船载霍尔电源转换控制器，其特征在于，滤波器(4)经第一DC/DC电源转换模块(5)为单片机(9)、程序存储器(II)、数据存储器(I2)、锁存器(I3)和1553B总线控制器(14)提供+5V直流电。3.根据权利要求1所述的一种星船载霍尔电源转换控制器，其特征在于，处理器板还包括模拟开关(19)和运算放大器(16);遥测信号依次经模拟开关(19)和运算放大器(16)接入A/D转换器(15)的输入端。4.根据权利要求3所述的一种星船载霍尔电源转换控制器，其特征在于，滤波器(4)经第二DC/DC电源转换模块(6)为A/D转换器(15)、运算放大器(16)和模拟开关(19)提供± 12V直流电。5.根据权利要求1所述的一种星船载霍尔电源转换控制器，其特征在于，滤波器(4)经第三DC/DC电源转换模块(7)为射极跟随驱动电路(17)提供+28V直流电。6.根据权利要求1所述的一种星船载霍尔电源转换控制器，其特征在于，继电器(I)和滤波器(4)之间设置有保险丝(2)。7.根据权利要求1所述的一种星船载霍尔电源转换控制器，其特征在于，滤波器(4)上100V电源的回线上设置有浪涌抑制电路，浪涌抑制电路由分压电阻和MOS管组成。
【文档编号】B64G1/40GK205633099SQ201620479883
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】张遂南, 晋琼, 关雄, 罗中伟, 杨鑫
【申请人】中国航天科技集团公司第九研究院第七七研究所, 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所