CN107340525A - 一种立方星姿控分系统的供电结构 - Google Patents

一种立方星姿控分系统的供电结构 Download PDF

Info

Publication number
CN107340525A
CN107340525A CN201710715684.7A CN201710715684A CN107340525A CN 107340525 A CN107340525 A CN 107340525A CN 201710715684 A CN201710715684 A CN 201710715684A CN 107340525 A CN107340525 A CN 107340525A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
limiting
bus
electric pressure
branches
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710715684.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107340525B (zh
Inventor
张晓华
张翔
胡远东
陆正亮
钱鹏俊
于永军
莫乾坤
廖文和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Science and Technology filed Critical Nanjing University of Science and Technology
Priority to CN201710715684.7A priority Critical patent/CN107340525B/zh
Publication of CN107340525A publication Critical patent/CN107340525A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107340525B publication Critical patent/CN107340525B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/02—Details of the space or ground control segments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/2506—Arrangements for conditioning or analysing measured signals, e.g. for indicating peak values ; Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
    • G01R19/2509—Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
    • H02J1/082—Plural DC voltage, e.g. DC supply voltage with at least two different DC voltage levels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种立方星姿控分系统的供电结构，母线电压经过三路电压转换器分别转换为3.3V，5V和7.4V。每一路均包括限流保护电路和电流采集电路，其中3.3V供给ARM芯片、陀螺仪和GPS，5V供给太敏，7.4V供给磁强计、磁力矩器和动量轮。本发明集成度高、可靠度高、能量链路损失小，可以保证姿控系统各个模块的正常供电需求。

Description

一种立方星姿控分系统的供电结构
技术领域
本发明属于立方星技术领域，特别是一种立方星姿控分系统的供电结构。
背景技术
近些年，伴随着通信、光电元件、材料、传感器、应用流体等科技的快速发展，立方星技术发展显著加速，利用立方星进行远程测量、试验成为可能。低廉的成本促使了世界范围内立方星研制计划的涌现。其中越来越多的来自政府、企业、特别是有强大科研实力的学术机构。美国和欧洲已发射大量立方星。
姿控分系统是立方星最关键的分系统之一，姿控分系统部分模块失效，或者姿态确定和控制精度低，都会使卫星基本功能受限，甚至丧失。尤其是对地成像卫星，需要非常高的姿态确定与控制精度，才能完成其功能。
保证姿控系统各个模块的可靠性供电，是保证姿控系统正常工作的前提条件。如果供电出现异常，则可能导致部分模块功能缺失，也可能使整个姿控系统失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种立方星姿控分系统的供电结构，集成度高、可靠度高、能量链路损失小，可以保证姿控系统各个模块的正常供电需求。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种立方星姿控分系统的供电结构，包括母线限流保护器、母线电流采集器、3.3V分路、7.4V分路和5V分路，母线电流采集器和母线限流保护器一端并联在母线上，3.3V分路、7.4V分路和5V分路并联在母线限流保护器另一端。
所述3.3V分路包括3.3V电压转换器、3.3V限流保护器、3.3V电流采集器、ARM芯片、陀螺仪和GPS，3.3V电压转换器一端与母线限流保护器连接，3.3V电流采集器和3.3V限流保护器一端并联在3.3V电压转换器的另一端，ARM芯片、陀螺仪和GPS并联在3.3V限流保护器的另一端。
所述7.4V分路包括7.4V电压转换器、7.4V限流保护器、7.4V电流采集器、磁强计、磁力矩器和动量轮，7.4V电压转换器一端与母线限流保护器连接，7.4V电流采集器和7.4V限流保护器一端并联在7.4V电压转换器的另一端，磁强计、磁力矩器和动量轮并联在7.4V限流保护器的另一端。
所述5V分路包括5V电压转换器、5V限流保护器、5V电流采集器和太敏，5V电压转换器一端与母线限流保护器连接，5V电流采集器和5V限流保护器一端并联在5V电压转换器的另一端，太敏与5V限流保护器的另一端连接。
母线电流采集器、3.3V电流采集器、7.4V电流采集器和5V电流采集器均与ARM芯片的ADC引脚连接。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
（1）本发明集成度高，所有姿控分系统供电链路均在一块电路板上。
（2）本发明可靠度高，各路限流芯片和电流电阻阻值的选取，均经过卫星在轨验证。
（3）本发明能量链路损失小，所选芯片均为低功耗，链路能量损失小。
附图说明
图1是本发明立方星姿控分系统的供电结构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1，一种立方星姿控分系统的供电结构，包括母线限流保护器、母线电流采集器、3.3V分路、7.4V分路和5V分路，母线电流采集器和母线限流保护器一端并联在母线上，3.3V分路、7.4V分路和5V分路并联在母线限流保护器另一端。
所述3.3V分路包括3.3V电压转换器、3.3V限流保护器、3.3V电流采集器、ARM芯片、陀螺仪和GPS，3.3V电压转换器一端与母线限流保护器连接，3.3V电流采集器和3.3V限流保护器一端并联在3.3V电压转换器的另一端，ARM芯片、陀螺仪和GPS并联在3.3V限流保护器的另一端。
所述7.4V分路包括7.4V电压转换器、7.4V限流保护器、7.4V电流采集器、磁强计、磁力矩器和动量轮，7.4V电压转换器一端与母线限流保护器连接，7.4V电流采集器和7.4V限流保护器一端并联在7.4V电压转换器的另一端，磁强计、磁力矩器和动量轮并联在7.4V限流保护器的另一端。
所述5V分路包括5V电压转换器、5V限流保护器、5V电流采集器和太敏，5V电压转换器一端与母线限流保护器连接，5V电流采集器和5V限流保护器一端并联在5V电压转换器的另一端，太敏与5V限流保护器的另一端连接。
母线电流采集器、3.3V电流采集器、7.4V电流采集器和5V电流采集器均与ARM芯片的ADC引脚连接。
所述3.3V电压转换器采用AMS1117-3.3，将母线电压转化为3.3V，5V电压转换器采用ADP3303-5，将母线电压转化为5V，7.4V电压转换器采用LT3020，将母线电压转化为7.4V。
所述母线电压输入限流4A，母线限流保护器采用TPS2421，限流电阻阻值设置为49.9K；母线电流采集器、3.3V电流采集器、7.4V电流采集器和5V电流采集器均采用MAX9938；ARM芯片通过ADC引脚采集母线电流信息。
3.3V限流保护器的输入限流为600mA，3.3V限流保护器采用TPS2421，限流电阻阻值设置为300K，ARM芯片ADC的引脚通过3.3V电流采集器采集3.3V分路的电流信息。
5V限流保护器的输入限流100mA，5V限流保护器采用TPS2421，限流电阻阻值设置为2M，ARM芯片ADC的引脚通过5V电流采集器采集5V分路的电流信息。
7.4V限流保护器的输入限流2A，7.4V限流保护器采用TPS2421，限流电阻阻值设置为100K，ARM芯片ADC的引脚通过7.4V电流采集器采集7.4V分路的电流信息。
电流走向如下：
电流由母线进入，通过母线电流采集器采集母线电流值，并反馈给ARM芯片，同时母线电流经母线限流保护器限流后流出，之后分成三路分别进入3.3V电压转换器、5V电压转换器和7.4V电压转换器。
电流进入3.3V电压转换器转压为3.3V，通过3.3V电流采集器采集3.3V分路电流值，并反馈给ARM芯片，同时3.3V分路电流经3.3V限流保护器限流后流出，之后分成三路分别进入ARM芯片、陀螺仪和GPS。
电流进入5V电压转换器转压为5V，通过5V电流采集器采集5V分路电流值，并反馈给ARM芯片，同时5V分路电流经5V限流保护器限流后流出，之后进入太敏。
电流进入7.4V电压转换器转压为7.4V，通过7.4V电流采集器采集7.4V分路电流值，并反馈给ARM芯片，同时7.4V分路电流经7.4V限流保护器限流后流出，之后分成三路分别进入磁强计、磁力矩器和动量轮。

Claims (4)

1.一种立方星姿控分系统的供电结构，其特征在于：包括母线限流保护器、母线电流采集器、3.3V分路、7.4V分路和5V分路，母线电流采集器和母线限流保护器一端并联在母线上，3.3V分路、7.4V分路和5V分路并联在母线限流保护器另一端；
所述3.3V分路包括3.3V电压转换器、3.3V限流保护器、3.3V电流采集器、ARM芯片、陀螺仪和GPS，3.3V电压转换器一端与母线限流保护器连接，3.3V电流采集器和3.3V限流保护器一端并联在3.3V电压转换器的另一端，ARM芯片、陀螺仪和GPS并联在3.3V限流保护器的另一端；
所述7.4V分路包括7.4V电压转换器、7.4V限流保护器、7.4V电流采集器、磁强计、磁力矩器和动量轮，7.4V电压转换器一端与母线限流保护器连接，7.4V电流采集器和7.4V限流保护器一端并联在7.4V电压转换器的另一端，磁强计、磁力矩器和动量轮并联在7.4V限流保护器的另一端；
所述5V分路包括5V电压转换器、5V限流保护器、5V电流采集器和太敏，5V电压转换器一端与母线限流保护器连接，5V电流采集器和5V限流保护器一端并联在5V电压转换器的另一端，太敏与5V限流保护器的另一端连接；
母线电流采集器、3.3V电流采集器、7.4V电流采集器和5V电流采集器均与ARM芯片的ADC引脚连接。
2.根据权利要求1所述的立方星姿控分系统的供电结构，其特征在于：所述3.3V电压转换器采用AMS1117-3.3，将母线电压转化为3.3V，5V电压转换器采用ADP3303-5，将母线电压转化为5V，7.4V电压转换器采用LT3020，将母线电压转化为7.4V。
3.根据权利要求1所述的立方星姿控分系统的供电结构，其特征在于：所述母线电压输入限流4A，母线限流保护器采用TPS2421，限流电阻阻值设置为49.9K；母线电流采集器、3.3V电流采集器、7.4V电流采集器和5V电流采集器均采用MAX9938；ARM芯片通过ADC引脚采集母线电流信息；
3.3V限流保护器的输入限流为600mA，3.3V限流保护器采用TPS2421，限流电阻阻值设置为300K，ARM芯片ADC的引脚通过3.3V电流采集器采集3.3V分路的电流信息；
5V限流保护器的输入限流100mA，5V限流保护器采用TPS2421，限流电阻阻值设置为2M，ARM芯片ADC的引脚通过5V电流采集器采集5V分路的电流信息；
7.4V限流保护器的输入限流2A，7.4V限流保护器采用TPS2421，限流电阻阻值设置为100K，ARM芯片ADC的引脚通过7.4V电流采集器采集7.4V分路的电流信息。
4.根据权利要求1所述的立方星姿控分系统的供电结构，其特征在于，电流走向如下：
电流由母线进入，通过母线电流采集器采集母线电流值，并反馈给ARM芯片，同时母线电流经母线限流保护器限流后流出，之后分成三路分别进入3.3V电压转换器、5V电压转换器和7.4V电压转换器；
电流进入3.3V电压转换器转压为3.3V，通过3.3V电流采集器采集3.3V分路电流值，并反馈给ARM芯片，同时3.3V分路电流经3.3V限流保护器限流后流出，之后分成三路分别进入ARM芯片、陀螺仪和GPS；
电流进入5V电压转换器转压为5V，通过5V电流采集器采集5V分路电流值，并反馈给ARM芯片，同时5V分路电流经5V限流保护器限流后流出，之后进入太敏；
电流进入7.4V电压转换器转压为7.4V，通过7.4V电流采集器采集7.4V分路电流值，并反馈给ARM芯片，同时7.4V分路电流经7.4V限流保护器限流后流出，之后分成三路分别进入磁强计、磁力矩器和动量轮。
CN201710715684.7A 2017-08-20 2017-08-20 一种立方星姿控分系统的供电结构 Active CN107340525B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710715684.7A CN107340525B (zh) 2017-08-20 2017-08-20 一种立方星姿控分系统的供电结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710715684.7A CN107340525B (zh) 2017-08-20 2017-08-20 一种立方星姿控分系统的供电结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107340525A true CN107340525A (zh) 2017-11-10
CN107340525B CN107340525B (zh) 2020-05-22

Family

ID=60214598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710715684.7A Active CN107340525B (zh) 2017-08-20 2017-08-20 一种立方星姿控分系统的供电结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107340525B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111443629A (zh) * 2020-04-02 2020-07-24 南京理工大学 一种应用于立方星制动帆的供电与控制电路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106059266A (zh) * 2016-08-03 2016-10-26 南京理工大学 一种应用于立方星的电源供配电模块
CN106059040A (zh) * 2016-06-23 2016-10-26 航天东方红卫星有限公司 一种用于立方星的电源系统及能源分级调控方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106059040A (zh) * 2016-06-23 2016-10-26 航天东方红卫星有限公司 一种用于立方星的电源系统及能源分级调控方法
CN106059266A (zh) * 2016-08-03 2016-10-26 南京理工大学 一种应用于立方星的电源供配电模块

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘洋: "南理工一号立方星姿态确定与控制系统硬件设计及半物理仿真", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
高海振: "立方星电源系统设计与试验", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111443629A (zh) * 2020-04-02 2020-07-24 南京理工大学 一种应用于立方星制动帆的供电与控制电路
CN111443629B (zh) * 2020-04-02 2021-09-10 南京理工大学 一种应用于立方星制动帆的供电与控制电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN107340525B (zh) 2020-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107579587B (zh) 适用于leo卫星的能源系统及其控制方法
CN102738890B (zh) 一种无人机遥感平台的供电系统
CN202651882U (zh) 一种无人机遥感平台的供电系统
WO2016190917A2 (en) System and method for power distribution in an autonomous modular system
CN202331056U (zh) 无人飞行器物理仿真试验平台机载测试系统
Pajusalu et al. Design and pre-flight testing of the electrical power system for the ESTCube-1 nanosatellite
EP3827494A1 (en) Intelligent power module
CN106767801A (zh) 一种高可靠单轴冗余光纤陀螺惯测系统
CN108287496A (zh) 一种无人机智能电池抛落控制系统
CN107340525A (zh) 一种立方星姿控分系统的供电结构
CN203012068U (zh) 一种开/短路测试系统
CN206348668U (zh) 一种小型无人机飞行控制系统
CN103257699A (zh) 笔记本电脑电池智能控制电路
CN105676303B (zh) 地磁数据采集装置
CN103901881A (zh) 用于运载火箭等效器系统兼容多种测试状态的装置
CN105160725A (zh) 一种自供电测量存储装置及回收方法
CN208596230U (zh) 可多定位系统切换的定位装置
CN104409311A (zh) 一种用于质谱仪的透镜电源
CN211906017U (zh) 一种基于柔性绳索的便携式自动升降装置控制器
Carr et al. Mars Science Laboratory (MSL) power system architecture
CN102820637A (zh) 一种具有自恢复功能的线路自锁保护装置
CN104345716B (zh) 一种实现卫星功率控制与分配单元模块化即插即用的装置
CN107681710B (zh) 一种空间用锂离子蓄电池组均衡分流集成系统
CN106443252A (zh) 对移动设备系统进行供电检测的测试电路及移动设备系统
CN205619936U (zh) 一种空中姿态检测器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant