霍尔推力器瞬间启动时尖峰电压抑制电路的制作方法

1.本发明涉及电推力器领域，具体地，涉及一种霍尔推力器瞬间启动时尖峰电压抑制电路。


背景技术：

2.霍尔推力器工作时存在“等离子体振荡”现象，所产生的低频电流振荡是系统的干扰源，主要通过传导的方式传播到功率处理单元甚至一次电源母线等敏感设备。滤波单元设置的主要作用是抑制霍尔推力器产生的低频电流振荡向功率处理单元传播，过滤霍尔推力器的电噪声，保证其不会对功率处理单元的工作产生影响，从而保证推力器稳定可靠工作。
3.功率处理单元、滤波单元和霍尔推力器匹配测试时，发现在霍尔推力器点火瞬间，推力器功率地与真空罐舱壳(结构大地)间会产生尖峰电压，峰值高达600v以上，持续时间约为100us内的单脉冲高电压。该尖峰电压为霍尔推力器瞬间点火时的固有现象，为保证霍尔推力器可靠点火，减小功率处理单元内部元器件电应力以及保证整星平台的安全性，故本发明提出一种霍尔推力器瞬间启动时尖峰电压抑制方法。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种霍尔推力器瞬间启动时尖峰电压抑制电路。
5.根据本发明提供的一种霍尔推力器瞬间启动时尖峰电压抑制电路，包括：霍尔推力器、滤波单元以及吸收电路，所述霍尔推力器与滤波单元连接，吸收电路连接在滤波单元内部；
6.吸收电路包括：电容c1、电阻r1以及电阻r2，所述电阻r1的一端与电阻r2的一端连接后与霍尔推力器功率地连接，所述电阻r2的另一端与电容c1的一端连接，电容c1的另一端与电阻r1的另一端连接后与滤波单元外壳连接。
7.优选地，所述霍尔推力器采用自励磁接线方式，霍尔推力器的励磁回路与阳极回路串联。
8.优选地，所述电阻r1的阻值为100kω
±
10kω，所述电阻r2阻值为10ω～30ω，所述电容c1为0.1μf
±
0.01μf。
9.优选地，所述电容c1的耐压值≥630v。
10.优选地，所述电容c1吸收电压尖峰，所述电阻r2提供阻尼作用，所述泄放电阻r1最终释放高电压。
11.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
12.1、本发明保证了霍尔推力器可靠点火，提高电推进系统可靠性；
13.2、本发明解决了霍尔推力器点火瞬间启动时推力器的功率地和真空舱壳间尖峰高电压的难题，提高电推进系统应用于整星平台的安全性；
14.3、本发明减小电推进功率处理单元产品内部元器件电应力，提高元器件寿命，从而提高电子单机整机型号应用寿命。
15.4、本发明吸收电路的设计参数可用于在研的滤波单元设计参考，提升产品研制效率，降低研制难度及研制成本。
附图说明
16.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：
17.图1为本发明霍尔推力器瞬间启动时尖峰电压抑制电路结构图；
18.图2为霍尔推力器功率地对机壳间接入电阻r1的尖峰电压采集波形(通道4)；
19.图3为霍尔推力器功率地对机壳间接入电阻r1和电容c1的尖峰电压采集波形(通道2)；
20.图4为霍尔推力器功率地对机壳间接入电阻r1、电容c1和电阻r2的尖峰电压采集波形(通道4)。
具体实施方式
21.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
22.本发明公开一种霍尔推力器瞬间启动时尖峰电压抑制电路，参照图1，通过在滤波单元中设计一种吸收电路，具体的是在霍尔推力器功率地与滤波单元机壳(结构大地)之间接入该吸收电路。本吸收电路是根据霍尔推力器点火瞬间功率地域壳间的尖峰电压及电路设计工程经验选择合理的参数设计而成，该吸收电路的设计参数可用于在研的滤波单元设计参考，提升产品研制效率。本吸收电路放置在滤波单元中，接入推力器功率地与滤波单元机壳中，提高推力器点火可靠性和电推进应用整星平台的安全性。
23.滤波单元匹配功率处理单元和霍尔推力器工作，用以抑制霍尔推力器工作时等离子体振荡产生的低频电流噪声向功率处理单元传播，确保功率处理单元输出稳定的电压、电流，使得霍尔推力器稳定可靠工作。
24.霍尔推力器瞬态工作时点火瞬间，推力器功率地与真空舱壳间的尖峰电压是一种峰值高达600v，持续时间约为100us内的单脉冲高电压。
25.霍尔推力器瞬间启动时尖峰高电压抑制方法是在滤波单元产品中设计一种吸收电路。吸收电路包括：电容c1、电阻r1以及电阻r2，所述电阻r1的一端与电阻r2的一端连接后与霍尔推力器功率地连接，所述电阻r2的另一端与电容c1的一端连接，电容c1的另一端与电阻r1的另一端连接后与滤波单元外壳连接。
26.吸收电路放置于滤波单元产品中，通过电容c1吸收电压尖峰，所述电容c1匹配电阻r2提供阻尼作用，有效吸收点火瞬间产生的尖峰电压，所述泄放电阻r1用来消耗在尖峰电压产生过程中存在的电能，最终释放高电压。
27.参照图2～图4试验实测及rc吸收电路的工程设计经验值，所述泄放电阻r1的阻值
建议为100kω
±
10kω，所述和电容c1匹配的电阻r2阻值建议为10ω～30ω，所述电容c1选择容值小，容抗大，可以有效抑制尖峰高电压，建议电容c1为0.1μf
±
0.01μf，电容c1两端额定电压为310v(霍尔推力器额定工作电压)，按照gjb中电容耐压i级降额(0.5)计算，建议电容c1的耐压值≥630v。
28.本发明提供的霍尔推力器采用自励磁接线方式，即将霍尔推力器的励磁回路与阳极回路串联。
29.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化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。


技术特征：
1.一种霍尔推力器瞬间启动时尖峰电压抑制电路，其特征在于，包括：霍尔推力器、滤波单元以及吸收电路，所述霍尔推力器与滤波单元连接，吸收电路连接在滤波单元内部；吸收电路包括：电容c1、电阻r1以及电阻r2，所述电阻r1的一端与电阻r2的一端连接后与霍尔推力器功率地连接，所述电阻r2的另一端与电容c1的一端连接，电容c1的另一端与电阻r1的另一端连接后与滤波单元外壳连接。2.根据权利要求1所述的霍尔推力器瞬间启动尖峰电压抑制电路，其特征在于：所述霍尔推力器采用自励磁接线方式，霍尔推力器的励磁回路与阳极回路串联。3.根据权利要求1所述的霍尔推力器瞬间启动时尖峰电压抑制电路，其特征在于：所述电阻r1的阻值为100kω
±
10kω，所述电阻r2阻值为10ω～30ω，所述电容c1为0.1μf
±
0.01μf。4.根据权利要求3所述的霍尔推力器瞬间启动时尖峰电压抑制电路，其特征在于：所述电容c1的耐压值≥630v。5.根据权利要求1所述的霍尔推力器瞬间启动时尖峰电压抑制电路，其特征在于：所述电容c1吸收电压尖峰，所述电容c1匹配电阻r2提供阻尼作用，尖峰电压并最终通过泄放电阻r1进行释放。

技术总结
本发明提供了一种霍尔推力器瞬间启动时尖峰电压抑制电路及霍尔推力器，包括：霍尔推力器、滤波单元以及吸收电路，所述霍尔推力器与滤波单元连接，吸收电路连接在滤波单元内部；吸收电路包括：电容C1、电阻R1以及电阻R2，所述电阻R1的一端与电阻R2的一端连接后与霍尔推力器功率地连接，所述电阻R2的另一端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端与电阻R1的另一端连接后与滤波单元外壳连接。本电路保证霍尔推力器不同工况稳定、可靠点火，其次减小电推进功率处理单元产品内部端口元器件电应力，提高元器件寿命，最终实现抑制霍尔推力器点火瞬间时功率地和真空舱壳间尖峰高电压的目的，提高电推进型号应用整星平台的安全性。提高电推进型号应用整星平台的安全性。提高电推进型号应用整星平台的安全性。


技术研发人员：张敏 祝霄宇 刘鹏 康亮杰 罗林英 张磊 石磊磊
受保护的技术使用者：上海空间推进研究所
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/9/27