空间用自动同步联控电路的制作方法
【专利摘要】一种空间用自动同步联控电路，其特征在于，包括：第一遥控指令驱动电路、第二遥控指令驱动电路以及联动辅控电路；所述第一遥控指令驱动电路的开关为第一磁保持继电器，所述第一磁保持继电器包括至少两副同步单刀双掷触点；所述第二遥控指令驱动电路的开关为第二磁保持继电器；所述联动辅控电路包括串联在所述第一磁保持继电器第二幅触点的一个掷与刀之间的第四电阻R4、第五电阻R5以及电容C1，所述第一磁保持继电器第二幅触点的另一个掷接Vc(稳压电源)。本发明提供的空间用自动同步联控电路利用磁保持继电器触点同步特性及电容充放电特性，在指令执行时，通过电容充放电同步控制另一个空间遥控指令的执行，自动达到联控、同步之目的。
【专利说明】空间用自动同步联控电路
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及电子元件的应用，特别涉及一种空间飞行器用自动同步联控电路。
【背景技术】
[0003]空间飞行器在轨运行时，需要地面向其发一系列遥控指令，使飞行器能按照地面要求执行空间任务。空间飞行器遥控指令电路一般情况下自主执行，但根据需求在设计时会增加部分功能，如相互关联的遥控指令存在联控、同步要求等，在电路设计上须按要求实现。受运行环境影响，空间飞行器在电路设计上有特殊性，需考虑可靠性、安全性、抗辐照能力、重量等限制因素，因此在实现功能的基础上，电路应简单、可靠性强，有自动响应能力，所用元器件满足空间环境使用要求。
[0004]空间飞行器基于在轨控制需求，内部有大量指令电路，有些指令在自主执行之外有自动同步联控要求，但空间飞行器受自身运行环境所限，对于电路重量、元器件抗辐照能力、可靠性等均要求较高。现有空间遥控指令驱动电路同步、联控功能一般通过逻辑芯片实现，该种方式存在电路设计过于复杂，元器件抗辐照能力差，易发生单粒子翻转等问题导致失效，应用在中高轨道飞行器中可靠性较差等缺点。
[0005]磁保持继电器是近几年发展出的一种新型继电器，具有灵敏度高、功耗低、性能稳定可靠，输出容量裕度大、寿命长等特点，能承受恶劣的环境条件，在空间飞行器遥控指令电路中，磁继电器作为指令开关得到了广泛应用。与一般电磁继电器所不同的是，磁保持继电器的常闭或常开状态是依赖永久磁钢的作用，将磁钢引入磁回路，继电器线圈断电后，继电器的衔铁仍能保持在线圈通电时的状态，具有两个状态，其开关状态的转换是靠一定宽度的脉冲电信号触发而完成。磁保持继电器一般内有多副同步单刀双掷触点，通、断均分别由同一线圈驱动。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是提供一种空间用自动同步联控电路，以解决现有空间用自动同步联控电路设计过于复杂，元器件抗辐照能力差，易发生单粒子翻转等问题。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种空间用自动同步联控电路，包括：第一遥控指令驱动电路、第二遥控指令驱动电路以及联动辅控电路；所述第一遥控指令驱动电路的开关为第一磁保持继电器，所述第一磁保持继电器包括至少两副同步单刀双掷触点；所述第二遥控指令驱动电路的开关为第二磁保持继电器；所述联动辅控电路包括串联在所述第一磁保持继电器第二幅触点的一个掷与刀之间的第四电阻R4、第五电阻R5以及电容Cl，所述第一磁保持继电器第二幅触点的另一个掷接Vc (稳压电源）。
[0008]进一步，所述第一遥控指令驱动电路包括第一驱动电阻R1、第二驱动电阻R2、第一磁保持继电器、第一防浪涌二极管VI、第二防浪涌二极管V2、第一驱动三极管Q1、以及第三限流电阻R3 ;所述第一驱动电阻Rl与第一遥控指令输入口相连接，所述第一驱动电阻Rl的另一端同时与第二驱动电阻R2、第一驱动三极管Ql的基极连接；所述第二驱动电阻R2的另一端与第一驱动三极管Ql的发射极相连；所述第一驱动三极管Ql的集电极与第一磁保持继电器的线圈的一端相连，所述端还与串联的第一防浪涌二极管V1、第二防浪涌二极管V2的负极相连接；所述第一磁保持继电器的线圈的另外一端同时与第三限流电阻R3以及串联的第一防浪涌二极管V1、第二防浪涌二极管V2的正极相连接。
[0009]进一步，所述第二遥控指令驱动电路包括第六驱动电阻R6、第七驱动电阻R7、第二磁保持继电器、第三防浪涌二极管V3、第四防浪涌二极管V4、第二驱动三极管Q2、以及第八限流电阻R8 ;所述第六驱动电阻R6与第二遥控指令输入口相连接，所述第六驱动电阻R6的另一端同时与第七驱动电阻R7、第二驱动三极管Q2的基极连接；所述第七驱动电阻R7的另一端与第二驱动三极管Q2的发射极相连；所述发射极与第一驱动三极管Ql连接后接地；所述第六驱动电阻R6与第七驱动电阻R7串联后与第四电阻R4并联；所述第二驱动三极管Q2的集电极与第二磁保持继电器的线圈的一端相连，所述端还与串联的第三防浪涌二极管V3、第四防浪涌二极管V4的负极相连接；所述第一磁保持继电器的线圈的另外一端同时与第八限流电阻R3以及串联的第一防浪涌二极管V1、第二防浪涌二极管V2的正极相连接。
[0010]进一步，所述第二驱动三极管Q2、第一驱动三极管Q3为NPN型三极管。
[0011]进一步，电容Cl及第四电阻R4、第五电阻R5值的选取须保证放电脉冲宽度驱动三极管Q2导通时间满足遥控指令2中磁保持继电器动作要求。
[0012]本发明所提供的 联动辅控电路利用磁保持继电器触点同步特性及电容的充放电功能来实现自动同步联控功能。当第一遥控指令驱动电路指令执行时，线圈驱动指令开关(即第一副触点)断开，此时，该线圈也同步驱动第一磁保持继电器Kl中第二副触点从+Vc打至第五电阻R5，电容Cl原本在+Vc电压下充满了电，在开关打至第五电阻R5时开始放电，形成脉冲，可以驱动第二遥控指令驱动电路响应，使第二遥控指令驱动电路与第一遥控指令驱动电路自动同步联控执行。
[0013]综上，本发明的优点包括:空间用自动同步联控电路利用磁保持继电器触点同步特性及电容充放电特性，在一个空间遥控指令执行时，通过电容充放电同步控制另一个空间遥控指令的执行，自动达到联控、同步之目的。该电路在实现功能的前提下结构简单，体积小，元器件空间环境可靠性强，对空间电路设计有很强的针对性和实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明提供的空间用自动同步联控电路原理图；
图2为本发明提供的空间用自动同步联控电路执行波形图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本发明提供的空间用自动同步联控电路由遥控指令驱动电路及联动辅控电路组成。遥控指令驱动电路分为第一遥控指令驱动电路和第二遥控指令驱动电路两个部分，第一遥控指令驱动电路和第二遥控指令驱动电路输入接口与飞行器遥控指令接收部件相连，可直接接收地面指令，第二遥控指令驱动电路有自主控制功能。根据飞行器需求，第二遥控指令驱动电路在自主控制的基础上需与第一遥控指令驱动电路同步联控执行，为实现该功能，在第二遥控指令驱动电路驱动电路上加上了联动辅控电路。
[0016]具体地，本发明提供的空间用自动同步联控电路，包括：第一遥控指令驱动电路、第二遥控指令驱动电路以及联动辅控电路；所述第一遥控指令驱动电路的开关为第一磁保持继电器，所述第一磁保持继电器包括至少两副同步单刀双掷触点；所述第二遥控指令驱动电路的开关为第二磁保持继电器；所述联动辅控电路包括串联在所述第一磁保持继电器第二幅触点的一个掷与刀之间的第四电阻R4、第五电阻R5以及电容Cl，所述第一磁保持继电器第二幅触点的另一个掷接Vc (稳压电源）。
[0017]其中，所述第一遥控指令驱动电路包括第一驱动电阻R1、第二驱动电阻R2、第一磁保持继电器、第一防浪涌二极管VI、第二防浪涌二极管V2、第一驱动三极管Q1、以及第三限流电阻R3 ;所述第一驱动电阻Rl与第一遥控指令输入口相连接，所述第一驱动电阻Rl的另一端同时与第二驱动电阻R2、第一驱动三极管Ql的基极连接；所述第二驱动电阻R2的另一端与第一驱动三极管Ql的发射极相连；所述第一驱动三极管Ql的集电极与第一磁保持继电器的线圈的一端相连，所述端还与串联的第一防浪涌二极管VI、第二防浪涌二极管V2的负极相连接；所述第一磁保持继电器的线圈的另外一端同时与第三限流电阻R3以及串联的第一防浪涌二极管VI、第二防浪涌二极管V2的正极相连接。
[0018]所述第二遥控指令驱动电路包括第六驱动电阻R6、第七驱动电阻R7、第二磁保持继电器、第三防浪涌二极管V3、第四防浪涌二极管V4、第二驱动三极管Q2、以及第八限流电阻R8 ;所述第六驱动电阻R6与第二遥控指令输入口相连接，所述第六驱动电阻R6的另一端同时与第七驱动电阻R7、第二驱动三极管Q2的基极连接；所述第七驱动电阻R7的另一端与第二驱动三极管Q2的发射极相连；所述发射极与第一驱动三极管Ql连接后接地；所述第六驱动电阻R6与第七驱动电阻R7串联后与第四电阻R4并联；所述第二驱动三极管Q2的集电极与第二磁保持继电器的线圈的一端相连，所述端还与串联的第三防浪涌二极管V3、第四防浪涌二极管V4的负极相连接；所述第一磁保持继电器的线圈的另外一端同时与第八限流电阻R3以及串联的第一防浪涌二极管VI、第二防浪涌二极管V2的正极相连接。
[0019]第一磁保持继电器Kl为内有多副触点的磁保持继电器，通、断均分别由同一线圈驱动。电容电容Cl是无极性高频有机介质电容，介电常数高、体积小、适用温度范围宽、频率稳定性好，在空间飞行器上应用广泛。联动辅控电路利用磁保持继电器触点同步特性及电容的充放电功能来实现同步联控功能，当控制指令I指令执行时，线圈驱动指令开关（即第一副触点）断开，此时，该线圈也同步驱动Kl中第二副触点从+Vc打至电阻R5，电容Cl原本在+Vc电压下充满了电，在开关打至R5时开始放电，形成脉冲，可以驱动遥控指令2电路响应，达到自动同步联控功能。
[0020]其中，电容Cl的取值与驱动电路的响应时间及磁保持继电器动作时间相关，电容Cl及电阻R4、电阻R5值的选取须保证放电脉冲宽度第二驱动三极管Q2导通时间满足遥控指令2中磁保持继电器动作所需脉冲宽度。
[0021]图2为根据图I中电路原理搭建的实际电路的执行波形图，从图2中可看出，第一遥控指令驱动电路的遥控指令I驱动波形输入后，电容Cl同步放电给第二遥控指令驱动电路输入与指令I同步的指令2的驱动波形，使遥控指令2电路与指令I同步联控执行。
[0022]空间用自动同步联控电路元器件数量少、重量轻、体积小、自动响应速度快，且元器件未使用逻辑芯片，仅使用电容、电阻、继电器等基础元器件。基础类元器件抗辐照性强、可靠性高，广泛使用于飞行器中，已经过低、中、高各轨道飞行器的在轨验证，特别适用于空间环境的要求，在空间飞行器电路设计上有广泛的应用前景。
[0023]本发明一种空间用自动同步联控电路已安装在高轨道卫星型号内，并随该卫星在轨飞行两年，两年中，该电路已跟随地面遥控指令多次执行，均执行正常，可验证该电路的实用性和可靠性。
[0024]本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.一种空间用自动同步联控电路，其特征在于，包括：第一遥控指令驱动电路、第二遥控指令驱动电路以及联动辅控电路；所述第一遥控指令驱动电路的开关为第一磁保持继电器，所述第一磁保持继电器包括至少两副同步单刀双掷触点；所述第二遥控指令驱动电路的开关为第二磁保持继电器；所述联动辅控电路包括串联在所述第一磁保持继电器第二幅触点的一个掷与刀之间的第四电阻R4、第五电阻R5以及电容Cl，所述第一磁保持继电器第二幅触点的另一个掷接稳压电源Vc。
2.依据权利要求I所述的一种空间用自动同步联控电路，其特征在于，所述第一遥控指令驱动电路包括第一驱动电阻R1、第二驱动电阻R2、第一磁保持继电器、第一防浪涌二极管VI、第二防浪涌二极管V2、第一驱动三极管Q1、以及第三限流电阻R3 ;所述第一驱动电阻Rl与第一遥控指令输入口相连接，所述第一驱动电阻Rl的另一端同时与第二驱动电阻R2、第一驱动三极管Ql的基极连接；所述第二驱动电阻R2的另一端与第一驱动三极管Ql的发射极相连；所述第一驱动三极管Ql的集电极与第一磁保持继电器的线圈的一端相连，所述端还与串联的第一防浪涌二极管VI、第二防浪涌二极管V2的负极相连接；所述第一磁保持继电器的线圈的另外一端同时与第三限流电阻R3以及串联的第一防浪涌二极管VI、第二防浪涌二极管V2的正极相连接。
3.依据权利要求2所述的一种空间用自动同步联控电路，其特征在于，所述第二遥控指令驱动电路包括第六驱动电阻R6、第七驱动电阻R7、第二磁保持继电器、第三防浪涌二极管V3、第四防浪涌二极管V4、第二驱动三极管Q2、以及第八限流电阻R8 ;所述第六驱动电阻R6与第二遥控指令输入口相连接，所述第六驱动电阻R6的另一端同时与第七驱动电阻R7、第二驱动三极管Q2的基极连接；所述第七驱动电阻R7的另一端与第二驱动三极管Q2的发射极相连；所述发射极与第一驱动三极管Ql连接后接地；所述第六驱动电阻R6与第七驱动电阻R7串联后与第四电阻R4并联；所述第二驱动三极管Q2的集电极与第二磁保持继电器的线圈的一端相连，所述端还与串联的第三防浪涌二极管V3、第四防浪涌二极管V4的负极相连接；所述第一磁保持继电器的线圈的另外一端同时与第八限流电阻R3以及串联的第一防浪涌二极管VI、第二防浪涌二极管V2的正极相连接。
4.依据权利要求3所述的一种空间用自动同步联控电路，其特征在于，所述第二驱动三极管Q2、第一驱动三极管Q3为NPN型三极管，驱动三级管Q2、Q3的型号根据驱动信号电压以及继电器线圈动作所需电流值选取。
5.依据权利要求3所述的一种空间用自动同步联控电路，其特征在于，电容Cl及第四电阻R4、第五电阻R5值的选取须保证放电脉冲宽度驱动三极管Q2导通时间满足遥控指令2中磁保持继电器动作要求。
【文档编号】G05B19/04GK103838153SQ201210480703
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月23日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】李旭评, 黄辉, 刘文啸 申请人:上海空间电源研究所