航天器交会对接并网短路检测电路的制作方法

本发明涉及航天器交会对接并网短路检测电路，尤其适用于不同航天器对接完成后需要进行供电通路安全检查的源端电子单机，属于供配电技术领域。

背景技术：

为了更好地利用空间环境，需要在太空中搭建大型航天器。但由于现有运载工具的运载能力有限，无法一次性发射大型航天器，目前常用的方式是将大型航天器分开成小航天器分批发射升空，然后在太空内进行在轨装配和对接，对接完成后，不同的小航天器之间开始供电。

航天器之间供电通路承担着输送电能的重任，其供电通路的正常是航天器完成在轨任务的基本条件，一旦供电通路存在短路问题，相应通路上的设备都会损坏，造成重大损失，导致航天器发射任务失败，短路故障是并网供电系统的致命威胁。因此提出了在并网单机内部设置短路检测电路，在并网供电开始前首先对供电通路进行短路检查，确定其安全后再执行并网供电操作。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了航天器交会对接并网短路检测电路，针对航天器对接完成后，为了确保并网供电单机的安全，对供电通路进行短路检查。

本发明的技术方案是：

航天器交会对接并网短路检测电路，包括：隔离模块、分压模块、保护模块和稳压模块；

所述保护模块、分压模块、隔离模块依次相连作为电压输入支路；所述电压输入支路的一端连接外部测试电压，另一端连接并网供电通路的正极线缆；

所述分压模块、保护模块依次相连作为正回线隔离支路；所述正回线隔离支路的一端连接并网供电通路的正极线缆，另一端作为用于向卫星数管平台输出硬线遥测数据的输出端；

所述稳压模块、保护模块依次相连作为遥测输出支路；所述遥测输出支路的一端连接用于向卫星数管平台输出硬线遥测数据的输出端，所述遥测输出支路的另一端接地处理，所述稳压模块和保护模块之间的连接点连接并网供电通路的负极线缆。

所述保护模块包括多个串联的磁保持继电器。

所述分压模块包括多组串联的电阻组，每组电阻组包括多个并联的电阻。

所述稳压模块由分压模块以及在分压模块两端并联的稳压二极管组成。

所述电压输入支路包括：二极管v1、二极管v2、二极管v3、二极管v4、电阻r1、电阻2、电阻r3、电阻r4、磁保持继电器k1和磁保持继电器k2；

二极管v1的正极和二极管v3的正极连接后连接外部测试电压，二极管v1的负极连接二极管v3的负极、二极管v2的正极和二极管v4的正极，二极管v2的负极和二极管v4的负极连接后连接电阻r1的一端；电阻r2的一端连接电阻r1的一端，电阻r1的另一端连接电阻r2的另一端、电阻r3的一端和电阻r4的一端，电阻r3的另一端连接电阻r4的另一端；磁保持继电器k1和磁保持继电器k2串联，串联电路的一端连接电阻r4的另一端，串联电路的另一端连接并网供电通路的正极线缆。

所述正回线隔离支路包括：电阻r5、电阻6、电阻r7、电阻r8、磁保持继电器k3和磁保持继电器k4；

磁保持继电器k3和磁保持继电器k4串联，串联电路的一端连接电阻r5的一端，串联电路的另一端连接并网供电通路的正极线缆；电阻r5的一端连接电阻r6的一端，电阻r5的另一端连接电阻r6的另一端、电阻r7的一端和电阻r8的一端；电阻r7的另一端连接电阻r8的另一端，电阻r7的另一端作为遥测输出端向卫星数管平台输出硬线遥测数据。

所述遥测输出支路包括：电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、稳压二极管v5、磁保持继电器k5和磁保持继电器k6；

电阻r9的一端连接遥测输出端和电阻r11的一端，电阻r9的另一端连接电阻r10的一端、电阻r12的一端和电阻r11的另一端，电阻r10的另一端连接电阻r12的另一端；稳压二极管v5的正极连接电阻r12的另一端和并网供电通路的负极线缆，稳压二极管v5的负极连接电阻r9的一端；磁保持继电器k5和磁保持继电器k6串联，串联电路的一端连接电阻r10的另一端，串联电路的另一端接地处理。所述测试电压为+12v。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1)本发明通过在遥测输出与+12v的测试电压之间设置稳压模块，采用稳压二极管进行稳压处理，确保遥测输出的电压不超过数管遥测接口的电压要求。

2)本发明通过在测试电压和并网供电通路之间设置隔离模块，通过两串两并的二极管确保+100v的并网供电通路在任何情况下不会影响到检测系统的支路。

3)本发明利用电压输入支路和磁保持继电器结合的方式对两个对接航天器的并网开关之间的供电通路进行短路检查，保证了源端航天器的100v母线的安全。

附图说明

图1为不同航天器对接后供电通路检查示意图；

图2为本发明对接并网短路检测电路原理图。

具体实施方式

航天器的母线安全至关重要，不同航天器对接完成后，源端航天器的并网单机需要对负载端航天器的并网单机供电，本发明利用+12v电阻分压支路和磁保持继电器结合的方式对两个对接航天器的并网开关之间的供电通路进行短路检查，通过短路检测电路的遥测输出确认供电通路安全后，再执行并网开关的闭合指令，源端航天器开始供电输出。

本发明航天器交会对接并网短路检测电路设置在源端航天器的并网单机内部，在单机的对接电连接器和并网开关之间，电路组成包括：磁保持继电器、电阻和二极管。本发明利用单机内部12v的电阻分压支路，通过继电器和二极管与100v供电通路并联，6个继电器同步接收程控/遥控的动作指令。当航天器对接完成后，6个继电器接收“on”指令同时闭合，100v的供电通路等效成阻抗，与12v电阻分压支路并联，通过短路检测遥测输出可知100v供电通路上是否存在短路，当确认供电通路不存在短路后，6个继电器接收“off”指令同时断开，12v电阻分压支路与100v供电通路断开，然后可执行并网开关的闭合指令，开始供电。本发明解决了不同航天器对接通路的安全检测，保证了源端航天器的100v母线的安全。

本发明航天器交会对接并网短路检测电路如图2所示，包括：隔离模块、分压模块、保护模块和稳压模块；

所述保护模块、分压模块、隔离模块依次相连作为电压输入支路；所述电压输入支路的一端连接外部测试电压，另一端连接并网供电通路的正极线缆；

所述分压模块、保护模块依次相连作为正回线隔离支路；所述正回线隔离支路的一端连接并网供电通路的正极线缆，另一端作为用于向卫星数管平台输出硬线遥测数据的输出端；

所述稳压模块、保护模块依次相连作为遥测输出支路；所述遥测输出支路的一端连接用于向卫星数管平台输出硬线遥测数据的输出端，所述遥测输出支路的另一端接地处理，所述稳压模块和保护模块之间的连接点连接并网供电通路的负极线缆即并网供电通路的回线。

保护模块包括多个串联的磁保持继电器，分压模块包括多组串联的电阻组，每组电阻组包括多个并联的电阻，稳压模块由分压模块以及在分压模块两端并联的稳压二极管组成。

如图1所示，所述电压输入支路包括：二极管v1、二极管v2、二极管v3、二极管v4、电阻r1、电阻2、电阻r3、电阻r4、磁保持继电器k1和磁保持继电器k2；

二极管v1的正极和二极管v3的正极连接后连接外部测试电压，二极管v1的负极连接二极管v3的负极、二极管v2的正极和二极管v4的正极，二极管v2的负极和二极管v4的负极连接后连接电阻r1的一端；电阻r2的一端连接电阻r1的一端，电阻r1的另一端连接电阻r2的另一端、电阻r3的一端和电阻r4的一端，电阻r3的另一端连接电阻r4的另一端；磁保持继电器k1和磁保持继电器k2串联，串联电路的一端连接电阻r4的另一端，串联电路的另一端连接并网供电通路的正极线缆。

所述正回线隔离支路包括：电阻r5、电阻6、电阻r7、电阻r8、磁保持继电器k3和磁保持继电器k4；

磁保持继电器k3和磁保持继电器k4串联，串联电路的一端连接电阻r5的一端，串联电路的另一端连接并网供电通路的正极线缆；电阻r5的一端连接电阻r6的一端，电阻r5的另一端连接电阻r6的另一端、电阻r7的一端和电阻r8的一端；电阻r7的另一端连接电阻r8的另一端，电阻r7的另一端作为遥测输出端向卫星数管平台输出硬线遥测数据。

所述遥测输出支路包括：电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、稳压二极管v5、磁保持继电器k5和磁保持继电器k6；

电阻r9的一端连接遥测输出端和电阻r11的一端，电阻r9的另一端连接电阻r10的一端、电阻r12的一端和电阻r11的另一端，电阻r10的另一端连接电阻r12的另一端；稳压二极管v5的正极连接电阻r12的另一端和并网供电通路的负极线缆，稳压二极管v5的负极连接电阻r9的一端；磁保持继电器k5和磁保持继电器k6串联，串联电路的一端连接电阻r10的另一端，串联电路的另一端接地处理。

实施例

如图1所示，采用磁保持继电器k1～磁保持继电器k6共6个磁保持继电器，6个磁保持继电器接收同一个开通或断开指令，其中磁保持继电器k1和磁保持继电器k2为单触点串联，保证+12v与+100v的可靠断开。磁保持继电器k3和磁保持继电器k4为单触点串联，保证+100v与短路检测支路的可靠断开。磁保持继电器k5和磁保持继电器k6为单触点串联，保证一次地与二次地的可靠断开。

采用电阻r1～电阻r12共12个电阻组成，电阻r1～电阻r4、电阻r5～电阻r8和电阻r9～电阻r12均采用两串两并的方式构成，可有效避免电阻的开路和短路的失效模式。

在电阻r9～电阻r12的两端并联稳压二极管v5，确保遥测输出电压不超过建造规范中数管遥测对源端的要求，保证数管的安全。

采用二极管v1～二极管v4共4个二极管，采取两串两并的方式，可防止+100v母线对+12v母线造成冲击。

整个电路工作原理：不同航天器对接完成后，并网开关闭合前，单机接收短路检测开通指令，磁保持继电器k1～磁保持继电器k6闭合，+12v经二极管v1～二极管v4后约降为11v，11v电压经过电阻r1～电阻r4、电阻r5～电阻r8、电阻r9～电阻r12、电阻r13与电阻r14组成的电路网络进行分压，通过短路检测遥测电压输出即可判断供电通路是否存在短路故障，当短路检测遥测输出小于0.5v，即可判定供电通路存在短路，需将故障排除后再次进行检测，确定供电通路安全后，方可执行并网供电操作。