CN101505093A - 一种适合空间环境应用的多路输出电源 - Google Patents

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Abstract

一种适合空间环境应用的多路输出电源，属于电源装置领域。本发明的目的是解决针对空间环境的特殊要求，现有电源电路无法实现对负载的有效保护，不能实现单粒子锁定事件的检测和保护的问题。本发明的多路DC/DC变换电路模块具有母线输入过流保护和输出电压保护功能，通过电源输入滤波电路连接上级电源，通过n个低压差线性输出调节模块连接负载电路，当负载电流超过电流设定上限时，输出报警信号给闩锁触发电路，闩锁触发电路通过关断撬杠电路控制同时关闭n个低压差线性输出调节模块，并控制n个电荷泄放撬杠电路导通将负载电容的多余电荷快速释放掉。用于空间环境中使用，特别是适用于空间机器人模块化关节的设计。

Description

一种适合空间环境应用的多路输出电源
技术领域
本发明涉及一种满足空间应用要求的多路输出电源电路，属于电源装置领域。
背景技术
随着我国对空间探索投入的增加，越来越多的机电设备将投入到太空运行。卫星或飞船一般通过太阳能帆板获取电能然后存储到蓄电池中，由蓄电池向负载提供电源。星载设备一般要求有独立的电源电路将从上级电源得到的单一电压变换为自身负载所需要的多种电平。电源是机电设备的心脏，空间设备电源的稳定性和可靠性尤为重要。
空间设备对元件的体积和重量有很高的要求。特别是空间机器人模块化关节的设计，需要将关节的所有控制、传感和驱动电路集成在关节的狭小空间内。往往需要将蓄电池提供的28V直流电转换为需要的多个电平，如控制电路的D5V、D1.5V和D3.3V，传感器需要的A5V，驱动电路需要的A+12V和A-12V等多个电平。需要将电源电路同负载电路融合设计。
现有的电源电路只能实现几个简单的保护，其本身具有的多路DC/DC变换电路模块大多设计有输入过流保护和输出电压保护，但是将现有的电源电路应用到空间环境中会因为空间的特殊性而保护不到位，在空间环境中，空间高能粒子射线会引起电子电路发生单粒子锁定事件而短路，另外被关闭后的电源负载电路的残余电荷在空间环境中会对电路芯片产生较大的负面影响，而现有的电源电路没有及时有效的检测出单粒子锁定事件的发生并加以保护，也不能在电源关闭后释放原负载的残余电荷，不能实现对负载的有效保护。
发明内容
本发明的目的是解决针对空间环境的特殊要求，现有电源电路无法实现对负载的有效保护，不能实现单粒子锁定事件的检测和保护的问题，提供了一种适合空间环境应用的多路输出电源。
本发明包括电源输入滤波电路、具有母线输入过流保护和输出电压保护功能的多路DC/DC变换电路模块，电源输入滤波电路的输出端与多路DC/DC变换电路模块的输入端相连，它还包括闩锁触发电路、n个低压差线性输出调节模块、关断撬杠电路和n个电荷泄放撬杠电路，多路DC/DC变换电路模块的n个输出端分别与一个低压差线性输出调节模块的输入端相连，每个低压差线性输出调节模块的两个输出端与一个电荷泄放撬杠电路的两端分别相连，每个低压差线性输出调节模块的报警触脚均与闩锁触发电路的输入端相连，闩锁触发电路的关断信号输出端与关断撬杠电路的输入端相连，关断撬杠电路的输出端分别与n个低压差线性输出调节模块的关断触脚相连，闩锁触发电路的电荷泄放控制信号输出端分别与n个电荷泄放撬杠电路的控制端相连，n为自然数，且n≥1。
本发明的优点是：
本发明所公开的电源电路设计了对上级电源过流保护、多路DC/DC变换电路模块自身的功耗保护、输出过压和过流保护、单粒子锁定事件检测和保护、电源负载残存电荷泄放等多种保护措施。这些措施的结合能够满足空间环境电源电路的设计要求。
本发明所采用的多路DC/DC变换电路模块与低压差线性输出调节模块的组合的设计方法，对多路DC/DC变换电路模块的设计要求不高，能满足上级电源过流保护和输出过压保护功能即可。并且电源电路的线性调节模块能够直接驱动如DSP或FPGA等对电压质量要求高的芯片，无需外加调节。
本发明所公开电路能够实现太空单粒子锁定事件的有效检测和很好的保护。本发明所公开电路中包含的撬杠电路模块能够为负载残余电荷提供有效的泄放通路，提高设备在空间环境中的安全系数。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，图2是实施方式一中具体实施例电路图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式包括电源输入滤波电路1、具有母线输入过流保护和输出电压保护功能的多路DC/DC变换电路模块2，电源输入滤波电路1的输出端与多路DC/DC变换电路模块2的输入端相连，
它还包括闩锁触发电路3、n个低压差线性输出调节模块4、关断撬杠电路5和n个电荷泄放撬杠电路6，
多路DC/DC变换电路模块2的n个输出端分别与一个低压差线性输出调节模块4的输入端相连，每个低压差线性输出调节模块4的两个输出端与一个电荷泄放撬杠电路6的两端分别相连，
每个低压差线性输出调节模块4的报警触脚均与闩锁触发电路3的输入端相连，闩锁触发电路3的关断信号输出端与关断撬杠电路5的输入端相连，关断撬杠电路5的输出端分别与n个低压差线性输出调节模块4的关断触脚相连，闩锁触发电路3的电荷泄放控制信号输出端分别与n个电荷泄放撬杠电路6的控制端相连，
n为自然数，且n≥1。
电源输入滤波电路1的输入端连接上级电源，电源输入滤波模块1采用差模滤波和共模滤波相结合的方案，以减小多路DC/DC变换电路模块2的开关噪声及后续电路的噪声对上级电源的影响。
多路DC/DC变换电路模块2的输出电压变化范围在低压差线性输出调节模块4的输入容许范围内即可，多路DC/DC变换电路模块2具有母线输入过流保护和输出电压保护的功能，实现了对上级电源和多路DC/DC变换电路模块2的过流保护；每个低压差线性输出调节模块4的两个输出端连接负载，一个或多个负载电容C的两端分别与所述电荷泄放撬杠电路6的两端相连，所述低压差线性输出调节模块4对输出电压进行线性化调节，设定电源装置的线性输出电压和输出电流上限，并提供负载过流保护和实现单粒子锁定事件检测。
在空间环境中，空间高能粒子射线会引起电子电路发生单粒子锁定事件而短路，单粒子锁定的现象是短时间内负载电流迅速增大，当电流超过低压差线性输出调节模块4设定的上限时，低压差线性输出调节模块4的报警触脚输出报警信号给闩锁触发电路3的输入端，闩锁触发电路3产生单稳态控制电平信号给关断撬杠电路5，关断撬杠电路5控制n个低压差线性输出调节模块4的关断触脚，控制n个低压差线性输出调节模块4同时关断，闩锁触发电路3同时输出控制信号给n个电荷泄放撬杠电路6，使其开通，为负载电容电荷提供快速泄放通路，快速释放低压差线性输出调节模块4负载的残留电荷。
闩锁触发电路模块3的电源来自多路DC/DC变换电路模块2，不受低压差线性输出调节模块4的工作状态影响，且无需额外电源供电。
关断撬杠电路5和电荷泄放撬杠电路6是一种电源保护电路，撬杠电路(Crow bar circuit)，在电源装置中起到控制开关作用。
参见图2，下面给出一个具体的实施例：
图2中所示的INPUT为电源输入端，来自多路DC/DC变换电路模块2，OUTPUT为输出端，接负载。本实施例中n＝1，当低压差线性输出调节模块4增加时，在此图的基础之上增加即可，本实施例中负载电容C的数量为1，低压差线性输出调节模块4选用低压差线性稳压器LDO。
关断撬杠电路5包括第一三极管T1和第一电阻R1，第一三极管T1的基极与闩锁触发电路3的关断信号输出端相连，第一三极管T1的集电极与低压差线性输出调节模块4的关断触脚相连，第一三极管T1的发射极与第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端接地。第一三极管T1的基极为关断撬杠电路5的输入端，第一三极管T1的集电极为关断撬杠电路5的输出端。
电荷泄放撬杠电路6包括第二三极管T2和第二电阻R2，第二三极管T2的基极与闩锁触发电路3的电荷泄放控制信号输出端相连，第二三极管T2的发射极接地，第二三极管T2的集电极与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端与低压差线性输出调节模块4的正极输出端相连。第二三极管T2的发射极和第二电阻R2的另一端分别为电荷泄放撬杠电路6的两端。
第三电阻R3采集电流，当发生单粒子锁定事件时，出现瞬间电流增大时，低压差线性稳压器LDO输出报警信号给闩锁触发电路3，闩锁触发电路3输出单稳态高电平给关断撬杠电路5的第一三极管T1的基极，第一三极管T1导通，第一三极管T1的集电极连接低压差线性稳压器LDO的关断触脚，则低压差线性稳压器LDO被关断触脚低电平关断；同时，闩锁触发电路3输出信号控制电荷泄放撬杠电路6的第二三极管T2导通，将负载电容C上残留的电荷释放掉，确保负载电路的安全。
第三三极管T3的作用是增大低压差线性输出调节模块4的电流输出能力。
具体实施方式二；本实施方式与实施方式一的不同之处在于，多路DC/DC变换电路模块2采用反激式拓扑或正激式拓扑；多路DC/DC变换电路模块2采用降压式拓扑、升压式拓扑或升降压式拓扑；多路DC/DC变换电路模块2采用推挽式拓扑、半桥式拓扑或全桥式拓扑，其它组成及连接方式与实施方式一相同。

Claims (2)

1、一种适合空间环境应用的多路输出电源，它包括电源输入滤波电路(1)、具有母线输入过流保护和输出电压保护功能的多路DC/DC变换电路模块(2)，电源输入滤波电路(1)的输出端与多路DC/DC变换电路模块(2)的输入端相连，
其特征在于：它还包括闩锁触发电路(3)、n个低压差线性输出调节模块(4)、关断撬杠电路(5)和n个电荷泄放撬杠电路(6)，
多路DC/DC变换电路模块(2)的n个输出端分别与一个低压差线性输出调节模块(4)的输入端相连，每个低压差线性输出调节模块(4)的两个输出端与一个电荷泄放撬杠电路(6)的两端分别相连，
每个低压差线性输出调节模块(4)的报警触脚均与闩锁触发电路(3)的输入端相连，闩锁触发电路(3)的关断信号输出端与关断撬杠电路(5)的输入端相连，关断撬杠电路(5)的输出端分别与n个低压差线性输出调节模块(4)的关断触脚相连，闩锁触发电路(3)的电荷泄放控制信号输出端分别与n个电荷泄放撬杠电路(6)的控制端相连，
n为自然数，且n≥1。
2、根据权利要求1所述的一种适合空间环境应用的多路输出电源，其特征在于：多路DC/DC变换电路模块(2)采用反激式拓扑或正激式拓扑；多路DC/DC变换电路模块(2)采用降压式拓扑、升压式拓扑或升降压式拓扑；多路DC/DC变换电路模块(2)采用推挽式拓扑、半桥式拓扑或全桥式拓扑。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102130573A (zh) * 2010-01-13 2011-07-20 台达电子工业股份有限公司 具关机保护的多组输出降压型转换装置
CN102684476A (zh) * 2012-04-27 2012-09-19 航天东方红卫星有限公司 一种具有抗闩锁功能的二次电源
CN102916587A (zh) * 2012-09-27 2013-02-06 苏州中傲信息技术有限公司 数字可调双极性高压电源
CN104460415A (zh) * 2014-10-29 2015-03-25 清华大学 一种采用过流保护及双区互看的微小卫星配电系统
CN104617762A (zh) * 2015-02-11 2015-05-13 南京优倍电气有限公司 一种功能安全产品用电源
CN105098716A (zh) * 2015-07-31 2015-11-25 深圳市禾望电气股份有限公司 Crowbar控制单元、系统及方法
CN110045205A (zh) * 2019-04-26 2019-07-23 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） 单粒子闩锁限制电流测试方法、装置和系统
CN110426551A (zh) * 2019-08-30 2019-11-08 上海航天测控通信研究所 一种星载单粒子锁定检测恢复电路
CN110957931A (zh) * 2018-09-27 2020-04-03 台达电子工业股份有限公司 机器人系统
CN113410976A (zh) * 2021-06-16 2021-09-17 英业达科技有限公司 电源控制系统与电源控制方法
CN114285016A (zh) * 2022-01-04 2022-04-05 上海空间电源研究所 一种闩锁限流电路
TWI836226B (zh) * 2021-06-16 2024-03-21 英業達股份有限公司 電源控制系統與電源控制方法

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102130573A (zh) * 2010-01-13 2011-07-20 台达电子工业股份有限公司 具关机保护的多组输出降压型转换装置
CN102130573B (zh) * 2010-01-13 2013-03-27 台达电子工业股份有限公司 具关机保护的多组输出降压型转换装置
CN102684476A (zh) * 2012-04-27 2012-09-19 航天东方红卫星有限公司 一种具有抗闩锁功能的二次电源
CN102916587A (zh) * 2012-09-27 2013-02-06 苏州中傲信息技术有限公司 数字可调双极性高压电源
CN102916587B (zh) * 2012-09-27 2015-05-06 苏州中傲信息技术有限公司 数字可调双极性高压电源
CN104460415A (zh) * 2014-10-29 2015-03-25 清华大学 一种采用过流保护及双区互看的微小卫星配电系统
CN104617762A (zh) * 2015-02-11 2015-05-13 南京优倍电气有限公司 一种功能安全产品用电源
CN105098716B (zh) * 2015-07-31 2018-08-28 深圳市禾望电气股份有限公司 Crowbar控制单元、系统及方法
CN105098716A (zh) * 2015-07-31 2015-11-25 深圳市禾望电气股份有限公司 Crowbar控制单元、系统及方法
CN110957931A (zh) * 2018-09-27 2020-04-03 台达电子工业股份有限公司 机器人系统
CN110957931B (zh) * 2018-09-27 2020-11-27 台达电子工业股份有限公司 机器人系统
CN110045205A (zh) * 2019-04-26 2019-07-23 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） 单粒子闩锁限制电流测试方法、装置和系统
CN110045205B (zh) * 2019-04-26 2021-05-11 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） 单粒子闩锁限制电流测试方法、装置和系统
CN110426551A (zh) * 2019-08-30 2019-11-08 上海航天测控通信研究所 一种星载单粒子锁定检测恢复电路
CN110426551B (zh) * 2019-08-30 2023-01-20 上海航天测控通信研究所 一种星载单粒子锁定检测恢复电路
CN113410976A (zh) * 2021-06-16 2021-09-17 英业达科技有限公司 电源控制系统与电源控制方法
TWI836226B (zh) * 2021-06-16 2024-03-21 英業達股份有限公司 電源控制系統與電源控制方法
CN114285016A (zh) * 2022-01-04 2022-04-05 上海空间电源研究所 一种闩锁限流电路
CN114285016B (zh) * 2022-01-04 2024-06-07 上海空间电源研究所 一种闩锁限流电路

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