CN112977891A - 电源系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电源系统，应用于微纳卫星，所述电源系统包括输入端、电源转换模块、输出端、温度侦测模块、开关控制模块及总线，其中，所述输入端用于接入母线电压，所述电源转换模块用于将接入的所述母线电压转换为负载电压，所述输出端用于输出所述电源转换模块转换的负载电压，所述温度侦测模块用于侦测所述电源系统的温度，所述开关控制模块用于将所述总线发送的开关控制命令传送至所述电源转换模块，以控制所述电源转换模块启动开关功能。本申请可以有效保障电源系统正常工作。
Description
技术领域
本申请涉及电源技术领域，尤其涉及一种应用于微纳卫星的电源系统。
背景技术
随着半导体行业和卫星技术的快速发展，商用卫星趋于小型化，集成度越来越高，低成本、高功能密度的微纳卫星平台迅速兴起，卫星批量化生产技术在应市场需求的推动下迅速发展。
电源系统作为卫星的基本保障系统，其任务是要确保在轨稳定向整星供电。分系统功耗情况是卫星平台健康状态的重要指标，空间环境分系统因闩锁过流、过热是造成电子系统损坏的重要原因，而现有的卫星电源系统在供电的同时，缺乏对各配电模块温度、功耗的监测功能，过流保护功能，控制功能，难以保障系统正常工作。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种电源系统，集成有电压转换功能以及温度侦测功能。
本申请提供一种电源系统，应用于微纳卫星，所述电源系统包括输入端、电源转换模块、输出端、温度侦测模块、开关控制模块及总线，其中，所述输入端用于接入母线电压，所述电源转换模块用于将接入的所述母线电压转换为负载电压，所述输出端用于输出所述电源转换模块转换的负载电压，所述温度侦测模块用于侦测所述电源系统的温度，所述开关控制模块用于将所述总线发送的开关控制命令传送至所述电源转换模块，以控制所述电源转换模块启动开关功能。
可选地，所述电源转换模块包括DC-DC转换器，用于形成降压型电源拓扑以对所述母线电压进行降压转换，或形成升压型电源拓扑以对所述母线电压进行升压转换。
可选地，所述电源转换模块还包括电压取样电路、电流取样电路及AD转换器，所述电压取样电路用于接收所述DC-DC转换器输出的电压，所述电流取样电路用于接收所述DC-DC转换器输出的电流，所述AD转换器与所述电压取样电路及所述电流取样电路连接，用于将所述电压取样电路接收的所述DC-DC转换器输出的电压及所述电流取样电路接收的所述DC-DC转换器输出的电流转换为数字信号，并输出至所述总线。
可选地，所述DC-DC转换器包括电流寄存器及温度寄存器，所述DC-DC转换器在所述电流寄存器记录的电流过高时关闭，以及在所述温度寄存器记录的所述温度侦测模块侦测到的温度过高时关闭。
可选地，所述开关控制模块包括放大电路及整流电路，所述放大电路与所述电源转换模块连接以接收所述负载电压，所述放大电路用于对所述负载电压进行放大，所述整流电路与所述放大电路连接，用于将经过放大的负载电压转换为直流电压。
可选地，所述开关控制模块还包括参考电路、比较器及驱动电路，所述参考电路与一参考电源连接以输出参考电压，所述比较器与所述参考电路及所述整流电路连接，以接收所述参考电路输入的所述参考电压及所述整流电路输入的所述直流电压，在所述参考电压大于所述直流电压时，所述比较器输出高电平至所述驱动电路，所述驱动电路用于接收来自所述总线的所述开关控制命令，并在接收到所述高电平时，将所述开关控制命令传送至所述DC-DC转换器，以启动所述DC-DC转换器的开关功能。
可选地，在所述参考电压小于所述直流电压时，所述比较器输出低电平至所述驱动电路，所述驱动电路在接收到所述低电平时，停止将所述开关控制命令传送至所述DC-DC转换器，以关闭所述DC-DC转换器的开关功能。
可选地，所述温度侦测模块包括温度传感器，用于侦测所述电源系统的温度。
可选地，所述总线为1WIRE总线。
上述电源系统集成有电压转换功能以及温度侦测功能，可以在电源转换的同时，确保电源系统处于正常温度范围内，有效保障电源系统正常工作。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本申请较佳实施方式提供的电源系统的模块示意图。
图2是本申请较佳实施方式提供的电源系统的结构示意图。
图3是本申请较佳实施方式提供的DC-DC转换器的结构示意图。
主要元件符号说明
电源系统 1
输入端 10
电源转换模块 20
DC-DC转换器 21
电流寄存器 210
温度寄存器 211
开关寄存器 212
电压取样电路 22
电流取样电路 23
AD转换器 24
输出端 30
温度侦测模块 40
温度传感器 41
开关控制模块 50
放大电路 51
整流电路 52
参考电路 53
参考电源 54
比较器 55
驱动电路 56
总线 60
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
请参阅图1所示，为本申请较佳实施方式提供的电源系统。电源系统1应用于微纳卫星。
所述电源系统1包括输入端10、电源转换模块20、输出端30、温度侦测模块40、开关控制模块50及总线60。
在一实施方式中，所述输入端10用于接入母线电压。所述电源转换模块20用于将接入的所述母线电压转换为负载电压。所述输出端30用于输出所述电源转换模块20转换的负载电压，以供所述微纳卫星的其他负载使用。所述温度侦测模块40用于侦测所述电源系统1的温度。所述开关控制模块50用于将所述总线60发送的开关控制命令传送至所述电源转换模块20，以控制所述电源转换模块20启动开关功能。
请参阅图2所示，所述电源转换模块20包括DC-DC转换器21，用于形成降压型电源拓扑以对所述母线电压进行降压转换，或形成升压型电源拓扑以对所述母线电压进行升压转换。
在一实施方式中，所述母线电压为6V，所述DC-DC转换器21为3.3V或5V转换器，可以形成降压型电源拓扑而将所述母线电压转换为3.3V或5V的电压进行输出，从而对所述母线电压进行降压转换。
在另一实施方式中，所述母线电压为6V，所述DC-DC转换器21同时包括3.3V转换器和5V转换器，以形成降压型电源拓扑而将所述母线电压转换为3.3V和5V的电压进行输出，从而对所述母线电压进行降压转换，同时提供不同的负载电压。
在另一实施方式中，所述母线电压为6V，所述DC-DC转换器21为12V转换器，可以形成升压型电源拓扑而将所述母线电压转换为12V的电压进行输出，从而对所述母线电压进行升压转换。
进一步地，所述电源转换模块20还包括电压取样电路22、电流取样电路23及AD转换器24。
在一实施方式中，所述电压取样电路22用于接收所述DC-DC转换器21输出的电压，所述电流取样电路23用于接收所述DC-DC转换器21输出的电流。所述AD转换器24与所述电压取样电路22及所述电流取样电路23连接，用于将所述电压取样电路22接收的所述DC-DC转换器21输出的电压及所述电流取样电路23接收的所述DC-DC转换器21输出的电流转换为数字信号，并输出至所述总线60，从而实现电源系统1的电压和电流侦测功能。
请参阅图3所示，在一实施方式中，所述DC-DC转换器21包括电流寄存器210、温度寄存器211及开关寄存器212。所述电流寄存器210用于记录所述电流取样电路22接收的电流，所述温度寄存器211用于记录所述温度侦测模块40侦测到的温度，所述开关寄存器212包括使能信号。在所述使能信号为高电平时，所述DC-DC转换器21的开关功能开启。在所述使能信号为低电平时，所述DC-DC转换器21的开关功能关闭。
在一实施方式中，在所述DC-DC转换器21的开关功能开启时，所述DC-DC转换器21在所述电流寄存器210记录的电流过高时关闭，以实现过流保护功能。在所述DC-DC转换器21的开关功能开启时，所述DC-DC转换器21在所述温度寄存器211记录的所述温度侦测模块40侦测到的温度过高时关闭，以实现温度保护功能。
在一实施方式中，所述DC-DC转换器21设有额定电流。所述DC-DC转换器21实时判断所述电流寄存器210记录的电流是否超过所述额定电流，在判定记录的电流超过所述额定电流时，所述DC-DC转换器21关闭。
在一实施方式中，所述DC-DC转换器21设有额定工作温度。所述DC-DC转换器21实时判断所述温度寄存器211记录的所述温度侦测模块40侦测到的温度是否超过所述额定工作温度，在判定记录的所述温度侦测模块40侦测到的温度超过所述额定工作温度时，所述DC-DC转换器21关闭。
所述开关控制模块50包括放大电路51、整流电路52、参考电路53、参考电源54、比较器55及驱动电路56。
在一实施方式中，所述放大电路51与所述电源转换模块20连接以接收所述负载电压。其中，所述负载电压为交流电压。所述放大电路51用于对所述负载电压进行放大。所述整流电路52与所述放大电路51连接，用于将经过放大的负载电压转换为直流电压。
在一实施方式中，所述参考电路53与所述参考电源54连接以输出参考电压，所述比较器55与所述参考电路53及所述整流电路52连接，以接收所述参考电路53输入的所述参考电压及所述整流电路52输入的所述直流电压。
在一实施方式中，在所述参考电压大于所述直流电压时，所述比较器55输出高电平至所述驱动电路56，所述驱动电路56用于接收来自所述总线60的所述开关控制命令，并在接收到所述高电平时，将所述开关控制命令传送至所述DC-DC转换器21，以开启所述DC-DC转换器21的开关功能。其中，所述DC-DC转换器21接收到所述开关控制命令时，所述开关寄存器212的使能信号为高电平，所述DC-DC转换器21将开关功能开启。
在所述参考电压小于所述直流电压时，所述比较器55输出低电平至所述驱动电路56，所述驱动电路56在接收到所述低电平时，停止将所述开关控制命令传送至所述DC-DC转换器21，以关闭所述DC-DC转换器21的开关功能。其中，所述DC-DC转换器21未接收到所述开关控制命令时，所述开关寄存器212的使能信号为低电平，所述DC-DC转换器21将开关功能关闭。
所述温度侦测模块40包括温度传感器41，用于侦测所述电源系统1的温度。在一实施方式中，所述温度传感器41与所述AD转换器24连接，所述AD转换器24还将所述温度传感器41侦测的温度转换为数字信号，将数字信号形式的温度传送至所述总线60，从而通过所述总线60输出所述温度。
在一实施方式中，所述总线60为1WIRE总线。1WIRE总线采用单根信号线，既传输时钟，又传输数据，并且数据传输是双向的。1wire总线可以节省I/O口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护。
本申请提供的电源系统集成有电压转换功能以及温度侦测功能，可以在电源转换的同时，确保电源系统处于正常温度范围内，还提供了过流保护，有效保障电源系统正常工作。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种电源系统，应用于微纳卫星，其特征在于：所述电源系统包括输入端、电源转换模块、输出端、温度侦测模块、开关控制模块及总线，其中，所述输入端用于接入母线电压，所述电源转换模块用于将接入的所述母线电压转换为负载电压，所述输出端用于输出所述电源转换模块转换的负载电压，所述温度侦测模块用于侦测所述电源系统的温度，所述开关控制模块用于将所述总线发送的开关控制命令传送至所述电源转换模块，以控制所述电源转换模块启动开关功能。
2.如权利要求1所述的电源系统，其特征在于：所述电源转换模块包括DC-DC转换器，用于形成降压型电源拓扑以对所述母线电压进行降压转换，或形成升压型电源拓扑以对所述母线电压进行升压转换。
3.如权利要求2所述的电源系统，其特征在于：所述电源转换模块还包括电压取样电路、电流取样电路及AD转换器，所述电压取样电路用于接收所述DC-DC转换器输出的电压，所述电流取样电路用于接收所述DC-DC转换器输出的电流，所述AD转换器与所述电压取样电路及所述电流取样电路连接，用于将所述电压取样电路接收的所述DC-DC转换器输出的电压及所述电流取样电路接收的所述DC-DC转换器输出的电流转换为数字信号，并输出至所述总线。
4.如权利要求2所述的电源系统，其特征在于：所述DC-DC转换器包括电流寄存器及温度寄存器，所述DC-DC转换器在所述电流寄存器记录的电流过高时关闭，以及在所述温度寄存器记录的所述温度侦测模块侦测到的温度过高时关闭。
5.如权利要求2所述的电源系统，其特征在于：所述开关控制模块包括放大电路及整流电路，所述放大电路与所述电源转换模块连接以接收所述负载电压，所述放大电路用于对所述负载电压进行放大，所述整流电路与所述放大电路连接，用于将经过放大的负载电压转换为直流电压。
6.如权利要求5所述的电源系统，其特征在于：所述开关控制模块还包括参考电路、比较器及驱动电路，所述参考电路与一参考电源连接以输出参考电压，所述比较器与所述参考电路及所述整流电路连接，以接收所述参考电路输入的所述参考电压及所述整流电路输入的所述直流电压，在所述参考电压大于所述直流电压时，所述比较器输出高电平至所述驱动电路，所述驱动电路用于接收来自所述总线的所述开关控制命令，并在接收到所述高电平时，将所述开关控制命令传送至所述DC-DC转换器，以启动所述DC-DC转换器的开关功能。
7.如权利要求6所述的电源系统，其特征在于：在所述参考电压小于所述直流电压时，所述比较器输出低电平至所述驱动电路，所述驱动电路在接收到所述低电平时，停止将所述开关控制命令传送至所述DC-DC转换器，以关闭所述DC-DC转换器的开关功能。
8.如权利要求1所述的电源系统，其特征在于：所述温度侦测模块包括温度传感器，用于侦测所述电源系统的温度。
9.如权利要求1所述的电源系统，其特征在于：所述总线为1WIRE总线。
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