CN103425608A - 一种即插即用的航天器电源控制与分配系统 - Google Patents

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一种即插即用的航天器电源控制与分配系统，涉及航天器电源控制与分配系统。它是解决了航天器电源系统不能即插即用的问题。其分流调节功能模块、充电调节功能模块、放电调节功能模块、火工品控制功能模块、配电功能模块和热控功能模块通过一个内总线从控制模块接入内总线；下位机模块中内嵌有内总线主控模块，下位机模块通过内总线主控模块接入内总线；通过在内总线上增加分流调节功能模块、充电调节功能模块、放电调节功能模块、火工品控制功能模块、配电功能模块和热控功能模块的数量，实现不同航天器电源控制与分配系统的即插即用。本发明适用于航天器电源控制与分配。

Description

一种即插即用的航天器电源控制与分配系统
技术领域
本发明涉及一种航天器电源控制与分配系统。
背景技术
航天器电源系统是航天器上产生、储存、变换、调节和分配电能的航天器分系统之一，简称电源系统。对任何航天器而言，电源系统的好坏直接影响整个飞行任务的成败。电源系统包含能量产生装置、电能储存装置、电源控制装置、电源电压变换装置、火工品管理装置和电源配电装置的全部硬件和软件，根据航天器任务的不同，电源系统必须有针对性的设计相关的硬件和软件，即使不同航天器任务间差别不大，也会重新进行电源系统的所有硬件和软件设计，导致花费大量的人力和物力。目前，国内外已逐渐开展航天器电源控制与分配单元（Power Control and Distribution Unit，PCDU）研制，但还没有公开的文献、专利与标准。
发明内容
本发明是为了解决现有的航天器电源系统不能即插即用的问题，从而提供一种即插即用的航天器电源控制与分配系统。
一种即插即用的航天器电源控制与分配系统，它的功能模块包括火工品控制功能模块4，它还包括分流调节功能模块1、充电调节功能模块2、放电调节功能模块3、配电功能模块5、热控功能模块6、下位机模块7和内总线；
分流调节功能模块1、充电调节功能模块2、放电调节功能模块3、火工品控制功能模块4、配电功能模块5和热控功能模块6中均内嵌有一个内总线从控制模块；所述分流调节功能模块1、充电调节功能模块2、放电调节功能模块3、火工品控制功能模块4、配电功能模块5和热控功能模块6通过一个内总线从控制模块接入内总线；
下位机模块7中内嵌有内总线主控模块，所述下位机模块7通过内总线主控模块接入内总线。
下位机模块7中还内嵌有外总线接口电路。分流调节功能模块1、充电调节功能模块2、放电调节功能模块3、火工品控制功能模块4、配电功能模块5、热控功能模块6和下位机模块7的长、宽和高分别为250mm、180mm和28mm。
分流调节功能模块1、充电调节功能模块2、放电调节功能模块3、火工品控制功能模块4、配电功能模块5、热控功能模块6和下位机模块7作为一种即插即用的航天器电源控制与分配系统的基本功能模块，通过在内总线上增加分流调节功能模块1、充电调节功能模块2、放电调节功能模块3、火工品控制功能模块4、配电功能模块5、热控功能模块6的数量实现航天器电源控制与分配系统的即插即用。
本发明能够满足不同航天器电源的需求，具有较强通用性和较强系统性，并且本发明的可操作性较强，可以简便应用到各类航天器中。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，一种即插即用的航天器电源控制与分配系统，它包括火工品控制功能模块4，它还包括分流调节功能模块1、充电调节功能模块2、放电调节功能模块3、火工品控制功能模块4、配电功能模块5、热控功能模块6、下位机模块7和内总线；
分流调节功能模块1、充电调节功能模块2、放电调节功能模块3、火工品控制功能模块4、配电功能模块5和热控功能模块6中均内嵌有一个内总线从控制模块；所述分流调节功能模块1、充电调节功能模块2、放电调节功能模块3、火工品控制功能模块4、配电功能模块5和热控功能模块6通过一个内总线从控制模块接入内总线；
下位机模块7中内嵌有内总线主控模块，所述下位机模块7通过内总线主控模块接入内总线。
工作原理：下位机模块7的内总线主控制模块通过内总线从控制模块与分流调节功能模块1通信、下位机模块7的内总线主控制模块通过内总线从控制模块与充电调节功能模块2通信，下位机模块7的内总线主控制模块通过内总线从控制模块与放电调节功能模块3通信，下位机模块7的内总线主控制模块通过内总线从控制模块与火工品控制功能模块4通信，下位机模块7的内总线主控制模块通过内总线从控制模块与配电功能模块5通信，下位机模块7的内总线主控制模块通过内总线从控制模块与热控功能模块6通信；下位机模块7通过外总线控制模块与上位机通信，实现对航天器各个用电负载提供功率。
本实施方式中各部件的功能：
分流调节功能模块1：包含6路分流电路，用于光照期最多6个太阳电池阵的功率调节；
充电调节功能模块2：用于光照期蓄电池充电时，对蓄电池组的单体电压进行均衡充电调节，以保证蓄电池组可靠安全充电；
放电调节功能模块3：用于阴影期或者光照期太阳电池输出功率小于航天器整体功率需求时，对蓄电池进行放电调节，以满足航天器一次母线360W功率需求；
火工品控制功能模块4：通过内总线从控制模块，与下位机模块7通信，可同时控制6路火工品控制回路中的继电器及限流保护器开关，以控制火工品起爆；下位机模块7的内总线主控制模块通过火工品控制功能模块4的内总线从控制模块读取火工品控制回路的状态，起爆过程中的电流电压信息；
配电功能模块5：通过内总线从控制模块，与下位机模块7通信，对航天器9路可控供电的负载进行通断电控制；对航天器2路不可控供电的负载进行直通供电；通过DC/DC变换器将一次母线转换成二次电源，可提供4路+5V供电，4路+12V供电，4路-12V供电给其它模块或者输出；
热控功能模块6：通过内总线从控制模块，与下位机模块7通信，对航天器16路加热带进行控制，对96路模拟量进行遥测，并将加热带开关状态与模拟量送回下位机模块7；
下位机模块7：完成电源控制与分配单元工程参数的采集、遥控指令的接收执行，并通过外总线控制模块与上位机通信。
本发明与传统的航天器电源系统设计相比，将原有的三个设备集成为一个设备，每个模块可根据功能和数量需求扩展，成本更低，系统具有通用性和系统性。
具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种即插即用的航天器电源控制与分配系统的区别在于，下位机模块7中还内嵌有外总线接口电路。
具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一或二所述的一种即插即用的航天器电源控制与分配系统的区别在于，分流调节功能模块1、充电调节功能模块2、放电调节功能模块3、火工品控制功能模块4、配电功能模块5、热控功能模块6和下位机模块7的长、宽和高分别为250mm、180mm和28mm。
具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式一或二或三所述的一种即插即用的航天器电源控制与分配系统的区别在于，分流调节功能模块1、充电调节功能模块2、放电调节功能模块3、火工品控制功能模块4、配电功能模块5、热控功能模块6和下位机模块7作为一种即插即用的航天器电源控制与分配系统的基本功能模块，通过在内总线上增加分流调节功能模块1、充电调节功能模块2、放电调节功能模块3、火工品控制功能模块4、配电功能模块5、热控功能模块6的数量实现航天器电源控制与分配系统的即插即用，满足不同航天器电源的需求。

Claims (4)

1.一种即插即用的航天器电源控制与分配系统，它包括火工品控制功能模块（4），其特征是：它还包括分流调节功能模块（1）、充电调节功能模块（2）、放电调节功能模块（3）、配电功能模块（5）、热控功能模块（6）、下位机模块（7）和内总线；
分流调节功能模块（1）、充电调节功能模块（2）、放电调节功能模块（3）、火工品控制功能模块（4）、配电功能模块（5）和热控功能模块（6）中均内嵌有一个内总线从控制模块；所述分流调节功能模块（1）、充电调节功能模块（2）、放电调节功能模块（3）、火工品控制功能模块（4）、配电功能模块（5）和热控功能模块（6）通过一个内总线从控制模块接入内总线；
下位机模块（7）中内嵌有内总线主控模块，所述下位机模块（7）通过内总线主控模块接入内总线。
2.根据权利要求1所述的一种即插即用的航天器电源控制与分配系统，其特征在于下位机模块（7）中还内嵌有外总线接口电路。
3.根据权利要求1所述的一种即插即用的航天器电源控制与分配系统，其特征在于分流调节功能模块（1）、充电调节功能模块（2）、放电调节功能模块（3）、火工品控制功能模块（4）、配电功能模块（5）、热控功能模块（6）和下位机模块（7）的长、宽和高分别为250mm、180mm和28mm。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种即插即用的航天器电源控制与分配系统，其特征在于它还包括N个分流调节功能模块（1）、N个充电调节功能模块（2）、N个放电调节功能模块（3）、N个火工品控制功能模块（4）、N个配电功能模块（5）和N个热控功能模块（6），N为正整数，所述每个分流调节功能模块（1）、每个充电调节功能模块（2）、每个放电调节功能模块（3）、每个火工品控制功能模块（4）、每个配电功能模块（5）和每个热控功能模块（6）均通过一个内总线从控制模块接入内总线。
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