CN113022483A - 一种双电源切换系统及卫星车载设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双电源切换系统及一种卫星车载设备，该系统当控制单元收到上位机的控制指令，需要信号发射时，控制单元发使能打开指令打开第一电源组件，同时，关闭第二电源组件；需要信号接收时，控制单元发使能打开指令打开第二电源组件，同时，关闭第一电源组件，从而实现了信号发射电路和信号接收电路的交替工作。本发明提供的技术方案，部署简单、操作便捷，由于无需人工监控，减少了人工投入，同时避免了人工操作带来的误操作的问题、可靠性更高，用户体验度好、满意度高。
Description
技术领域
本发明涉及卫星车载设备供电技术领域，具体涉及一种双电源切换系统及卫星车载设备。
背景技术
北斗车载设备主要用于实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短文通信服务，其供电主体一般为电池或发电机。现有技术中，北斗车载设备通过人工控制电源开关来实现信号发射和信号接收，操作繁琐、功耗大、容易引起误操作的问题。
以北斗二号车载设备为例，北斗二号要实现地面车载设备的信号发射和接收，发射信号时需要手动开启发射开关，且，关闭接收开关；接收信号时需要手动关闭发射开关，且，开启接收开关。
这样操作起来比较繁琐，容易出错。例如，当信号发射开关关闭后，信号接收开关没有闭合，车载通讯设备就会接收不到信号，这样会导致车载武器装备在行驶过程中实时导航和精确定位失败。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双电源切换系统及卫星车载设备，以解决现有技术车载设备的供电控制，操作繁琐、容易出错的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种双电源切换系统，包括：
上位机，
第一电源组件，用于为信号发射电路供电；
第二电源组件，用于为信号接收电路供电；
控制单元，与所述上位机相连，通过使能控制所述第一电源组件和第二电源组件打开或关闭，切换所述信号发射电路和信号接收电路的工作状态。
优选地，所述系统，还包括：
第一输出电压采样单元，和/或，第一输出电流采样单元；
所述控制单元，通过所述第一输出电压采样单元，和/或，第一输出电流采样单元检测所述第一电源组件的输出电压，和/或，输出电流。
优选地，所述系统，还包括：
第二输出电压采样单元，和/或，第二输出电流采样单元；
所述控制单元，通过所述第二输出电压采样单元，和/或，第二输出电流采样单元检测所述第二电源组件的输出电压，和/或，输出电流。
优选地，所述第一电源组件，包括：
变压器T1，
所述变压器T1的一次绕组侧设置有开关模块、使能模块、过压保护模块；
所述变压器T1二次绕组侧设置有稳压模块、滤波模块；
所述开关模块外接电源，并与所述使能模块相连；所述使能模块与所述控制单元相连，用于使能控制所述开关模块的启闭；所述过压保护模块，用于控制所述开关模块的输出电压在所述变压器T1输入电压的阈值范围内；
所述稳压模块，用于将所述变压器T1的输出电压降压为所述信号发射电路的工作电压；所述滤波模块，用于去除变压器T1输出电压中的毛刺和尖峰。
优选地，所述过压保护模块，包括：
芯片IC2，其中，
芯片IC2的1号引脚通过并联的电阻R46和电容C60与2号引脚相连；3号引脚通过并联的电容C63、电阻R55、电阻R56、电阻R57接地；4号引脚通过电容C64接地，同时与三极管Q7的基极相连；三极管Q7的基极通过电容C65与芯片IC2的3号引脚相连，通过上拉电阻R51与芯片IC2的8号引脚相连；三极管Q7的发射极通过电阻R58与芯片IC2的3号引脚相连；芯片IC2的6号引脚通过电阻R52与MOS管Q5的栅极相连，MOS管Q5的栅极通过电阻R53接地，漏极与变压器T1的13号接线端相连，源极通过电阻R56接地；芯片IC2的7号引脚通过二极管D6与所述开关模块相连；芯片IC2的8号引脚通过并联的电阻R47、R48后，再通过串联的电阻R40与变压器T1的2号接线端相连。
优选地，所述开关模块，包括：
外接电源正极的正端、外接电源负极的负端，及，三极管Q1、Q2，其中，
正端通过电感L2与所述变压器T1的2号接线端相连，同时通过电容C52接地；Q1的基极通过电阻R38、电感L2与所述正端相连，同时与Q2的集电极相连；Q1的集电极通过电感L2与所述正端相连，同时与所述使能模块的VIN端相连；Q1的发射极通过电阻R39与所述过压保护模块的二极管D6相连，同时与Q2的基极相连；Q2的发射极与所述过压保护模块的二极管D6相连，Q2的集电极通过二极管D7接地。
优选地，所述使能模块，包括：
比较器IC2A和比较器IC2B，其中，
IC2A的正相输入端，通过串联的电阻R63、二极管D10与所述控制单元的使能端EN1相连，同时通过电阻R61与所述开关模块的VIN端相连，同时通过并联的电容C69、电阻R69接地；IC2A的反相输入端，与IC2B的正相输入端相连；IC2A的正相输入端与输出端之间跨接有反馈电阻R59；
IC2B的正相输入端，通过电阻R71与过压保护模块中芯片IC2的8号引脚相连，并通过并联的电容C71、电阻R74接地；IC2B的反相输入端，通过并联的电容C73、电阻R75接地；IC2B的输出端通过串联的二极管D11和D12，与U1的输出端相连，同时通过串联的二极管D11和D12及反馈电阻R76，与IC2B的反相输入端相连。
优选地，所述稳压模块，包括：
MOS管Q3、Q4、Q6，其中，
Q3的栅极与变压器T1的10号接线端相连，源极接地，同时通过电阻R42与变压器T1的10号接线端相连，漏极与变压器T1的8号接线端相连；Q3的漏极和源极之间串联有电阻R41和电容C58，并输出电压V0；Q4的栅极通过电阻R45与变压器T1的8号接线端相连，同时通过电阻R44接地，漏极与变压器T1的4号接线端相连，源极接地；Q6的栅极通过并联的二极管D9和电阻R49，与变压器T1的11号接线端相连，同时通过电阻R50与变压器T1的4号接线端相连；Q6的漏极通过电容C62接地，源极与T1的4号接线端相连；
还包括：电感L1，并联的电容C54、C57、C55、C56、二极管D8，
并联后的电路与电感L1串联后，连接在MOS管Q3的漏极和源极之间，输出±28V的电压；电感L1的输入端通过二极管D5外接电源VCC，并通过电容C51接地。
优选地，所述滤波模块，包括：
TVS二极管U11，其中，
U11的1号引脚与﹢28V电压输出端相连，并通过串联的电阻R62和基准电压源U12(型号为TLV431，超过2.5V就导通)接地；2号引脚通过串联的电阻R68、电容C68、C70接地；3号引脚通过并联的电容C66和电阻R60与过压保护模块中芯片IC2的2号引脚相连，并通过电阻R64接地；4号引脚与过压保护模块中芯片IC2的8号引脚相连，并通过电容C67接地；
电阻R65、R73串联后接地，串联后的电阻一端与﹢28V电压输出端相连，另一端接地；电阻R67、R72串联后接地，串联后的电阻一端与﹢28V电压输出端相连，另一端接地。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种卫星车载设备，包括：
上述的双电源切换系统。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
当控制单元收到上位机的控制指令，需要信号发射时，控制单元发使能打开指令打开第一电源组件，同时，关闭第二电源组件；需要信号接收时，控制单元发使能打开指令打开第二电源组件，同时，关闭第一电源组件，从而实现了信号发射电路和信号接收电路的交替工作。本发明提供的技术方案，部署简单、操作便捷，由于无需人工监控，减少了人工投入，同时避免了人工操作带来的误操作的问题、可靠性更高，用户体验度好、满意度高。
另外，可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过双电源切换系统对发射信号和接收信号的供电进行控制来实现信号发射和信号接收的切换，当发射信号电路工作时，接收信号电路不工作，同理，当接收信号电路工作时，发射信号不工作，而现有技术中手动开关切换的方式，两个电源都在工作，一个电源是带载工作，一个电源是空载工作，因此，本实施例提供的技术方案，由于只有一种状态(信号发射或信号接收)在工作，功耗更低。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种双电源切换系统的示意框图；
图2是根据一示例性实施例示出的第一输出电流采样单元的电路原理图；
图3是根据一示例性实施例示出的第一输出电压采样单元的电路原理图；
图4A～图4B是根据一示例性实施例示出的控制单元的单片机与上位机进行通信的通信电路的电路原理图；
图5是根据一示例性实施例示出的第一电源组件的过压保护模块的电路原理图；
图6是根据一示例性实施例示出的第一电源组件的开关模块的电路原理图；
图7是根据一示例性实施例示出的第一电源组件的使能模块的电路原理图；
图8是根据一示例性实施例示出的第一电源组件的稳压模块的电路原理图；
图9是根据一示例性实施例示出的第一电源组件的滤波模块的电路原理图；
图10是根据一示例性实施例示出的北斗三号车载设备的双电源切换系统的工作流程图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种双电源切换系统的示意框图，如图1所示，该系统包括：
上位机11，
第一电源组件12，用于为信号发射电路15供电；
第二电源组件13，用于为信号接收电路16供电；
控制单元14，与所述上位机11相连，通过使能控制所述第一电源组件12和第二电源组件13打开或关闭，切换所述信号发射电路15和信号接收电路16的工作状态。
需要说明的是，图1中10为第一电源组件和第二电源组件外接的电源，电源10可以是电池，也可以是发电机整流母线。
需要说明的是，本实施例提供的技术方案，适用于各种需要信号发射及信号接收交替工作的应用场景，包括但不限于：为北斗车载设备供电，为GPS车载设备供电，为GLONASS车载设备供电，为伽利略车载设备供电等。
优选地，本实施例提供的技术方案，尤其适用于为北斗三号车载设备供电的应用场景。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，当控制单元收到上位机的控制指令，需要信号发射时，控制单元发使能打开指令打开第一电源组件，同时，关闭第二电源组件；需要信号接收时，控制单元发使能打开指令打开第二电源组件，同时，关闭第一电源组件，从而实现了信号发射电路和信号接收电路的交替工作。本实施例提供的技术方案，部署简单、操作便捷，由于无需人工监控，减少了人工投入，同时避免了人工操作带来的误操作的问题、可靠性更高，用户体验度好、满意度高。
另外，可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过双电源切换系统对发射信号和接收信号的供电进行控制来实现信号发射和信号接收的切换，当发射信号电路工作时，接收信号电路不工作，同理，当接收信号电路工作时，发射信号不工作，而现有技术中手动开关切换的方式，两个电源都在工作，一个电源是带载工作，一个电源是空载工作，因此，本实施例提供的技术方案，由于只有一种状态(信号发射或信号接收)在工作，功耗更低。
参见图1，优选地，所述系统，还包括：
第一输出电压采样单元17，和/或，第一输出电流采样单元18；
所述控制单元14，通过所述第一输出电压采样单元17，和/或，第一输出电流采样单元18检测所述第一电源组件12的输出电压，和/或，输出电流。
在具体实践中，所述第一输出电压采样单元17可以为反灌二极管组件，第一输出电流采样单元18可以为采样电阻。
优选地，所述系统，还包括：
第二输出电压采样单元19，和/或，第二输出电流采样单元20；
所述控制单元14，通过所述第二输出电压采样单元19，和/或，第二输出电流采样单元20检测所述第二电源组件13的输出电压，和/或，输出电流。
可以理解的是，为第一电源组件设置第一输出电压采样单元17，和/或，第一输出电流采样单元18，为第二电源组件设置第二输出电压采样单元19，和/或，第二输出电流采样单元20，对第一电源组件12和第二电源组件13的输出电压和/或输出电流进行监控并通过控制单元上传给上位机，提示卫星车载设备输出电压和/或输出电流故障代码。
具体地，当第一电源组件的输出电压超过或低于电压设定值±0.5V时，判定第一电源组件输出电压处于故障状态，控制单元会将第一电源组件输出电压的故障状态回发给上位机，上位机提示卫星车载设备的第一电源组件输出电压故障代码。
进一步地，当第二电源组件的输出电压超过或低于电压设定值±0.5V时，第二电源组件输出电压处于故障状态，控制单元会将第二电源组件输出电压的故障状态回发给上位机，上位机输出卫星车载设备的第二电源组件输出电压故障代码。
具体地，当第一电源组件的输出电流超过正常满载工作电流1.2倍时，判定输出电流处于故障状态，控制单元会将第一电源组件输出电流的故障状态回发给上位机，上位机输出卫星车载设备的第一电源组件输出电流故障代码。
进一步地，当第二电源组件的输出电流超过正常满载工作电流1.2倍时，判定输出电流处于故障状态，控制单元会将第二电源组件的输出电流故障状态回发给上位机，上位机输出卫星车载设备的第二电源组件输出电流故障代码。
需要说明的是，在具体实践中，所述控制单元可采用单片机、DSP处理器、FPGA控制器、PLC控制器等。
优选地，所述控制单元采用型号为STM32F407VGT6的单片机。
在具体实践中，所述第二输出电压采样单元19可以为反灌二极管组件，第二输出电流采样单元20可以为采样电阻。
在具体实践中，所述第一输出电流采样单元18和第二输出电流采样单元20的内部电路结构可以是相同的。为了更好地理解本申请提供的第一输出电流采样单元18和第二输出电流采样单元20，现以第一输出电流采样单元18的电路原理图为例，来描述输出电流采样单元的具体实现方式。
参见图2，图2给出了第一输出电流采样单元18的电路原理图，从图2可以看出，第一输出电流采样单元18包括：
两个结构相同的级联的采样模块，其中，
第一采样模块，包括：芯片U2，其中，
U2的1号引脚外接﹢4V电源，同时通过两个并联的电容接地；2号引脚接地，3号引脚通过一电容接地，同时通过一电阻与所述第一电源组件的﹢28V输出端相连；4号引脚通过一电容接地，同时通过两个串联的电阻与所述第一电源组件的﹢28V输出端相连；3号引脚和4号引脚之间连接有一电容，5号引脚通过一电阻与所述控制单元的28V AL接线端相连，6号引脚与1号引脚相连；
第二采样模块，包括：芯片U3，其中，
U3的1号引脚外接﹢4V电源，同时通过两个并联的电容接地；2号引脚接地，3号引脚通过一电容接地，同时通过一电阻与所述第一电源组件的﹢28V输出端相连；4号引脚通过一电容接地，同时通过一电阻与所述第一电源组件的﹢28V输出端相连，同时通过该电阻与所述控制单元的VOUT 28V接线端相连；3号引脚和4号引脚之间连接有一电容，5号引脚通过一电阻与所述控制单元的28V AH接线端相连，6号引脚与1号引脚相连。
需要说明的是，由于信号发射电路15的工作电压是±28V，信号接收电路16的工作电压是±20V，所以，第二输出电流采样单元20接线时，分别对应接的是控制单元的20V接线端。
在具体实践中，所述第一输出电压采样单元17和第二输出电压采样单元19的内部电路结构可以是相同的。为了更好地理解本申请提供的第一输出电压采样单元17和第二输出电压采样单元19，现以第一输出电压采样单元17的电路原理图为例，来描述输出电压采样单元的具体实现方式。
参见图3，图3给出了第一输出电压采样单元17的电路原理图，从图3可以看出，第一输出电压采样单元17包括：
放大器D3，D3的正相输入端通过一电阻与所述控制单元的VOUT 28V接线端相连，同时通过一电阻接地；D3的反相输入端与输出端相连，输出端与所述控制单元的28V TEST接线端相连。
需要说明的是，由于信号发射电路15的工作电压是±28V，信号接收电路16的工作电压是±20V，所以，第二输出电压采样单元19接线时，分别对应接的是控制单元的20V接线端。
在具体实践中，所述控制单元的单片机与上位机进行通信的通信电路，如图4A和图4B所示，其中，图4A中芯片U9为型号LAN8720的网络接口芯片，用于完成网口和单片机之间的硬件通信；图4B中变压器的型号为HR911105A，用于实现网口输入和输出的电气隔离。由于图4A和图4B为常规电路，具体电路结构在此不再赘述。
在具体实践中，所述第一电源组件12和第二电源组件13的内部电路结构可以是相同的。为了更好地理解本申请提供的第一电源组件12和第二电源组件13，现以第一电源组件12的电路原理图为例，来描述第一电源组件的具体实现方式。
优选地，所述第一电源组件，包括：
变压器T1，
所述变压器T1的一次绕组侧设置有开关模块、使能模块、过压保护模块；
所述变压器T1二次绕组侧设置有稳压模块、滤波模块；
所述开关模块外接电源，并与所述使能模块相连；所述使能模块与所述控制单元相连，用于使能控制所述开关模块的启闭；所述过压保护模块，用于控制所述开关模块的输出电压在所述变压器T1输入电压的阈值范围内；
所述稳压模块，用于将所述变压器T1的输出电压降压为所述信号发射电路的工作电压；所述滤波模块，用于去除变压器T1输出电压中的毛刺和尖峰。
参见图5，优选地，所述过压保护模块，包括：
芯片IC2，其中，
芯片IC2的1号引脚通过并联的电阻R46和电容C60与2号引脚相连；3号引脚通过并联的电容C63、电阻R55、电阻R56、电阻R57接地；4号引脚通过电容C64接地，同时与三极管Q7的基极相连；三极管Q7的基极还通过电容C65与芯片IC2的3号引脚相连，通过上拉电阻R51与芯片IC2的8号引脚相连；三极管Q7的发射极通过电阻R58与芯片IC2的3号引脚相连；芯片IC2的6号引脚通过电阻R52与MOS管Q5的栅极相连，MOS管Q5的栅极通过电阻R53接地，漏极与变压器T1的13号接线端相连，源极通过电阻R56接地；芯片IC2的7号引脚通过二极管D6与所述开关模块相连(参见图6)；芯片IC2的8号引脚通过并联的电阻R47、R48后，再通过串联的电阻R40与变压器T1的2号接线端相连(参见图6)。
可以理解的是，图5所示的过压保护模块，主要作用是对外接电源的电压进行过压保护。
参见图6，优选地，所述开关模块，包括：
外接电源正极的正端、外接电源负极的负端，及，三极管Q1、Q2，其中，
正端通过电感L2与所述变压器T1的2号接线端相连，同时通过电容C52接地；Q1的基极通过电阻R38、电感L2与所述正端相连，同时与Q2的集电极相连；Q1的集电极通过电感L2与所述正端相连，同时与所述使能模块的VIN端相连；Q1的发射极通过电阻R39与所述过压保护模块的二极管D6相连，同时与Q2的基极相连；Q2的发射极与所述过压保护模块的二极管D6相连，Q2的集电极通过二极管D7接地。
可以理解的是，图6所示的开关模块，主要作用是控制外接电源的电量是否输出给变压器T1进行变压。
参见图7，优选地，所述使能模块，包括：
比较器IC2A和比较器IC2B，其中，
IC2A的正相输入端，通过串联的电阻R63、二极管D10与所述控制单元的使能端EN1相连，同时通过电阻R61与所述开关模块的VIN端相连，同时通过并联的电容C69、电阻R69接地；IC2A的反相输入端，与IC2B的正相输入端相连；IC2A的正相输入端与输出端之间跨接有反馈电阻R59；
IC2B的正相输入端，通过电阻R71与过压保护模块中芯片IC2的8号引脚相连，并通过并联的电容C71、电阻R74接地；IC2B的反相输入端，通过并联的电容C73、电阻R75接地；IC2B的输出端通过串联的二极管D11和D12，与U1的输出端相连，同时通过串联的二极管D11和D12及反馈电阻R76，与IC2B的反相输入端相连。
参见图8，优选地，所述稳压模块，包括：
MOS管Q3、Q4、Q6，其中，
Q3的栅极与变压器T1的10号接线端相连，源极接地，同时通过电阻R42与变压器T1的10号接线端相连，漏极与变压器T1的8号接线端相连；Q3的漏极和源极之间串联有电阻R41和电容C58，并输出电压V0；Q4的栅极通过电阻R45与变压器T1的8号接线端相连，同时通过电阻R44接地，漏极与变压器T1的4号接线端相连，源极接地；Q6的栅极通过并联的二极管D9和电阻R49，与变压器T1的11号接线端相连，同时通过电阻R50与变压器T1的4号接线端相连；Q6的漏极通过电容C62接地，源极与T1的4号接线端相连；
还包括：电感L1，并联的电容C54、C57、C55、C56、二极管D8，
并联后的电路与电感L1串联后，连接在MOS管Q3的漏极和源极之间，输出±28V的电压；电感L1的输入端通过二极管D5外接电源VCC，并通过电容C51接地。
可以理解的是，图8所示的稳压模块，主要作用是控制输出电压稳定在负载电路的工作范围内。
需要说明的是，当控制单元对第一电源组件进行使能打开或关闭时，信号发射电路会产生一些反灌电流进入第一电源组件内，对第一电源组件内部元器件造成损坏，为了保持第一电源组件的输出电压以及防止电流反灌，第一电源组件输出串一个二极管D8。
参见图9，优选地，所述滤波模块，包括：
TVS二极管U11，其中，
U11的1号引脚与﹢28V电压输出端相连，并通过串联的电阻R62和基准电压源U12(型号为TLV431，超过2.5V就导通)接地；2号引脚通过串联的电阻R68、电容C68、C70接地；3号引脚通过并联的电容C66和电阻R60与过压保护模块中芯片IC2的2号引脚相连，并通过电阻R64接地；4号引脚与过压保护模块中芯片IC2的8号引脚相连，并通过电容C67接地；
电阻R65、R73串联后接地，串联后的电阻一端与﹢28V电压输出端相连，另一端接地；电阻R67、R72串联后接地，串联后的电阻一端与﹢28V电压输出端相连，另一端接地。
可以理解的是，图9所示的滤波模块，主要作用是滤除输出信号中的尖峰和毛刺，使输出给负载的电压更稳定。
根据一示例性实施例示出的一种卫星车载设备，包括：
上述的双电源切换系统。
需要说明的是，本实施例提供的技术方案，适用于各种卫星车载设备，包括但不限于：北斗车载设备、GPS车载设备、GLONASS车载设备、伽利略车载设备等。
优选地，本实施例提供的技术方案，尤其适用于北斗三号车载设备。
为了更好地理解本实施例提供的技术方案，以北斗三号车载设备为例，现将双电源切换系统的工作原理解释说明如下：
(1)当地面车载设备需要接收北斗信号时，通过上位机发送接收信号指令给双电源切换系统，双电源切换系统通过打开第二电源组件及关闭第一电源组件的使能信号，使第二电源组件工作，同时，使第一电源组件不工作。
(2)当地面车载设备需要发射地面信号给北斗卫星时，通过上位机发送发射信号指令给双电源切换系统，双电源切换系统通过关闭第二电源组件及打开第一电源组件的使能信号，使第一电源组件工作，同时，使第二电源组件不工作。
参见图10，当将该双电源切换系统应用于北斗三号车载设备时，电池或发电机整流母线作为输入电源，控制单元接收上位机的指令对第一电源组件和第二电源组件进行使能控制，根据实际车载设备的需求来操作，可以时实时导航和授时，也可以位置报告和短文通信，控制单元可以智能化切换第一电源组件和第二电源组件来控制信号发射和信号接收。当使用本实施例的双电源切换系统对北斗三号车载通讯设备供电时，具体工作过程包括：
步骤S1、车载设备上电初始化。在上电初始化过程中，电池或发电机整流母线经过电源转换器为控制单元的单片机供电，控制单元初始化后，一直监测上位机是否发送指令，如果没有接到上位机的指令，控制单元的单片机一直处于查询状态，一直在等待上位机的指令信号，此时，第一电源组件和第二电源组件都没有收到控制单元的单片机的使能指令，第一电源组件和第二电源组件处于未动作状态，也没有功率消耗。
步骤S2、车载设备在实时导航或精确授时的过程中，当上位机发送实时导航或精确授时的指令后，控制单元的单片机查询到实时导航或精确授时指令后，控制单元的单片机使能第一电源组件，同时关闭第二电源组件，信号发射电路通过发射天线将信号发出去和北斗三号卫星进行通讯；第二电源组件收到控制单元的单片机关闭指令，此时第二电源组件没有输出电压，信号接收电路未工作；控制单元的单片机使能第一电源组件后，同时，监测第一电源组件的输出电压和输出电流，将监测到的输出电压和输出电流信息回传给上位机，上位机会得到第一电源组件的工作状态信息。
步骤S3、车载设备在位置报告和短文通信的过程中，当上位机发送位置报告或短文通信的指令后，控制单元的单片机查询到位置报告或短文通信指令后，控制单元的单片机使能第二电源组件，同时关闭第一电源组件，信号接收电路通过接收天线接收北斗三号卫星的位置报告和短文信息；第一电源组件收到控制单元的单片机关闭指令，此时第一电源组件没有输出电压，信号发射电路未工作；控制单元的单片机使能第二电源组件后，同时，监测第二电源组件的输出电压和输出电流，将监测到的输出电压和输出电流信息回传给上位机，上位机会得到第二电源组件的工作状态信息。
需要说明的是，北斗三号车载设备的启动待机功率约为5W，第一电源组件输出电压为28V，输出最大功率为150W，第二电源组件输出电压为20V，输出最大功率为60W。当车载设备在实时导航或精确授时时，控制单元使能第一电源组件后，控制单元单片机检测到第一电源组件的输出电压28±0.5V、输出电流在5.5A以内，控制单元判定第一电源组件工作在正常状态，如果不在上述的输出电压和输出电流范围内，控制单元认为第一电源组件工作在异常状态；同理，当车载设备在位置报告或短文通信时，控制单元使能第二电源组件后，控制单元的单片机检测到第二电源的输出电压20±0.5V、输出电流在3A以内，控制单元判定第二电源组件工作在正常状态，如果不在上述的输出电压和输出电流范围内，控制单元判定第二电源组件工作在异常状态；控制单元将第一电源组件或第二电源组件的输出电压故障或输出电流故障信息上传给上位机，用于维修人员进行检修和维护。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，当控制单元收到上位机的控制指令，需要信号发射时，控制单元发使能打开指令打开第一电源组件，同时，关闭第二电源组件；需要信号接收时，控制单元发使能打开指令打开第二电源组件，同时，关闭第一电源组件，从而实现了信号发射电路和信号接收电路的交替工作。本实施例提供的技术方案，部署简单、操作便捷，由于无需人工监控，减少了人工投入，同时避免了人工操作带来的误操作的问题、可靠性更高，用户体验度好、满意度高。
另外，可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过双电源切换系统对发射信号和接收信号的供电进行控制来实现信号发射和信号接收的切换，当发射信号电路工作时，接收信号电路不工作，同理，当接收信号电路工作时，发射信号不工作，而现有技术中手动开关切换的方式，两个电源都在工作，一个电源是带载工作，一个电源是空载工作，因此，本实施例提供的技术方案，由于只有一种状态(信号发射或信号接收)在工作，功耗更低。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种双电源切换系统，其特征在于，包括：
上位机，
第一电源组件，用于为信号发射电路供电；
第二电源组件，用于为信号接收电路供电；
控制单元，与所述上位机相连，通过使能控制所述第一电源组件和第二电源组件打开或关闭，切换所述信号发射电路和信号接收电路的工作状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
第一输出电压采样单元，和/或，第一输出电流采样单元；
所述控制单元，通过所述第一输出电压采样单元，和/或，第一输出电流采样单元检测所述第一电源组件的输出电压，和/或，输出电流。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
第二输出电压采样单元，和/或，第二输出电流采样单元；
所述控制单元，通过所述第二输出电压采样单元，和/或，第二输出电流采样单元检测所述第二电源组件的输出电压，和/或，输出电流。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一电源组件，包括：
变压器T1，
所述变压器T1的一次绕组侧设置有开关模块、使能模块、过压保护模块；
所述变压器T1二次绕组侧设置有稳压模块、滤波模块；
所述开关模块外接电源，并与所述使能模块相连；所述使能模块与所述控制单元相连，用于使能控制所述开关模块的启闭；所述过压保护模块，用于控制所述开关模块的输出电压在所述变压器T1输入电压的阈值范围内；
所述稳压模块，用于将所述变压器T1的输出电压降压为所述信号发射电路的工作电压；所述滤波模块，用于去除变压器T1输出电压中的毛刺和尖峰。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述过压保护模块，包括：
芯片IC2，其中，
芯片IC2的1号引脚通过并联的电阻R46和电容C60与2号引脚相连；3号引脚通过并联的电容C63、电阻R55、电阻R56、电阻R57接地；4号引脚通过电容C64接地，同时与三极管Q7的基极相连；三极管Q7的基极通过电容C65与芯片IC2的3号引脚相连，通过上拉电阻R51与芯片IC2的8号引脚相连；三极管Q7的发射极通过电阻R58与芯片IC2的3号引脚相连；芯片IC2的6号引脚通过电阻R52与MOS管Q5的栅极相连，MOS管Q5的栅极通过电阻R53接地，漏极与变压器T1的13号接线端相连，源极通过电阻R56接地；芯片IC2的7号引脚通过二极管D6与所述开关模块相连；芯片IC2的8号引脚通过并联的电阻R47、R48后，再通过串联的电阻R40与变压器T1的2号接线端相连。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述开关模块，包括：
外接电源正极的正端、外接电源负极的负端，及，三极管Q1、Q2，其中，
正端通过电感L2与变压器T1的2号接线端相连，同时通过电容C52接地；Q1的基极通过电阻R38、电感L2与所述正端相连，同时与Q2的集电极相连；Q1的集电极通过电感L2与所述正端相连，同时与所述使能模块的VIN端相连；Q1的发射极通过电阻R39与所述过压保护模块的二极管D6相连，同时与Q2的基极相连；Q2的发射极与所述过压保护模块的二极管D6相连，Q2的集电极通过二极管D7接地。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述使能模块，包括：
比较器IC2A和比较器IC2B，其中，
IC2A的正相输入端，通过串联的电阻R63、二极管D10与所述控制单元的使能端EN1相连，同时通过电阻R61与所述开关模块的VIN端相连，同时通过并联的电容C69、电阻R69接地；IC2A的反相输入端，与IC2B的正相输入端相连；IC2A的正相输入端与输出端之间跨接有反馈电阻R59；
IC2B的正相输入端，通过电阻R71与过压保护模块中芯片IC2的8号引脚相连，并通过并联的电容C71、电阻R74接地；IC2B的反相输入端，通过并联的电容C73、电阻R75接地；IC2B的输出端通过串联的二极管D11和D12，与U1的输出端相连，同时通过串联的二极管D11和D12及反馈电阻R76，与IC2B的反相输入端相连。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述稳压模块，包括：
MOS管Q3、Q4、Q6，其中，
Q3的栅极与变压器T1的10号接线端相连，源极接地，同时通过电阻R42与变压器T1的10号接线端相连，漏极与变压器T1的8号接线端相连；Q3的漏极和源极之间串联有电阻R41和电容C58，并输出电压V0；Q4的栅极通过电阻R45与变压器T1的8号接线端相连，同时通过电阻R44接地，漏极与变压器T1的4号接线端相连，源极接地；Q6的栅极通过并联的二极管D9和电阻R49，与变压器T1的11号接线端相连，同时通过电阻R50与变压器T1的4号接线端相连；Q6的漏极通过电容C62接地，源极与T1的4号接线端相连；
还包括：电感L1，并联的电容C54、C57、C55、C56、二极管D8，
并联后的电路与电感L1串联后，连接在MOS管Q3的漏极和源极之间，输出±28V的电压；电感L1的输入端通过二极管D5外接电源VCC，并通过电容C51接地。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述滤波模块，包括：
TVS二极管U11，其中，
U11的1号引脚与﹢28V电压输出端相连，并通过串联的电阻R62和基准电压源U12(型号为TLV431，超过2.5V就导通)接地；2号引脚通过串联的电阻R68、电容C68、C70接地；3号引脚通过并联的电容C66和电阻R60与过压保护模块中芯片IC2的2号引脚相连，并通过电阻R64接地；4号引脚与过压保护模块中芯片IC2的8号引脚相连，并通过电容C67接地；
电阻R65、R73串联后接地，串联后的电阻一端与﹢28V电压输出端相连，另一端接地；电阻R67、R72串联后接地，串联后的电阻一端与﹢28V电压输出端相连，另一端接地。
10.一种卫星车载设备，其特征在于，包括：
权利要求1～9任一项所述的双电源切换系统。
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