CN106936180B - 空间用上电恢复充电电路及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了空间用上电恢复充电电路，包括：第一比较支路、第二比较支路、触发电路和充电驱动电路；所述第一比较支路一端连接蓄电池，另一端依次连接触发电路和充电驱动电路；其特征在于，还包括：上电启动电路、第一二极管、第二二极管；所述第二比较支路一端连接蓄电池，另一端通过第一二极管和触发电路连接，上电启动电路通过第二二极管和触发电路连接；上电时，上电启动电路输出高电平使蓄电池组切换到充电状态，上电状态建立后，上电启动电路输出低电平。

Description

空间用上电恢复充电电路及其工作方法

技术领域

本发明涉及航天电源控制技术领域，特别涉及空间用上电恢复充电电路及其工作方法。

背景技术

目前空间用电源系统大都采用太阳电池-控制器-蓄电池系统，在光照期，由太阳电池阵发电给母线供电和蓄电池组充电，在阴影期，由蓄电池组放电，实现母线的连续供电。

目前在轨使用的蓄电池组主要包括镉镍、氢镍和锂离子蓄电池组。为了确保蓄电池组在轨长期运行，蓄电池组的充放电控制尤为重要，关键要控制好蓄电池组的荷电态，防止蓄电池组的过充电和过放电。所以蓄电池组一般采用阈值控制方法，对蓄电池组的电压或氢压信号进行采集，然后与设定阈值进行比较，大于第一阈值电压，停止充电；小于第二阈值电压，开始充电；第一阈值电压大于第二阈值电压，从而使蓄电池组始终工作在一定的荷电态内。但是在卫星上电时，如果蓄电池组的信号在第一阈值电压和第二阈值电压之间，蓄电池组的充电状态就处于不定态，无法对蓄电池组进行状态建立，影响到星上测试和蓄电池组的管理。

目前卫星在上电时对蓄电池组的充电状态建立多采用卫星电源系统下位机程序实现，在上电时通过发送指令的形式强行设定恢复充电状态，其状态设定方法过程复杂，接口较多，可靠性低。

发明内容

本发明解决的问题是，现有星上电源系统在卫星上电时充电状态不确定；为解决所述问题，本发明提供一种空间用上电恢复充电电路及其工作方法。

本发明提供的空间用上电恢复充电电路，包括：第一比较支路、第二比较支路、触发电路和充电驱动电路；所述第一比较支路一端连接蓄电池，另一端依次连接触发电路和充电驱动电路；还包括：上电启动电路、第一二极管、第二二极管；所述第二比较支路一端连接蓄电池，另一端通过第一二极管和触发电路连接，上电启动电路通过第二二极管和触发电路连接；上电时，上电启动电路输出高电平使蓄电池组切换到充电状态，上电状态建立后，上电启动电路输出低电平。

进一步，所述上电启动电路包括：电阻器、电容器、反相器；所述电阻器一端和电源连接，另一端同时连接电容器和反相器的输入端，反相器的输出端连接第二二极管的正极，第二二极管负极连接触发电路输入端；电容器另一端接地。

进一步，所述电容器包括至少两个串联的电容器。

进一步，在工作电源为12V时，电阻器的阻值为100KΩ，电容器包括相互串联，电容值均为1uF的第一电容和第二电容。

进一步，所述第一比较支路包括：第一采样电路、第一基准电路、第一比较电路；所述第一采样电路一端连接蓄电池，另一端连接第一比较电路，所述第一基准电路产生第一阈值电压；所述第一比较电路比较所述第一阈值电压与蓄电池电压，如果蓄电池电压大于第一阈值电压，第一比较电路向触发电路输出高电平，充电驱动电路停止充电。

进一步，所述第二比较支路包括：第二采样电路、第二基准电路、第二比较电路；所述第二采样电路一端连接蓄电池，另一端连接第二比较电路，所述第二基准电路产生第二阈值电压；所述第二比较电路比较所述第二阈值电压与蓄电池电压，如果蓄电池电压小于第二阈值电压，第二比较电路向触发电路输出高电平，充电驱动电路开启充电模式。

本发明还提供所述空间用上电恢复充电电路的工作方法。

本发明的优点包括：

1）本发明的一种空间用上电恢复充电电路，通过上电启动电路，在上电时由硬件电路设置充电状态，解决上电时的不确定状态；

2）本发明的一种空间用上电恢复充电电路，可以用在阈值控制的充电电路中，包括锂离子蓄电池的限压充电控制，氢镍蓄电池组的氢压充电控制；

3）本发明的一种空间用上电恢复充电电路，通过二极管将正常控制电路与上电启动电路相互隔离，避免了上电状态确定后，上电启动电路对正常充电控制电路的干扰，进一步提高了充电控制的可靠性；

4）本发明的一种空间用上电恢复充电电路，由模拟电路实现上电恢复充电功能，电路结构简单易实现且可靠性高，克服了由电源系统下位机程序实现状态设定过程复杂的缺点，对卫星用蓄电池管理具有重要的工程价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的空间用上电恢复充电电路的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的上电启动电路的电路示意图。

图3是本发明实施例提供的空间用上电恢复充电电路的电路示意图。

具体实施方式

下文中，结合附图和实施例对本发明的精神和实质作进一步阐述。

如图1所示，本发明实施例提供的空间用上电恢复充电电路包括：第一比较支路01、第二比较支路02、触发电路和充电驱动电路；所述第一比较支路01一端连接蓄电池，另一端依次连接触发电路和充电驱动电路；还包括：上电启动电路、第一二极管D1、第二二极管D2；所述第二比较支路一端连接蓄电池，另一端通过第一二极管和触发电路连接，上电启动电路通过第二二极管和触发电路连接；上电时，上电启动电路输出高电平使蓄电池组切换到充电状态，上电状态建立后，上电启动电路输出低电平。

如图2所示，所述上电启动电路包括：电阻器R、电容器C1、电容器C2和一个反相器，电阻器R的一端直接与电源相连，另一端与电容器C1的一端以及反相器的输入端相连，电容器C1的另一端与另外一个电容器C2的一端相连，C2的另一端接地，反相器的输出端连接第二二极管D2的输入端，第二二极管D2的输出端与第二比较支路共同输出。

上电时，上电启动电路加电，电源通过限流电阻器给上电启动电路中的电容器充电，电容器电压由0V开始上升，由于工作电源已经建立，电容器电压通过反相器后输出为高电平，从而使隔离第二二极管D2正向导通，使触发器启动，将蓄电池组设定为可充电状态。电容电压继续上升，上升到反相器的翻转电平时，反相器输出变为低电平，从而使隔离二极管D2反向截止，上电启动电路退出，由比较电路决定蓄电池组的充电状态，从而实现上电恢复充电功能。断电后，电容通过电阻器对外部回路放电，电容电压恢复为0V，等下次上电时，上电启动电路实现状态设置功能。

上电恢复充电电路中的电阻器R的阻值、第一电容器C1和第二电容器C2的电容值可根据上电时间进行适当的调整，确保上电时上电启动电路工作，实现整星上电时的充电状态设置为恢复充电的状态。例如在工作电源为12V时，电阻R的阻值为100KΩ,电容C1和C2均为1uF，则上电恢复充电的时间在500ms以内。

本发明还提供所述空间用上电恢复充电电路的工作方法，包括：

步骤一、卫星上电时，第一比较支路01和第二比较支路02均输出低电平，上电启动电路输出高电平；将蓄电池切换到充电状态；

步骤二、上电状态建立后，上电启动电路输出低电平，由于第二二极管的隔离作用，不影响蓄电池组正常的充放电控制；实现上电恢复充电功能。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.空间用上电恢复充电电路，包括：第一比较支路、第二比较支路、触发电路和充电驱动电路；所述第一比较支路一端连接蓄电池，另一端依次连接触发电路和充电驱动电路；其特征在于，还包括：上电启动电路、第一二极管、第二二极管；所述第二比较支路一端连接蓄电池，另一端通过第一二极管和触发电路连接，上电启动电路通过第二二极管和触发电路连接；上电时，上电启动电路输出高电平使蓄电池组切换到充电状态，上电状态建立后，上电启动电路输出低电平；

所述上电启动电路包括：电阻器、电容器、反相器；所述电阻器一端和电源连接，另一端同时连接电容器和反相器的输入端，反相器的输出端连接第二二极管的正极，第二二极管负极连接触发电路输入端；电容器另一端接地；

所述第一比较支路包括：第一采样电路、第一基准电路、第一比较电路；所述第一采样电路一端连接蓄电池，另一端连接第一比较电路，所述第一基准电路产生第一阈值电压；所述第一比较电路比较所述第一阈值电压与蓄电池电压，如果蓄电池电压大于第一阈值电压，第一比较电路向触发电路输出高电平，充电驱动电路停止充电；

所述第二比较支路包括：第二采样电路、第二基准电路、第二比较电路；所述第二采样电路一端连接蓄电池，另一端连接第二比较电路，所述第二基准电路产生第二阈值电压；所述第二比较电路比较所述第二阈值电压与蓄电池电压，如果蓄电池电压小于第二阈值电压，第二比较电路向触发电路输出高电平，充电驱动电路开启充电模式。

2.依据权利要求1所述的空间用上电恢复充电电路，其特征在于，所述电容器包括至少两个串联的电容器。

3.依据权利要求1所述的空间用上电恢复充电电路，其特征在于，在工作电源为12V时，电阻器的阻值为100KΩ ，电容器包括相互串联，电容值均为1uF 的第一电容和第二电容。

4.权利要求1 至3中任意一项所提供的空间用上电恢复充电电路的工作方法，其特征在于，包括步骤：步骤一、卫星上电时，第一比较支路01和第二比较支路02均输出低电平，上电启动电路输出高电平；将蓄电池切换到充电状态；

步骤二、上电状态建立后，上电启动电路输出低电平，由于第二二极管的隔离作用，不影响蓄电池组正常的充放电控制；实现上电恢复充电功能。