CN113022896A - 热刀解锁驱动电路装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种热刀解锁驱动电路装置，包括：加电开关电路、锁存驱动电路以及遥测保护电路；所述加电开关电路与锁存驱动电路相连；所述锁存驱动电路与遥测保护电路相连；所述加电开关电路包括：磁保持继电器；所述锁存驱动电路包括：磁保持继电器、MOS管；所述磁保持继电器与MOS管相连。本发明采用蓄电池为热刀供电，电路简单、可靠，适用于各类卫星的热刀控制解锁。

Description

热刀解锁驱动电路装置
技术领域
本发明涉及航天器用解锁装置驱动与控制电路技术领域，具体地，涉及一种热刀解锁驱动电路装置。
背景技术
航天领域，航天器上对力学冲击敏感的部位，需要使用热刀解锁装置完成相应的航天器展开机构解锁。为确保展开机构的可靠解锁，需要对热刀解锁过程的加电时间进行控制，根据解锁用母线电压、热刀负载阻抗确定解锁加电时间，解锁电路需要根据解锁时间要求对80ms的解锁指令进行展宽，展宽时间通过硬件延时方式实现，硬件延时参数离散性大、时间控制的一致性差，导致热刀解锁电路通用性不强。根据此缺陷，本发明提出一种采用磁保持继电器锁存后驱动MOS管的热刀解锁驱动方案，由计算机精确控制继电器的接通指令与断开指令时间间隔，在实现热刀解锁加电时间精确控制的同时，实现驱动电路的通用化设计，提高了航天器热刀解锁的可靠性与控制的灵活性。
专利文献CN107294166A提供了一种星箭分离热刀解锁系统与方法，该发明通过超级电容提供瞬时的大功率放电,解除了对运载能源的依赖，使得热刀解锁的技术状态稳定，且能够形成标准化模块，可以适应不同的运载。该星箭分离热刀解锁系统主要包括超级电容模块、漏电补偿模块和开关继电器。适用于微小卫星的分离解锁控制。该专利在结构和技术性能上仍然有待提高的空间。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种热刀解锁驱动电路装置。
根据本发明提供的一种一种热刀解锁驱动电路，包括：加电开关电路、锁存驱动电路以及遥测保护电路；所述加电开关电路与锁存驱动电路相连；所述锁存驱动电路与遥测保护电路相连；所述加电开关电路包括：磁保持继电器；所述锁存驱动电路包括：磁保持继电器、MOS管；所述磁保持继电器与MOS管相连。
优选地，所述磁保持继电器的数量为两个。
优选地，所述加电开关电路包括：继电器K1、继电器K2；
所述继电器K1与继电器K2采用同型号的磁保持继电器；
所述继电器K1作为热刀供电正母线总开关；
继电器K2作为热刀供电负线总开关。
优选地，所述锁存驱动电路包括：电阻R1、电阻R2、MOS管Q1以及继电器K3；
所述电阻R1、电阻R2与MOS管Q1的栅极相连；
所述继电器K3与电阻R2相连。
优选地，所述锁存驱动电路还包括：电阻R3、电阻R4、MOS管Q2以及继电器K4；
所述电阻R3、电阻R4与MOS管Q2的栅极相连；
所述继电器K4与电阻R3相连。
优选地，所述遥测保护电路包括：电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、稳压管V1；
所述电阻R5与MOS管Q1的漏极相连；
所述电阻R6与MOS管Q2的漏极相连；
所述电阻R7与电阻R8串联；
所述电阻R8与稳压管V1并联；
所述电阻R7与MOS管Q1的漏极相连。
优选地，所述遥测保护电路还包括：熔断器F1、熔断器F2；
所述电阻R8与MOS管Q2的漏极相连；
所述熔断器F1、熔断器F2与MOS管Q1的漏极相连。
优选地，所述继电器K3、继电器K4采用型号相同的小型磁保持继电器；
所述继电器K3、继电器K4同时接通或断开；
所述继电器K3驱动MOS管Q1；
所述继电器K4驱动MOS管Q2。
优选地，所述MOS管Q1采用P型MOSFET，MOS管Q2采用N型MOSFET。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明采用蓄电池为热刀供电，电路简单、可靠，适用于各类卫星的热刀控制解锁；
2、本发明能够解决热刀解锁电路硬件延时控制参数离散性大、一致性差、通用性差的问题；
3、本发明结构合理，使用方便，能够克服现有技术的缺陷。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的一种热刀解锁驱动电路示意图。
图2为本发明实施例中的一种热刀解锁驱动电路工作波形示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
一种热刀解锁驱动电路，包括加电开关电路、锁存与驱动电路、遥测与保护电路。所述加电开关电路，由两只磁保持继电器组成，实现热刀供电母线的正线与负线加电总开关控制。所述锁存与驱动电路，由磁保持继电器与MOS管组成组成，通过磁保持保持继电器对控制指令进行锁存，驱动MOS管为热刀负载加电。所述遥测与保护电路，是由稳压管、电阻和熔断器组成，提供热刀供电保护与状态遥测。
优选地，所述开关电路包括继电器K1和继电器K2，继电器K1与继电器K2为同型号的磁保持继电器，其中继电器K1作为热刀供电正母线总开关；继电器K2作为热刀供电负线总开关。
优选地，所述锁存与驱动电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、MOS管Q1、MOS管Q2、继电器K3、继电器K4；其中，所述电阻R1、电阻R2与MOS管Q1的栅极相连，所述继电器K3与电阻R2相连，所述电阻R3、电阻R4与MOS管Q2的栅极相连，所述继电器K4与电阻R3相连。
优选地，所述遥测与保护电路，包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、稳压管V1、熔断器F1、熔断器F2；其中，所述电阻R5与MOS管Q1的漏极相连、电阻R6与MOS管Q2的漏极相连，所述电阻R7与电阻R8串联、电阻R8与稳压管V1并联、电阻R7与MOS管Q1的漏极相连、电阻R8与MOS管Q2的漏极相连，所述熔断器F1、熔断器F2与MOS管Q1的漏极相连。
优选地，所述继电器K3、继电器K4是型号相同的小型磁保持继电器，继电器K3、继电器K4同时接通或断开，继电器K3驱动MOS管Q1，继电器K4驱动MOS管Q2。
优选地，所述MOS管Q1是P型MOSFET，MOS管Q2是N型MOSFET。本发明的积极进步效果在于：本发明解决了航天器热刀解锁驱动时间灵活控制问题，提高了热刀解锁加电时间控制精度，确保航天器热刀解锁装置的可靠解锁。
具体地，在一个实施例中，如图1所示，一种热刀解锁驱动电路包括三者相互连接的加电开关电路、锁存与驱动电路、遥测与保护电路。所述开关电路包括继电器K1和继电器K2；所述锁存与驱动电路，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、MOS管Q1、MOS管Q2、继电器K3、继电器K4；所述遥测与保护电路，包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、稳压管V1、熔断器F1、熔断器F2。
继电器K1与继电器K2采用型号相同的磁保持继电器，继电器K1控制热刀供电正母线的接通与断开；继电器K2控制热刀供电的负母线接通或断开，继电器动作过程负载电流为零，继电器驱动电流不小于5A。
继电器K3、继电器K4采用相同型号的磁保持继电器，额定电流1A，通过OC门指令控制继电器K3、K4同时开关，如图2，通过指令间隔控制热刀加电时间。
MOS管Q1选用P型MOSFET，MOS管Q2选用N型MOSFET。
电阻R1与电阻R2分压驱动MOS管Q1，继电器K3接通时，MOS管栅极电压为10～12V，确保MOS管Q1的饱和导通。
电阻R3与电阻R4分压驱动MOS管Q2，继电器K4接通时，MOS管栅极电压为10～12V，确保MOS管Q2的饱和导通。
电阻R5与MOS管Q1漏极相连、电阻R6与MOS管Q2漏极相连，电阻值为51kΩ，防止MOS管引脚悬空，作为MOS管引脚静电释放通道。
电阻R7与电阻R8串联、电阻R8与稳压管V1并联，构成热刀解锁电压遥测电路，遥测输出电压0～5V。
熔断器F1、熔断器F2与MOS管Q1的漏极相连，如采用5A熔断器，满足热刀供电降额要求，同时保护热刀供电母线安全。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种热刀解锁驱动电路装置，其特征在于，包括：加电开关电路、锁存驱动电路以及遥测保护电路；
所述加电开关电路与锁存驱动电路相连；
所述锁存驱动电路与遥测保护电路相连；
所述加电开关电路包括：磁保持继电器；
所述锁存驱动电路包括：磁保持继电器、MOS管；
所述磁保持继电器与MOS管相连。
2.根据权利要求1所述的热刀解锁驱动电路装置，其特征在于，所述磁保持继电器的数量为两个。
3.根据权利要求1所述的热刀解锁驱动电路装置，其特征在于，所述加电开关电路包括：继电器K1、继电器K2；
所述继电器K1与继电器K2采用同型号的磁保持继电器；
所述继电器K1作为热刀供电正母线总开关；
继电器K2作为热刀供电负线总开关。
4.根据权利要求1所述的热刀解锁驱动电路装置，其特征在于，所述锁存驱动电路包括：电阻R1、电阻R2、MOS管Q1以及继电器K3；
所述电阻R1、电阻R2与MOS管Q1的栅极相连；
所述继电器K3与电阻R2相连。
5.根据权利要求4所述的热刀解锁驱动电路装置，其特征在于，所述锁存驱动电路还包括：电阻R3、电阻R4、MOS管Q2以及继电器K4；
所述电阻R3、电阻R4与MOS管Q2的栅极相连；
所述继电器K4与电阻R3相连。
6.根据权利要求5所述的热刀解锁驱动电路装置，其特征在于，所述遥测保护电路包括：电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、稳压管V1；
所述电阻R5与MOS管Q1的漏极相连；
所述电阻R6与MOS管Q2的漏极相连；
所述电阻R7与电阻R8串联；
所述电阻R8与稳压管V1并联；
所述电阻R7与MOS管Q1的漏极相连。
7.根据权利要求6所述的热刀解锁驱动电路装置，其特征在于，所述遥测保护电路还包括：熔断器F1、熔断器F2；
所述电阻R8与MOS管Q2的漏极相连；
所述熔断器F1、熔断器F2与MOS管Q1的漏极相连。
8.根据权利要求5所述的热刀解锁驱动电路装置，其特征在于，所述继电器K3、继电器K4采用型号相同的磁保持继电器；
所述继电器K3、继电器K4同时接通或者断开；
所述继电器K3驱动MOS管Q1；
所述继电器K4驱动MOS管Q2。
9.根据权利要求5所述的热刀解锁驱动电路装置，其特征在于，所述MOS管Q1采用P型MOSFET，MOS管Q2采用N型MOSFET。
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