一种星上指令驱动扩容电路的制作方法
【专利摘要】一种星上指令驱动扩容电路，包括电磁继电器线包限流电路、电磁继电器线包泄放电路、开机或者关机指令扩容电路；电磁继电器线包限流电路对加电指令脉冲或者断电指令脉冲进行限流，开机或者关机指令扩容电路将一次母线回线与二次电源的指令开关电路中的继电器加电线包或者断电线包连通，电磁继电器线包泄放电路对开机或者关机指令扩容电路进行电荷泄放。本发明通过使用开机或者关机指令扩容电路中的电磁继电器驱动指令开关电路中的磁保持继电器，避免了采用传统数字逻辑电路因空间辐射给星载卫星载荷电源带来的不稳定和早期失效等影响，具有较好的适用性。
【专利说明】
一种星上指令驱动扩容电路
技术领域
[0001]本发明涉及一种控制电路，特别是一种星上指令驱动扩容电路。
【背景技术】
[0002]随着航天电源向多输出、多步时序控制的方向发展，而整星遥控单元有限的输出能力又将阻碍这一发展，因此提高指令驱动能力成为解决这一问题的一个方法。继电器是航天电源中的主要电子元器件之一，其可靠开通与关断将直接影响电源系统的可靠性。指令驱动功率低是由整星遥控单元提供的驱动电流一般不大于200mA，而航天电源需要驱动的继电器数量多造成的。随着多输出航天电源的发展和对时序要求的增加，多步时序控制电路中继电器的数量也相应增加，对指令脉冲的驱动能力也提出了更高的要求，而由于整星遥控单元提供的驱动电流最大值是固定的，所以必须在航天电源内部的指令接口电路中增加指令驱动扩容电路，由指令脉冲和一次母线共同作用，实现对多输出航天电源的正常开关机。
[0003]航天电源的时序要求决定了它必须具有指令驱动电路，而指令驱动电路一般由继电器触点的闭合与断开实现，继电器的闭合与断开由加在继电器线圈两端的指令脉冲控制。只有当指令脉冲的幅值和驱动电流均满足继电器线圈的工作条件时，继电器动触点动作，才能控制航天电源的开关，而整星遥控单元只能提供不大于200mA的驱动电流，要想驱动更多的继电器，必须增加指令驱动扩容电路，通过借用一次母线的能量扩大指令的驱动能力。目前的指令驱动扩容技术大多通过单片机控制光耦来实现，由于该电路属于数字逻辑电路，需要考虑空间辐射和单粒子效应对其影响。
【发明内容】
[0004]本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供了一种通过使用开机或者关机指令扩容电路中的电磁继电器驱动指令开关电路中的磁保持继电器，避免了采用传统数字逻辑电路因空间辐射给星载卫星载荷电源带来不稳定和早期失效问题的星上指令驱动扩容电路。
[0005]本发明的技术解决方案是:一种星上指令驱动扩容电路，包括电磁继电器线包限流电路、电磁继电器线包泄放电路、开机或者关机指令扩容电路，其中
[0006]电磁继电器线包限流电路，接收加电指令脉冲后进行限流，得到限流后的加电指令脉冲并送至开机或者关机指令扩容电路;接收断电指令脉冲后进行限流，得到限流后的断电指令脉冲并送至开机或者关机指令扩容电路；
[0007]开机或者关机指令扩容电路，接收加电指令脉冲后，将连通的一次母线回线与二次电源的指令开关电路中的继电器加电线包连通，实现二次电源开机;接收断电指令脉冲后，将连通的一次母线回线与二次电源的指令开关电路中的继电器断电线包连通，实现二次电源关机;所述的指令开关电路包括二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、电阻R3、电阻R4、继电器K3，其中，电阻R3、电阻R4并联，并联后一端接一次母线正线，二极管D3阳极接二极管D5阳极、继电器K3中断电线包一端，阴极接二极管D4阳极，二极管D4阴极接继电器Κ3中断电线包另一端、电阻R3、电阻R4并联另一端、继电器Κ3中加电线包一端，继电器Κ3中加电线包另一端接二极管D6阳极、二极管D7阳极，二极管D7阴极接二极管D8阳极，二极管D8阴极接继电器Κ3中加电线包一端，当二次电源开机时，二极管D6阴极接一次母线回线，当二次电源关机时，二极管D5阴极接一次母线回线。
[0008]电磁继电器线包泄放电路，当开机或者关机指令扩容电路接收到加电指令脉冲或者断电指令脉冲后，对开机或者关机指令扩容电路进行电荷泄放。
[0009]所述的电磁继电器线包限流电路包括电阻R1、电阻R2，其中，电阻R1、电阻R2并联，并联后一端接加电指令脉冲或者断电指令脉冲，另一端输出限流后的加电指令脉冲或者断电指令脉冲。
[0010]所述的开机或者关机指令扩容电路包括继电器Κ1、继电器Κ2，继电器Kl包括第一动触点、第一静触点、第二动触点、第二静触点、第一线包，第一动触点、第一静触点组成第一触点组，第二动触点、第二静触点组成第二触点组，继电器Κ2包括第三动触点、第三静触点、第四动触点、第四静触点、第二线包，第三动触点、第三静触点组成第三触点组，第四动触点、第四静触点组成第四触点组，继电器K1、继电器Κ2串联，第一触点组、第二触点组并联，第三触点组、第四触点组并联，第三静触点、第四静触点接一次母线回线，当实现二次电源开机时，第一动触点接二次电源的指令开关电路中继电器加电线包，当实现二次电源关机时，第一动触点接二次电源的指令开关电路中继电器断电线包，第一线包接收加电指令脉冲或者断电指令脉冲后，第一动触点与第一静触点、第二动触点与第二静触点、第三动触点与第三静触点、第四动触点与第四静触点同时连通。
[0011 ] 所述的电磁继电器线包泄放电路包括二极管Dl、二极管D2，二极管DI阳极接二极管D2阴极，二极管Dl阴极接第一线包接收加电指令脉冲或者断电指令脉冲的一端、第二线包一端，二极管D2阳极接第一线包另一端、第二线包另一端。
[0012]所述的开机或者关机指令扩容电路中的继电器为电磁继电器。
[0013]所述的指令开关电路中继电器为磁保持继电器。
[0014]所述的电磁继电器为T26PYS电磁继电器。
[0015]所述的磁保持继电器为TL26PYS磁保持继电器。
[0016]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0017](I)本发明通过使用开机或者关机指令扩容电路中的电磁继电器驱动指令开关电路中的磁保持继电器，避免了采用传统数字逻辑电路因空间辐射给星载卫星载荷电源带来的不稳定和早期失效等影响；
[0018](2)本发明通过在开机或者关机指令扩容电路中采用两个电磁继电器串联使用、电磁继电器自身的两组触点并联使用，增强了宇航电源开关的可靠性；
[0019](3)本发明与现有技术相比，通过借助一次母线的功率驱动磁保持继电器，提高了指令驱动电路的驱动能力。
【附图说明】
[0020]图1为本发明一种星上指令驱动扩容电路结构原理图。
【具体实施方式】
[0021]为了提高航天电源的指令驱动能力，实现多路输出的可靠加断电，本发明提出一种星上指令驱动扩容电路，通过驱动两只串联的电磁继电器来间接驱动多个磁保持继电器，其中，为了保证航天电源的可靠性要求，本发明驱动扩容电路中继电器触点一般采用串并联的方式。本发明驱动扩容电路采用了两只电磁继电器进行串联，每只电磁继电器的两组触点再分别并联，另外在电路实现的过程中，通过继电器的串并联达到冗余设计的目的。
[0022]本发明指令驱动扩容电路包括电磁继电器线包限流电路、电磁继电器线包泄放电路、开机或者关机指令扩容电路。电磁继电器线包限流电路包括电阻R1、电阻R2，其中，电阻R1、电阻R2并联，并联后一端接加电指令脉冲或者断电指令脉冲，另一端输出限流后的加电指令脉冲或者断电指令脉冲;开机或者关机指令扩容电路包括继电器K1、继电器K2，继电器Kl包括第一动触点、第一静触点、第二动触点、第二静触点、第一线包，第一动触点、第一静触点组成第一触点组，第二动触点、第二静触点组成第二触点组，继电器K2包括第三动触点、第三静触点、第四动触点、第四静触点、第二线包，第三动触点、第三静触点组成第三触点组，第四动触点、第四静触点组成第四触点组，继电器K1、继电器K2串联，第一触点组、第二触点组并联，第三触点组、第四触点组并联，第三静触点、第四静触点接一次母线回线，当实现二次电源开机时，第一动触点接二次电源的指令开关电路中继电器加电线包，当实现二次电源关机时，第一动触点接二次电源的指令开关电路中继电器断电线包，第一线包接收加电指令脉冲或者断电指令脉冲后，第一动触点与第一静触点、第二动触点与第二静触点、第三动触点与第三静触点、第四动触点与第四静触点同时连通；电磁继电器线包泄放电路包括二极管D1、二极管D2，二极管Dl阳极接二极管D2阴极，二极管Dl阴极接第一线包接收加电指令脉冲或者断电指令脉冲的一端、第二线包一端，二极管D2阳极接第一线包另一端、第二线包另一端。
[0023]在电路实现的过程中，电磁继电器线包限流电路，接收加电指令脉冲后进行限流，得到限流后的加电指令脉冲并送至开机或者关机指令扩容电路;开机或者关机指令扩容电路，接收加电指令脉冲后，将连通的一次母线回线与二次电源的指令开关电路中的继电器加电线包连通，实现二次电源开机;接收断电指令脉冲后，将连通的一次母线回线与二次电源的指令开关电路中的继电器断电线包连通，实现二次电源关机。电磁继电器线包泄放电路，当开机或者关机指令扩容电路接收到加电指令脉冲或者断电指令脉冲后，对开机或者关机指令扩容电路进行电荷泄放。其中，指令开关电路包括二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、电阻R3、电阻R4、继电器K3，电阻R3、电阻R4并联，并联后一端接一次母线正线，二极管D3阳极接二极管D5阳极、继电器K3中断电线包一端，阴极接二极管D4阳极，二极管D4阴极接继电器K3中断电线包另一端、电阻R3、电阻R4并联另一端、继电器K3中加电线包一端，继电器K3中加电线包另一端接二极管D6阳极、二极管D7阳极，二极管D7阴极接二极管D8阳极，二极管D8阴极接继电器K3中加电线包一端，当二次电源关机时，二极管D6阴极接一次母线回线，当二次电源关机时，二极管D5阴极接一次母线回线。指令开关电路中，继电器K3为磁保持继电器。
[0024]指令驱动扩容电路通过驱动电磁继电器并借助一次母线的能量间接驱动磁保持继电器，电路简单，可靠性高。传统意义上所采用的继电器驱动控制电路为数字逻辑电路，由于受到空间辐照和单粒子等空间效应的影响，在远程遥控过程中会出现较大的漂移或单粒子翻转等现象，可能会造成继电器的误动作。而本发明通过驱动电磁继电器并借助一次母线的能量间接驱动磁保持继电器基本不受到空间效应的影响，因此该技术特别适合空间应用的星载卫星载荷电源。
[0025]指令驱动扩容电路是一种驱动指令功率低情况下扩大驱动指令能力的方法。在电路实现的过程中，星上遥控单元通过驱动两只并联的电磁继电器并借助一次母线的能量间接驱动多个磁保持继电器，从而控制多路输出宇航电源的开关。下面结合图1对本发明作进一步说明。
[0026]图1中，1、4为电磁继电器线包限流电路，2、5为电磁继电器线包泄放电路，3为开机指令扩容电路，6为关机指令扩容电路，7为指令开关电路继电器线包限流电路，8、11为指令开关电路继电器线包泄放电路，9为潜通路隔离电路，10为磁保持继电器，12为浪涌抑制电路，13为二次电源指令开关电路。
[0027]由于本发明主要针对航天器上具有时序要求、驱动指令功率低、28V母线情况下的开关电源指令驱动扩容方法，因此选取线包额定电压为28V的T26PYS电磁继电器和TL26PYS磁保持继电器进行说明。开机时，幅值电压为28V的指令脉冲直接驱动指令扩容电路3中电磁继电器K1、K2，K1、K2继电器的触点同时动作，此时，磁保持继电器10的控制电源开通的线包的一端通过潜通路隔离电路9中的二极管D6与一次母线回线连接，另一端通过磁保持继电器线包限流电路7连接至一次母线正线，磁保持继电器10动触点动作，浪涌抑制电路12中的开关管导通，开关电源开机工作。关机时，幅值电压为28V的指令脉冲直接驱动指令扩容电路6中电磁继电器K 4、K 5，K 4、K 5继电器的触点同时动作，此时，磁保持继电器1的控制电源关断的线包的一端通过潜通路隔离电路9中的二极管D5与一次母线回线连接，另一端通过磁保持继电器线包限流电路7连接至一次母线正线，磁保持继电器10动触点动作，浪涌抑制电路12中的开关管关断，开关电源关机。
[0028]本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1.一种星上指令驱动扩容电路，其特征在于包括电磁继电器线包限流电路、电磁继电器线包泄放电路、开机或者关机指令扩容电路，其中 电磁继电器线包限流电路，接收加电指令脉冲后进行限流，得到限流后的加电指令脉冲并送至开机或者关机指令扩容电路;接收断电指令脉冲后进行限流，得到限流后的断电指令脉冲并送至开机或者关机指令扩容电路； 开机或者关机指令扩容电路，接收加电指令脉冲后，将连通的一次母线回线与二次电源的指令开关电路中的继电器加电线包连通，实现二次电源开机;接收断电指令脉冲后，将连通的一次母线回线与二次电源的指令开关电路中的继电器断电线包连通，实现二次电源关机;所述的指令开关电路包括二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、电阻R3、电阻R4、继电器K3，其中，电阻R3、电阻R4并联，并联后一端接一次母线正线，二极管D3阳极接二极管D5阳极、继电器K3中断电线包一端，阴极接二极管D4阳极，二极管D4阴极接继电器K3中断电线包另一端、电阻R3、电阻R4并联另一端、继电器K3中加电线包一端，继电器K3中加电线包另一端接二极管D6阳极、二极管D7阳极，二极管D7阴极接二极管D8阳极，二极管D8阴极接继电器K3中加电线包一端，当二次电源开机时，二极管D6阴极接一次母线回线，当二次电源关机时，二极管D5阴极接一次母线回线。 电磁继电器线包泄放电路，当开机或者关机指令扩容电路接收到加电指令脉冲或者断电指令脉冲后，对开机或者关机指令扩容电路进行电荷泄放。2.根据权利要求1所述的一种星上指令驱动扩容电路，其特征在于:所述的电磁继电器线包限流电路包括电阻R1、电阻R2，其中，电阻R1、电阻R2并联，并联后一端接加电指令脉冲或者断电指令脉冲，另一端输出限流后的加电指令脉冲或者断电指令脉冲。3.根据权利要求1或2所述的一种星上指令驱动扩容电路，其特征在于:所述的开机或者关机指令扩容电路包括继电器K1、继电器K2，继电器KI包括第一动触点、第一静触点、第二动触点、第二静触点、第一线包，第一动触点、第一静触点组成第一触点组，第二动触点、第二静触点组成第二触点组，继电器K2包括第三动触点、第三静触点、第四动触点、第四静触点、第二线包，第三动触点、第三静触点组成第三触点组，第四动触点、第四静触点组成第四触点组，继电器Kl、继电器K2串联，第一触点组、第二触点组并联，第三触点组、第四触点组并联，第三静触点、第四静触点接一次母线回线，当实现二次电源开机时，第一动触点接二次电源的指令开关电路中继电器加电线包，当实现二次电源关机时，第一动触点接二次电源的指令开关电路中继电器断电线包，第一线包接收加电指令脉冲或者断电指令脉冲后，第一动触点与第一静触点、第二动触点与第二静触点、第三动触点与第三静触点、第四动触点与第四静触点同时连通。4.根据权利要求3所述的一种星上指令驱动扩容电路，其特征在于:所述的电磁继电器线包泄放电路包括二极管Dl、二极管D2，二极管Dl阳极接二极管D2阴极，二极管Dl阴极接第一线包接收加电指令脉冲或者断电指令脉冲的一端、第二线包一端，二极管D2阳极接第一线包另一端、第二线包另一端。5.根据权利要求1或2所述的一种星上指令驱动扩容电路，其特征在于:所述的开机或者关机指令扩容电路中的继电器为电磁继电器。6.根据权利要求1或2所述的一种星上指令驱动扩容电路，其特征在于:所述的指令开关电路中继电器为磁保持继电器。7.根据权利要求5所述的一种星上指令驱动扩容电路，其特征在于:所述的电磁继电器为T26PYS电磁继电器。8.根据权利要求6所述的一种星上指令驱动扩容电路，其特征在于:所述的磁保持继电器为TL26PYS磁保持继电器。
【文档编号】G05B19/042GK105955105SQ201610284365
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】张倩倩, 陈永刚, 王儒, 雷卫军
【申请人】北京卫星制造厂