用于航天器的配电测控单元的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于航天器的配电测控单元，包括集成的供配电模块、遥控模块、遥测模块和加热器控制模块，其中，所述遥控模块分别与供配电模块和加热器控制模块控制连接，所述供配电模块还与遥测模块相连接。本发明解决了航天器单机产品功能单一、集成度不高的问题，还解决了平台单机产品体积大、质量重、占用整星资源多的问题。本发明为卫星一体化设计提供了前提条件，对减轻卫星电缆网重量有良好效果，同时可降低航天器单机产品研发周期和研发成本。
【专利说明】用于航天器的配电测控单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及航天器的单机产品设计【技术领域】，具体地，涉及一种采用航天器单机模块化设计方式且功能高度集成的用于航天器的配电测控单元。
【背景技术】
[0002]目前，卫星的供配电、遥测、遥控和加热器控制等功能分别由独立的单机产品完成，如配电器、遥测采样器、中心遥控机、热控控制箱等，占用大量卫星平台资源。
[0003]随着航天器产品复杂度不断提高，载荷能力需求进一步提升，对卫星平台的设计提出了减重、功能集成、高效的要求。研制多舱段一体化管理的集成化平台单机产品可以满足航天器产品发展的需求。
[0004]目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种用于航天器的配电测控单
J Li ο
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的。
[0007]—种用于航天器的配电测控单元，包括集成的供配电模块、遥控模块、遥测模块和加热器控制模块，其中，所述遥控模块分别与供配电模块和加热器控制模块控制连接，所述供配电模块还与遥测模块相连接。
[0008]优选地，所述供配电模块包括用于在小面积内实现内部汇流的汇流模块和若干继电器，其中，供电母线通过汇流模块形成若干路独立的直供电输出，供电母线通过若干继电器后形成若干路独立的控制供电输出。
[0009]优选地，所述继电器采用磁保持继电器。
[0010]优选地，所述遥控模块包括依次连接的第一串并转换单元、第一译码单元以及指令驱动单元，所述第一串并转换单元接收外部指令后进行串并转换，然后经过第一译码单元进行译码，最后通过指令驱动单元驱动输出指令至供配电模块；其中，所述第一串并转换单元具有一对一形式的RS-422接口 ；所述第一译码单元采用纯硬件方式译码；所述指令驱动单元包括:集电极开路门(OC)指令驱动单元，用于OC门指令输出；漏极开路门(OD)指令驱动单元，用于OD门指令输出；射随输出指令驱动单元，用于射随指令输出；所述第一译码单元包括译码控制主单元和译码控制备单元，所述译码控制主单元和译码控制备单元分别与加热器模块相连接。
[0011]优选地，所述集电极开路门(OC)指令驱动单元、漏极开路门(OD)指令驱动单元以及射随输出指令驱动单元分别提供2mA、200mA和500mA带载能力指令。
[0012]优选地，所述遥测模块包括依次连接的第二串并转换单元、第二译码单元、多路选通单元、二级选通单元以及射随输出单元，所述第二串并转换单元接收外部串行地址码后进行串并转换并输出至第二译码单元进行译码，第二译码单元分别与多路选通单元和二级选通单元相连接，译码后被采集的遥测量经过多路选通单元进行一级选通后输出至二级选通单元进行二级选通，最后经过二级选通单元选通的被采集遥测量通过射随输出单元输出。
[0013]优选地，所述第二串并转换单元设有一对二形式的RS-422接口 ；所述多路选通单元设有遥测量输入接口，所述第二译码单元采用纯硬件方式译码。
[0014]优选地，所述加热器模块包括依次连接的第三串并转换单元、第三译码单元、加热器指令锁存单元和加热器控制驱动单元，所述第三串并转换单元接受外部串行地址码后进行串并转换并输出至第三译码单元译码，译码后加热器控制指令码在指令锁存单元中锁存，经加热器控制驱动单元驱动后，输出对加热器正负两端的控制指令。
[0015]优选地，所述指令锁存单元包括指令锁存主单元和指令锁存备单元，所述译码控制主单元和译码控制备单元分别与指令锁存主单元和指令锁存备单元相连接，用于加热器控制指令的输出控制和锁存。
[0016]优选地，所述加热器模块的输出端采用电子开关。
[0017]与现有技术相比，本发明具有以下技术特点:
[0018](I)为整星各分系统和单机提供母线电源直供电和开关机控制供电；
[0019](2)接收中心控制单元送出的指令信息并译码，实施单机供电控制、加热器加断电控制，或者输出指令脉冲；
[0020](3)接收遥测采样地址信号，经译码选通后将遥测量送至处理单元；
[0021](4)提供温度量遥测采样+5V电源和标准匹配电阻；
[0022](5)各功能模块功能虽相对独立，但之间又通过内总线进行信息交换和传递；
[0023](6)采用模块化拼装的设计方式，便于调试、维修和扩展。
[0024]本发明提供的用于航天器的配电测控单元，满足卫星平台的基本功能，减轻了平台质量，减少了对整星资源的占用率，改变了目前卫星平台单机功能单一的现状，缩短了航天器研制周期、节约了研制成本。
[0025]本发明解决了航天器单机产品功能单一、集成度不高的问题，还解决了平台单机产品体积大、质量重、占用整星资源多的问题。本发明为卫星一体化设计提供了前提条件，对减轻卫星电缆网重量有良好效果，同时可降低航天器单机产品研发周期和研发成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0027]图1为本发明配电测控单元外观示意图；
[0028]图2为本发明配电测控单元信息流示意图；
[0029]图3为供配电模块原理示意图；
[0030]图4为遥控模块原理示意图；
[0031]图5为遥测模块原理示意图；
[0032]图6为加热器控制模块原理示意图；
[0033]图中:1为供配电模块，2为遥控模块，3为加热器控制模块，4为遥测模块。
【具体实施方式】
[0034]下面对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
[0035]请同时参阅图1至图6。
[0036]本实施例提供了一种用于航天器的配电测控单元，包括集成的供配电模块、遥控模块、遥测模块和加热器控制模块，其中，所述遥控模块分别与供配电模块和加热器控制模块控制连接，所述供配电模块还与遥测模块相连接。
[0037]进一步地，所述供配电模块包括用于在小面积内实现内部汇流的汇流模块和若干继电器，其中，供电母线通过汇流模块形成若干路独立的直供电输出，供电母线通过若干继电器后形成若干路独立的控制供电输出。
[0038]进一步地，所述继电器采用磁保持继电器。
[0039]进一步地，所述遥控模块包括依次连接的第一串并转换单元、第一译码单元以及指令驱动单元，所述第一串并转换单元接收外部指令后进行串并转换，然后经过第一译码单元进行译码，最后通过指令驱动单元驱动输出指令至供配电模块；其中，所述第一串并转换单元具有一对一形式的RS-422接口 ；所述第一译码单元采用纯硬件方式译码；所述指令驱动单元包括:集电极开路门(OC)指令驱动单元，用于OC门指令输出；漏极开路门(OD)指令驱动单元，用于OD门指令输出；射随输出指令驱动单元，用于射随指令输出；所述第一译码单元包括译码控制主单元和译码控制备单元，所述译码控制主单元和译码控制备单元分别与加热器模块相连接。
[0040]进一步地，所述集电极开路门(OC)指令驱动单元、漏极开路门(OD)指令驱动单元以及射随输出指令驱动单元分别提供2mA、200mA和500mA带载能力指令。
[0041]进一步地，所述遥测模块包括依次连接的第二串并转换单元、第二译码单元、多路选通单元、二级选通单元以及射随输出单元，所述第二串并转换单元接收外部串行地址码后进行串并转换并输出至第二译码单元进行译码，第二译码单元分别与多路选通单元和二级选通单元相连接，译码后被采集的遥测量经过多路选通单元进行一级选通后输出至二级选通单元进行二级选通，最后经过二级选通单元选通的被采集遥测量通过射随输出单元输出。
[0042]进一步地，所述第二串并转换单元设有一对二形式的RS-422接口 ；所述多路选通单元设有遥测量输入接口，所述第二译码单元采用纯硬件方式译码。
[0043]进一步地，所述加热器模块包括依次连接的第三串并转换单元、第三译码单元、力口热器指令锁存单元和加热器控制驱动单元，所述第三串并转换单元接受外部串行地址码后进行串并转换并输出至第三译码单元译码，译码后加热器控制指令码在指令锁存单元中锁存，经加热器控制驱动单元驱动后，输出对加热器正负两端的控制指令。
[0044]进一步地，所述指令锁存单元包括指令锁存主单元和指令锁存备单元，所述译码控制主单元和译码控制备单元分别与指令锁存主单元和指令锁存备单元相连接，用于加热器控制指令的输出控制和锁存。
[0045]优选地，所述加热器模块的输出端采用电子开关。
[0046]下面结合如图对本实施例作进一步说明。
[0047]如图1所示，本实施例提供的用于航天器的配电测控单元，包括供配电模块1、遥控模块2、遥测采集模块4以及加热器控制模块3。该设计整合了卫星平台多种功能，将传统四台单一功能的单机产品集于一体，采用模块化设计方式，并通过内总线进行信号传递，调试灵活，功能可扩展。
[0048]如图2所示，本实施例提供的用于航天器的配电测控单元，遥控模块对供配电模块和加热器模块实施控制，其中，供配电模块接收遥控模块的控制供电指令，提供相应的控制供电输出，加热器控制模块接收遥控模块的控制指令，对相应加热器实施开关控制。此夕卜，遥控模块还输出其他控制指令，对航天器的其他分系统进行控制。遥测模块采集并输出供配电模块的供电状态遥测量和加热器指令状态遥测量，同时也对航天器其他分系统的遥测量进行采集和输出。
[0049]图3为本发明配电测控单元供配电模块原理示意图；如图3所示，该模块可提供控制供电和直供电两种形式的独立供电，并对供电状态进行遥测采集，供电路数可扩展。直供电采用汇流模块，可以在小面积内实现内部汇流，可构成多种组合的布线。控制供电采用磁保持继电器接收指令对供电进行通断控制，采用多种形式的组合方式，可满足不同载荷的需要。
[0050]图4为本发明配电测控单元遥控模块原理示意图；如图4所示，该模块采用一对一形式的RS-422接口方式接收地址码，以纯硬件方式进行译码，具有三种指令驱动方式，可分别提供2mA、200mA、500mA带载能力指令。
[0051]图5为本发明配电测控单元遥测模块原理示意图；如图5所示，该模块采用一对二形式的RS-422接口方式接收地址码，以纯硬件方式进行译码，同时选通遥测正线和回线并射随输出。可对模拟量和温度量进行采集。
[0052]图6为本发明配电测控单元加热器控制模块原理示意图；如图6所示，该模块将译码后的指令进行锁存，经驱动电路后，同时对加热器的正负端进行控制。
[0053]所述的供配电模块I采用汇流模块(汇流条)和继电器组合的控制方式，可满足完全独立的42V和28V供配电需求，提供直供电和控制供电两种供配电形式，具有母线过流保护功能，供配电路数可扩展。
[0054]所述的遥控模块2具有串并转换和译码功能，具有三种卫星常用指令驱动方式。采用RS-422串行接口，纯硬件数字译码，提供2mA、200mA、500mA三种驱动能力的指令信号，指令数量可扩展。
[0055]所述的遥测采集模块4具有串并转换、译码和射随输出功能。采用两级选通模式实现对256路遥测正线和32路遥测回线的采集。采样精度2mV。
[0056]所述的加热器控制模块3采用电子开关，对加热器的正负端同时控制，可靠性高、重量轻、体积小。
[0057]由上所述，本实施例提供的用于航天器的配电测控单元，改变了目前卫星平台单机功能单一、布局分散的模式，减轻了卫星平台部分的重量；同时，配电测控单元根据整星功能的需求和分布全局一体化设计，提高了卫星资源的使用效率；此外，配电测控单元采用通用模块式设计方法，既缩短了设计、加工时间，又减少了备份件的数量，从而节约了卫星的研制成本。
[0058]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【权利要求】
1.一种用于航天器的配电测控单元，其特征在于，包括集成的供配电模块、遥控模块、遥测模块和加热器控制模块，其中，所述遥控模块分别与供配电模块和加热器控制模块控制连接，所述供配电模块还与遥测模块相连接。
2.根据权利要求1所述的用于航天器的配电测控单元，其特征在于，所述供配电模块包括用于在小面积内实现内部汇流的汇流模块和若干继电器，其中，供电母线通过汇流模块形成若干路独立的直供电输出，供电母线通过若干继电器后形成若干路独立的控制供电输出。
3.根据权利要求2所述的用于航天器的配电测控单元，其特征在于，所述继电器采用磁保持继电器。
4.根据权利要求1所述的用于航天器的配电测控单元，其特征在于，所述遥控模块包括依次连接的第一串并转换单元、第一译码单元以及指令驱动单元，所述第一串并转换单元接收外部指令后进行串并转换，然后经过第一译码单元进行译码，最后通过指令驱动单元驱动输出指令至供配电模块；其中，所述第一串并转换单元具有一对一形式的RS-422接口 ；所述第一译码单元采用纯硬件方式译码；所述指令驱动单元包括:集电极开路门指令驱动单元，用于0C门指令输出；漏极开路门指令驱动单元，用于0D门指令输出；射随输出指令驱动单元，用于射随指令输出；所述第一译码单元包括译码控制主单元和译码控制备单元，所述译码控制主单元和译码控制备单元分别与加热器模块相连接。
5.根据权利要求4所述的用于航天器的配电测控单元，其特征在于，所述集电极开路门指令驱动单元、漏极开路门指令驱动单元以及射随输出指令驱动单元分别提供2mA、200mA和500mA带载能力指令。
6.根据权利要求1所述的用于航天器的配电测控单元，其特征在于，所述遥测模块包括依次连接的第二串并转换单元、第二译码单元、多路选通单元、二级选通单元以及射随输出单元，所述第二串并转换单元接收外部串行地址码后进行串并转换并输出至第二译码单元进行译码，第二译码单元分别与多路选通单元和二级选通单元相连接，译码后被采集的遥测量经过多路选通单元进行一级选通后输出至二级选通单元进行二级选通，最后经过二级选通单元选通的被采集遥测量通过射随输出单元输出。
7.根据权利要求1所述的用于航天器的配电测控单元，其特征在于，所述第二串并转换单元设有一对二形式的RS-422接口 ；所述多路选通单元设有遥测量输入接口，所述第二译码单元采用纯硬件方式译码。
8.根据权利要求1或4所述的用于航天器的配电测控单元，其特征在于，所述加热器模块包括依次连接的第三串并转换单元、第三译码单元、加热器指令锁存单元和加热器控制驱动单元，所述第三串并转换单元接受外部串行地址码后进行串并转换并输出至第三译码单元译码，译码后加热器控制指令码在指令锁存单元中锁存，经加热器控制驱动单元驱动后，输出对加热器正负两端的控制指令。
9.根据权利要求8所述的用于航天器的配电测控单元，其特征在于，所述指令锁存单元包括指令锁存主单元和指令锁存备单元，所述译码控制主单元和译码控制备单元分别与指令锁存主单元和指令锁存备单元相连接，用于对加热器控制指令的输出控制和锁存。
10.根据权利要求8所述的用于航天器的配电测控单元，其特征在于，所述加热器模块的输出端采用电子开关。
【文档编号】G05B19/042GK104267636SQ201410461380
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】张坤, 夏玉林, 铁琳, 陆国平, 金历群 申请人:上海卫星工程研究所