用于航天器的配電測控單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于航天器的配電測控單元，包括集成的供配電模塊、遙控模塊、遙測模塊和加熱器控制模塊，其中，所述遙控模塊分別與供配電模塊和加熱器控制模塊控制連接，所述供配電模塊還與遙測模塊相連接。本發(fā)明解決了航天器單機產品功能單一、集成度不高的問題，還解決了平臺單機產品體積大、質量重、占用整星資源多的問題。本發(fā)明為衛(wèi)星一體化設計提供了前提條件，對減輕衛(wèi)星電纜網重量有良好效果，同時可降低航天器單機產品研發(fā)周期和研發(fā)成本。
【專利說明】用于航天器的配電測控單元
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及航天器的單機產品設計【技術領域】，具體地，涉及一種采用航天器單機模塊化設計方式且功能高度集成的用于航天器的配電測控單元。
【背景技術】
[0002]目前，衛(wèi)星的供配電、遙測、遙控和加熱器控制等功能分別由獨立的單機產品完成，如配電器、遙測采樣器、中心遙控機、熱控控制箱等，占用大量衛(wèi)星平臺資源。
[0003]隨著航天器產品復雜度不斷提高，載荷能力需求進一步提升，對衛(wèi)星平臺的設計提出了減重、功能集成、高效的要求。研制多艙段一體化管理的集成化平臺單機產品可以滿足航天器產品發(fā)展的需求。
[0004]目前沒有發(fā)現同本發(fā)明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種用于航天器的配電測控單
J Li ο
[0006]本發(fā)明是通過以下技術方案實現的。
[0007]—種用于航天器的配電測控單元，包括集成的供配電模塊、遙控模塊、遙測模塊和加熱器控制模塊，其中，所述遙控模塊分別與供配電模塊和加熱器控制模塊控制連接，所述供配電模塊還與遙測模塊相連接。
[0008]優(yōu)選地，所述供配電模塊包括用于在小面積內實現內部匯流的匯流模塊和若干繼電器，其中，供電母線通過匯流模塊形成若干路獨立的直供電輸出，供電母線通過若干繼電器后形成若干路獨立的控制供電輸出。
[0009]優(yōu)選地，所述繼電器采用磁保持繼電器。
[0010]優(yōu)選地，所述遙控模塊包括依次連接的第一串并轉換單元、第一譯碼單元以及指令驅動單元，所述第一串并轉換單元接收外部指令后進行串并轉換，然后經過第一譯碼單元進行譯碼，最后通過指令驅動單元驅動輸出指令至供配電模塊；其中，所述第一串并轉換單元具有一對一形式的RS-422接口 ；所述第一譯碼單元采用純硬件方式譯碼；所述指令驅動單元包括:集電極開路門(OC)指令驅動單元，用于OC門指令輸出；漏極開路門(OD)指令驅動單元，用于OD門指令輸出；射隨輸出指令驅動單元，用于射隨指令輸出；所述第一譯碼單元包括譯碼控制主單元和譯碼控制備單元，所述譯碼控制主單元和譯碼控制備單元分別與加熱器模塊相連接。
[0011]優(yōu)選地，所述集電極開路門(OC)指令驅動單元、漏極開路門(OD)指令驅動單元以及射隨輸出指令驅動單元分別提供2mA、200mA和500mA帶載能力指令。
[0012]優(yōu)選地，所述遙測模塊包括依次連接的第二串并轉換單元、第二譯碼單元、多路選通單元、二級選通單元以及射隨輸出單元，所述第二串并轉換單元接收外部串行地址碼后進行串并轉換并輸出至第二譯碼單元進行譯碼，第二譯碼單元分別與多路選通單元和二級選通單元相連接，譯碼后被采集的遙測量經過多路選通單元進行一級選通后輸出至二級選通單元進行二級選通，最后經過二級選通單元選通的被采集遙測量通過射隨輸出單元輸出。
[0013]優(yōu)選地，所述第二串并轉換單元設有一對二形式的RS-422接口 ；所述多路選通單元設有遙測量輸入接口，所述第二譯碼單元采用純硬件方式譯碼。
[0014]優(yōu)選地，所述加熱器模塊包括依次連接的第三串并轉換單元、第三譯碼單元、加熱器指令鎖存單元和加熱器控制驅動單元，所述第三串并轉換單元接受外部串行地址碼后進行串并轉換并輸出至第三譯碼單元譯碼，譯碼后加熱器控制指令碼在指令鎖存單元中鎖存，經加熱器控制驅動單元驅動后，輸出對加熱器正負兩端的控制指令。
[0015]優(yōu)選地，所述指令鎖存單元包括指令鎖存主單元和指令鎖存?zhèn)鋯卧鲎g碼控制主單元和譯碼控制備單元分別與指令鎖存主單元和指令鎖存?zhèn)鋯卧噙B接，用于加熱器控制指令的輸出控制和鎖存。
[0016]優(yōu)選地，所述加熱器模塊的輸出端采用電子開關。
[0017]與現有技術相比，本發(fā)明具有以下技術特點:
[0018](I)為整星各分系統(tǒng)和單機提供母線電源直供電和開關機控制供電；
[0019](2)接收中心控制單元送出的指令信息并譯碼，實施單機供電控制、加熱器加斷電控制，或者輸出指令脈沖；
[0020](3)接收遙測采樣地址信號，經譯碼選通后將遙測量送至處理單元；
[0021](4)提供溫度量遙測采樣+5V電源和標準匹配電阻；
[0022](5)各功能模塊功能雖相對獨立，但之間又通過內總線進行信息交換和傳遞；
[0023](6)采用模塊化拼裝的設計方式，便于調試、維修和擴展。
[0024]本發(fā)明提供的用于航天器的配電測控單元，滿足衛(wèi)星平臺的基本功能，減輕了平臺質量，減少了對整星資源的占用率，改變了目前衛(wèi)星平臺單機功能單一的現狀，縮短了航天器研制周期、節(jié)約了研制成本。
[0025]本發(fā)明解決了航天器單機產品功能單一、集成度不高的問題，還解決了平臺單機產品體積大、質量重、占用整星資源多的問題。本發(fā)明為衛(wèi)星一體化設計提供了前提條件，對減輕衛(wèi)星電纜網重量有良好效果，同時可降低航天器單機產品研發(fā)周期和研發(fā)成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0027]圖1為本發(fā)明配電測控單元外觀示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明配電測控單元信息流示意圖；
[0029]圖3為供配電模塊原理示意圖；
[0030]圖4為遙控模塊原理示意圖；
[0031]圖5為遙測模塊原理示意圖；
[0032]圖6為加熱器控制模塊原理示意圖；
[0033]圖中:1為供配電模塊，2為遙控模塊，3為加熱器控制模塊，4為遙測模塊。
【具體實施方式】
[0034]下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明:本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0035]請同時參閱圖1至圖6。
[0036]本實施例提供了一種用于航天器的配電測控單元，包括集成的供配電模塊、遙控模塊、遙測模塊和加熱器控制模塊，其中，所述遙控模塊分別與供配電模塊和加熱器控制模塊控制連接，所述供配電模塊還與遙測模塊相連接。
[0037]進一步地，所述供配電模塊包括用于在小面積內實現內部匯流的匯流模塊和若干繼電器，其中，供電母線通過匯流模塊形成若干路獨立的直供電輸出，供電母線通過若干繼電器后形成若干路獨立的控制供電輸出。
[0038]進一步地，所述繼電器采用磁保持繼電器。
[0039]進一步地，所述遙控模塊包括依次連接的第一串并轉換單元、第一譯碼單元以及指令驅動單元，所述第一串并轉換單元接收外部指令后進行串并轉換，然后經過第一譯碼單元進行譯碼，最后通過指令驅動單元驅動輸出指令至供配電模塊；其中，所述第一串并轉換單元具有一對一形式的RS-422接口 ；所述第一譯碼單元采用純硬件方式譯碼；所述指令驅動單元包括:集電極開路門(OC)指令驅動單元，用于OC門指令輸出；漏極開路門(OD)指令驅動單元，用于OD門指令輸出；射隨輸出指令驅動單元，用于射隨指令輸出；所述第一譯碼單元包括譯碼控制主單元和譯碼控制備單元，所述譯碼控制主單元和譯碼控制備單元分別與加熱器模塊相連接。
[0040]進一步地，所述集電極開路門(OC)指令驅動單元、漏極開路門(OD)指令驅動單元以及射隨輸出指令驅動單元分別提供2mA、200mA和500mA帶載能力指令。
[0041]進一步地，所述遙測模塊包括依次連接的第二串并轉換單元、第二譯碼單元、多路選通單元、二級選通單元以及射隨輸出單元，所述第二串并轉換單元接收外部串行地址碼后進行串并轉換并輸出至第二譯碼單元進行譯碼，第二譯碼單元分別與多路選通單元和二級選通單元相連接，譯碼后被采集的遙測量經過多路選通單元進行一級選通后輸出至二級選通單元進行二級選通，最后經過二級選通單元選通的被采集遙測量通過射隨輸出單元輸出。
[0042]進一步地，所述第二串并轉換單元設有一對二形式的RS-422接口 ；所述多路選通單元設有遙測量輸入接口，所述第二譯碼單元采用純硬件方式譯碼。
[0043]進一步地，所述加熱器模塊包括依次連接的第三串并轉換單元、第三譯碼單元、力口熱器指令鎖存單元和加熱器控制驅動單元，所述第三串并轉換單元接受外部串行地址碼后進行串并轉換并輸出至第三譯碼單元譯碼，譯碼后加熱器控制指令碼在指令鎖存單元中鎖存，經加熱器控制驅動單元驅動后，輸出對加熱器正負兩端的控制指令。
[0044]進一步地，所述指令鎖存單元包括指令鎖存主單元和指令鎖存?zhèn)鋯卧?，所述譯碼控制主單元和譯碼控制備單元分別與指令鎖存主單元和指令鎖存?zhèn)鋯卧噙B接，用于加熱器控制指令的輸出控制和鎖存。
[0045]優(yōu)選地，所述加熱器模塊的輸出端采用電子開關。
[0046]下面結合如圖對本實施例作進一步說明。
[0047]如圖1所示，本實施例提供的用于航天器的配電測控單元，包括供配電模塊1、遙控模塊2、遙測采集模塊4以及加熱器控制模塊3。該設計整合了衛(wèi)星平臺多種功能，將傳統(tǒng)四臺單一功能的單機產品集于一體，采用模塊化設計方式，并通過內總線進行信號傳遞，調試靈活，功能可擴展。
[0048]如圖2所示，本實施例提供的用于航天器的配電測控單元，遙控模塊對供配電模塊和加熱器模塊實施控制，其中，供配電模塊接收遙控模塊的控制供電指令，提供相應的控制供電輸出，加熱器控制模塊接收遙控模塊的控制指令，對相應加熱器實施開關控制。此夕卜，遙控模塊還輸出其他控制指令，對航天器的其他分系統(tǒng)進行控制。遙測模塊采集并輸出供配電模塊的供電狀態(tài)遙測量和加熱器指令狀態(tài)遙測量，同時也對航天器其他分系統(tǒng)的遙測量進行采集和輸出。
[0049]圖3為本發(fā)明配電測控單元供配電模塊原理示意圖；如圖3所示，該模塊可提供控制供電和直供電兩種形式的獨立供電，并對供電狀態(tài)進行遙測采集，供電路數可擴展。直供電采用匯流模塊，可以在小面積內實現內部匯流，可構成多種組合的布線?？刂乒╇姴捎么疟３掷^電器接收指令對供電進行通斷控制，采用多種形式的組合方式，可滿足不同載荷的需要。
[0050]圖4為本發(fā)明配電測控單元遙控模塊原理示意圖；如圖4所示，該模塊采用一對一形式的RS-422接口方式接收地址碼，以純硬件方式進行譯碼，具有三種指令驅動方式，可分別提供2mA、200mA、500mA帶載能力指令。
[0051]圖5為本發(fā)明配電測控單元遙測模塊原理示意圖；如圖5所示，該模塊采用一對二形式的RS-422接口方式接收地址碼，以純硬件方式進行譯碼，同時選通遙測正線和回線并射隨輸出?？蓪δM量和溫度量進行采集。
[0052]圖6為本發(fā)明配電測控單元加熱器控制模塊原理示意圖；如圖6所示，該模塊將譯碼后的指令進行鎖存，經驅動電路后，同時對加熱器的正負端進行控制。
[0053]所述的供配電模塊I采用匯流模塊(匯流條)和繼電器組合的控制方式，可滿足完全獨立的42V和28V供配電需求，提供直供電和控制供電兩種供配電形式，具有母線過流保護功能，供配電路數可擴展。
[0054]所述的遙控模塊2具有串并轉換和譯碼功能，具有三種衛(wèi)星常用指令驅動方式。采用RS-422串行接口，純硬件數字譯碼，提供2mA、200mA、500mA三種驅動能力的指令信號，指令數量可擴展。
[0055]所述的遙測采集模塊4具有串并轉換、譯碼和射隨輸出功能。采用兩級選通模式實現對256路遙測正線和32路遙測回線的采集。采樣精度2mV。
[0056]所述的加熱器控制模塊3采用電子開關，對加熱器的正負端同時控制，可靠性高、重量輕、體積小。
[0057]由上所述，本實施例提供的用于航天器的配電測控單元，改變了目前衛(wèi)星平臺單機功能單一、布局分散的模式，減輕了衛(wèi)星平臺部分的重量；同時，配電測控單元根據整星功能的需求和分布全局一體化設計，提高了衛(wèi)星資源的使用效率；此外，配電測控單元采用通用模塊式設計方法，既縮短了設計、加工時間，又減少了備份件的數量，從而節(jié)約了衛(wèi)星的研制成本。
[0058]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。
【權利要求】
1.一種用于航天器的配電測控單元，其特征在于，包括集成的供配電模塊、遙控模塊、遙測模塊和加熱器控制模塊，其中，所述遙控模塊分別與供配電模塊和加熱器控制模塊控制連接，所述供配電模塊還與遙測模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的用于航天器的配電測控單元，其特征在于，所述供配電模塊包括用于在小面積內實現內部匯流的匯流模塊和若干繼電器，其中，供電母線通過匯流模塊形成若干路獨立的直供電輸出，供電母線通過若干繼電器后形成若干路獨立的控制供電輸出。
3.根據權利要求2所述的用于航天器的配電測控單元，其特征在于，所述繼電器采用磁保持繼電器。
4.根據權利要求1所述的用于航天器的配電測控單元，其特征在于，所述遙控模塊包括依次連接的第一串并轉換單元、第一譯碼單元以及指令驅動單元，所述第一串并轉換單元接收外部指令后進行串并轉換，然后經過第一譯碼單元進行譯碼，最后通過指令驅動單元驅動輸出指令至供配電模塊；其中，所述第一串并轉換單元具有一對一形式的RS-422接口 ；所述第一譯碼單元采用純硬件方式譯碼；所述指令驅動單元包括:集電極開路門指令驅動單元，用于0C門指令輸出；漏極開路門指令驅動單元，用于0D門指令輸出；射隨輸出指令驅動單元，用于射隨指令輸出；所述第一譯碼單元包括譯碼控制主單元和譯碼控制備單元，所述譯碼控制主單元和譯碼控制備單元分別與加熱器模塊相連接。
5.根據權利要求4所述的用于航天器的配電測控單元，其特征在于，所述集電極開路門指令驅動單元、漏極開路門指令驅動單元以及射隨輸出指令驅動單元分別提供2mA、200mA和500mA帶載能力指令。
6.根據權利要求1所述的用于航天器的配電測控單元，其特征在于，所述遙測模塊包括依次連接的第二串并轉換單元、第二譯碼單元、多路選通單元、二級選通單元以及射隨輸出單元，所述第二串并轉換單元接收外部串行地址碼后進行串并轉換并輸出至第二譯碼單元進行譯碼，第二譯碼單元分別與多路選通單元和二級選通單元相連接，譯碼后被采集的遙測量經過多路選通單元進行一級選通后輸出至二級選通單元進行二級選通，最后經過二級選通單元選通的被采集遙測量通過射隨輸出單元輸出。
7.根據權利要求1所述的用于航天器的配電測控單元，其特征在于，所述第二串并轉換單元設有一對二形式的RS-422接口 ；所述多路選通單元設有遙測量輸入接口，所述第二譯碼單元采用純硬件方式譯碼。
8.根據權利要求1或4所述的用于航天器的配電測控單元，其特征在于，所述加熱器模塊包括依次連接的第三串并轉換單元、第三譯碼單元、加熱器指令鎖存單元和加熱器控制驅動單元，所述第三串并轉換單元接受外部串行地址碼后進行串并轉換并輸出至第三譯碼單元譯碼，譯碼后加熱器控制指令碼在指令鎖存單元中鎖存，經加熱器控制驅動單元驅動后，輸出對加熱器正負兩端的控制指令。
9.根據權利要求8所述的用于航天器的配電測控單元，其特征在于，所述指令鎖存單元包括指令鎖存主單元和指令鎖存?zhèn)鋯卧鲎g碼控制主單元和譯碼控制備單元分別與指令鎖存主單元和指令鎖存?zhèn)鋯卧噙B接，用于對加熱器控制指令的輸出控制和鎖存。
10.根據權利要求8所述的用于航天器的配電測控單元，其特征在于，所述加熱器模塊的輸出端采用電子開關。
【文檔編號】G05B19/042GK104267636SQ201410461380
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權日:2014年9月11日
【發(fā)明者】張坤, 夏玉林, 鐵琳, 陸國平, 金歷群 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所