一种卫星载荷用保护电路的制作方法

本发明属于电学领域，涉及一种卫星载荷用保护电路。

背景技术：

近年来，随着全球航天产业延续繁荣发展态势，各类卫星载荷得到了迅猛的发展。由于卫星载荷的性能的全面提升，对载荷的集成化、轻量化、小型化有了更高的要求，从而供电保护系统在载荷的地位越发显得明显。现有的供电保护机制一般采用分立式的供电保护机制，其保护机制一般只有过流保护或者过压保护两种独立保护电路，满足不了载荷用电对电源品质判断的需求。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种卫星载荷用保护电路。

本发明解决技术的方案是：

一种卫星载荷用保护电路，包括供电输出电路、过流保护电路、过压保护电路、欠压保护电路、浪涌电流抑制电路以及ttl开关控制电路，其中，

ttl开关控制电路：接收ttl开关控制指令，根据ttl开关控制指令控制供电输出电路的导通和关断；

供电输出电路：在ttl开关控制电路的控制下导通和关断，导通时，为卫星载荷负载供电，关断时，停止为卫星载荷负载供电；

过流保护电路：采集卫星载荷负载上电后的电流，当所述电流超出设定电流时，关断供电输出电路，达到过流保护作用；

过压保护电路：采集供电输出电路的输入端电压vin+，当vin+超出设定上限电压时，关断供电输出电路，达到过压保护作用；

欠压保护电路：采集供电输出电路的输入端电压vin+，当vin+低于设定下限电压时，关断供电输出电路，达到欠压保护作用；

浪涌电流抑制电路：控制供电输出电路输出电压的上升沿斜率及开启时间，以达到载荷浪涌电流抑制作用。

所述供电输出电路通过p-mos管v1实现，p-mos管v1的源极s与浪涌电流抑制电路的电压输出端连接，p-mos管v1的栅极g与浪涌电流抑制电路的控制信号输出端以及过流保护电路的输出端连接，p-mos管v1的漏极d与卫星载荷负载一端连接，卫星载荷负载另一端接地。

所述过流保护电路包括电阻r8和三极管q3，电阻r8一端连接浪涌电流抑制电路的电压输出端，另一端连接三极管q3的基极，三极管q3的发射极连接供电输入端电压vin+，三极管q3的集电极作为过流保护电路的输出端与供电输出电路连接。

所述浪涌电流抑制电路包括电阻r6、r7、r9、r10和电容c1；

电阻r6和r7并联，并联后的一端连接供电输入端电压vin+，另一端与电阻r9的一端、电容c1的一端连接后作为浪涌电流抑制电路的电压输出端，与供电输出电路连接；电阻r9的另一端、电容c1的另一端以及电阻r10的一端连接后作为浪涌电流抑制电路的控制信号输出端，与供电输出电路连接，电阻r10的另一端与ttl开关控制电路的输出端连接。

所述ttl开关控制电路包括二极管d4、电阻r11、电阻r12、电阻r13、三极管q4和n-mos管v2；

二极管d4的a极用于接收ttl开关控制指令，k极同时与电阻r11的一端以及n-mos管v2的d端连接，电阻r11的另一端同时与电阻r12的一端以及三极管q4的基极连接，三极管q4的集电极c作为ttl开关控制电路的输出端，与浪涌电流抑制电路连接，电阻r12的另一端、三极管q4的发射极连接供电输入端gnd；n-mos管v2的g端和电阻r13的一端连接后同时与过压保护电路的输出端以及欠压保护电路的输出端连接，电阻r13的另一端和n-mos管v2的s端连接供电输入端gnd。

所述过压保护电路包括电阻r3、电阻r4、电阻r5、三极管q2、稳压管d1和二极管d3；所述电阻r3一端连接供电输入端电压vin+，另一端同时连接电阻r4的一端以及三极管q2的发射极；电阻r5一端连接供电输入端电压vin+，电阻r5的另一端同时连接稳压管d1的k极和三极管q2的基极，电阻r4的另一端以及稳压管d1的a极连接供电输入端gnd；三极管q2的集电极连接二极管d3的a极，二极管d3的k极作为过压保护电路的输出端与ttl开关控制电路连接。

所述欠压保护电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r5、三极管q1、稳压管d1和二极管d2；其中电阻r5和稳压管d1复用过压保护电路中的电阻r5和稳压管d1；电阻r1一端连接供电输入端电压vin+，另一端同时连接电阻r2的一端以及三极管q1的基极，电阻r2另一端连接供电输入端gnd，三极管q1的发射极连接稳压管d1的k极，三极管q1的集电极连接二极管d2的a极，二极管d2的k极为欠压保护电路的输出端，与ttl开关控制电路连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明集成了过压、欠压、过流、浪涌抑制功能，从根本上解决了载荷对电源品质的判断需求，具有电路简单、可靠性高、功能全面等特点。

(2)本发明通过电阻r6与r7进行载荷用电电流采样，进而通过过流保护电路控制供电回路对载荷进行过流保护。

(3)本发明通过电阻r3与r4对输入电压进行采样，进而通过过压保护电路控制供电回路对载荷进行过压保护。

(4)本发明通过电阻r1与r2对输入电压进行采样，进而通过欠压保护电路控制供电回路对载荷进行欠压压保护。

(5)本发明通过电阻r10与电容c1控制供电输出电路输出电压的上升沿斜率及开启时间，进而通过控制供电回路对载荷进行浪涌电流抑制保护。

附图说明

图1为本发明电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

本发明提出了一种卫星载荷用保护电路，如图1所示，包括供电输出电路、过流保护电路、过压保护电路、欠压保护电路、浪涌电流抑制电路以及ttl开关控制电路，过流保护电路、过压保护电路、欠压保护电路、浪涌抑制电路以及ttl开关控制电路参与供电输出电路的控制与保护作用。

具体地，如图1所示，供电输出电路通过p-mos管v1实现，通过缓起电容抑制浪涌电流。p-mos管v1的源极s与浪涌电流抑制电路的电压输出端连接，p-mos管v1的栅极g与浪涌电流抑制电路的控制信号输出端以及过流保护电路的输出端连接，p-mos管v1的漏极d与卫星载荷负载一端连接，卫星载荷负载另一端接地。

过流保护电路包括电阻r8和三极管q3，电阻r8一端连接浪涌电流抑制电路的电压输出端，另一端连接三极管q3的基极，三极管q3的发射极连接供电输入端电压vin+，三极管q3的集电极作为过流保护电路的输出端与供电输出电路连接。

浪涌电流抑制电路包括采样电阻r6和r7、控制回路r9和r10和缓起电容c1；采样电阻r6和r7并联，并联后的一端连接供电输入端电压vin+，另一端与控制回路电阻r9的一端、缓起电容c1的一端连接后作为浪涌电流抑制电路的电压输出端，与供电输出电路和过流保护电路连接；控制回路电阻r9的另一端、缓起电容c1的另一端以及控制回路电阻r10的一端连接后作为浪涌电流抑制电路的控制信号输出端，与供电输出电路连接，控制回路电阻r10的另一端与ttl开关控制电路的输出端连接。

ttl开关控制电路包括二极管d4、电阻r11、电阻r12、电阻r13、三极管q4和n-mos管v2；二极管d4的a极用于接收ttl开关控制指令，k极同时与电阻r11的一端以及n-mos管v2的d端连接，电阻r11的另一端同时与电阻r12的一端以及三极管q4的基极连接，三极管q4的集电极c作为ttl开关控制电路的输出端，与浪涌电流抑制电路中电阻r10的另一端连接，电阻r12的另一端、三极管q4的发射极连接供电输入端gnd；n-mos管v2的g端和电阻r13的一端连接后同时与过压保护电路的输出端以及欠压保护电路的输出端连接，电阻r13的另一端和n-mos管v2的s端连接供电输入端gnd。

过压保护电路包括电阻r3、电阻r4、电阻r5、三极管q2、稳压管d1和二极管d3；电阻r3一端连接供电输入端电压vin+，另一端同时连接电阻r4的一端以及三极管q2的发射极；电阻r5一端连接供电输入端电压vin+，电阻r5的另一端同时连接稳压管d1的k极和三极管q2的基极，电阻r4的另一端以及稳压管d1的a极连接供电输入端gnd；三极管q2的集电极连接二极管d3的a极，二极管d3的k极作为过压保护电路的输出端与ttl开关控制电路中n-mos管v2的g端连接。

欠压保护电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r5、三极管q1、稳压管d1和二极管d2；其中电阻r5和稳压管d1复用过压保护电路中的电阻r5和稳压管d1；电阻r1一端连接供电输入端电压vin+，另一端同时连接电阻r2的一端以及三极管q1的基极，电阻r2另一端连接供电输入端gnd，三极管q1的发射极连接稳压管d1的k极，三极管q1的集电极连接二极管d2的a极，二极管d2的k极为欠压保护电路的输出端，与ttl开关控制电路中n-mos管v2的g端连接。

本发明中ttl开关控制电路：接收ttl开关控制指令，根据ttl开关控制指令控制三极管q4的开通和关断，进而控制p-mos管v1栅源极电压，从而达到控制供电输出电路导通和关断的目的。

供电输出电路：在ttl开关控制电路的控制下导通和关断，导通时，为卫星载荷负载供电，关断时，停止为卫星载荷负载供电；

过流保护电路：采集卫星载荷负载上电后的电流，当所述电流超出设定电流时，采样电阻(r6与r7)上电压差增大至设定值，三极管q3导通，从而关闭供电输出电路p-mos管v1，达到过流保护作用。

过压保护电路：采集供电输出电路的输入端电压vin+，当vin+超出设定上限电压时，电阻r3与r4分压值增大至设定值，三极管q2导通，n-mos管v2导通，从而三极管q4关断，进而关闭供电输出电路p-mos管v1，达到过压保护作用。

欠压保护电路：采集供电输出电路的输入端电压vin+，当vin+低于设定下限电压时，电阻r1与r2分压值低于设定值，三极管q1导通，n-mos管v2导通，从而三极管q4关断，进而关闭供电输出电路p-mos管v1，达到欠压保护作用。

浪涌电流抑制电路：通过电阻r10和电容c1控制p-mos管v1栅源极电压开启时间，从而达到载荷浪涌电流抑制作用。

本发明能够自主判断供电输入电压是否正常，通过检测供电输入电压值，实现供电输出的保护；并通过检测载荷负载工作时候的电流，实现载荷负载的过流保护；以及通过控制供电输出电路进行浪涌电流的抑制保护。本发明简单、可靠、功能全面

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。