CN113479349B - 一种卫星用太阳帆板展开电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卫星用太阳帆板的展开电路。该电路包括蓄电池组、正线开关、正线接通状态电路、起爆开关、热刀桥丝。当卫星到达预定轨道，通过提供帆板展开信号至太阳帆板展开电路，展开电路接通帆板展开开关，使得卫星太阳帆板展开。本发明的太阳帆板展开电路简单，可靠性高，可有效避免太阳帆板展开过程中，因起爆开关开路所产生的影响，提高了卫星太阳帆板顺利展开的概率。
Description
技术领域
本发明涉及电学领域，特别涉及一种卫星用太阳帆板展开电路。
背景技术
太阳帆板在卫星能源系统中至关重要，帆板是否顺利展开决定着整颗卫星发射的成败，现有帆板展开电路缺乏对单个起爆开关开路失效，对应热刀桥丝不工作的解决措施，传统单翼帆板展开电路，热刀桥丝与起爆开关一一对应，若要规避起爆开关失效导致的帆板展开电路开路，需增加至少一倍数量起爆开关。本发明所提出此种新型帆板展开电路，可有效避免单个起爆开关失效导致的帆板展开异常，对提高帆板成功展开几率具有重要意义。
发明内容
本发明解决的技术问题是：本发明提供了卫星用太阳帆板展开电路，不需额外增加桥丝与起爆开关，即可有效规避上述问题。
本发明解决技术的方案是：一种卫星用太阳帆板展开电路，该电路包括蓄电池组、正线开关电路、起爆开关电路；正线开关电路与起爆开关电路串联连接，连接点记为级间供电端；
正线开关电路，包括M路并联的正线开关，每一路正线开关均接收外部输入的“热刀正线通”指令和“热刀正线断”指令，“热刀正线通”指令用于接通正线开关，将蓄电池的电能传递至级间供电端，为起爆开关电路提供电能；“热刀正线断”指令，用于断开正线开关，断开蓄电池与起爆开关电路，M为整数，大于等于1；
起爆开关电路，包括N路起爆开关和N根热刀桥丝，每一路起爆开关，输出两路太阳帆板控制信号，每两路起爆开关输出的太阳帆板控制信号并联连接至一根热刀桥丝，N根热刀桥丝的另一端并联连接至蓄电池热刀输入回线；接收外部输入的“帆板展开”指令和“热刀正线断”指令，“热刀帆板展开”指令用于太阳帆板对应的起爆开关，为太阳帆板提供电能；“热刀正线断”指令，用于断开级间供电端与太阳帆板。
优选地，所述热刀正线接通状态电路，由限流电阻R1，第一分压电阻R2，第二分压电阻R3，滤波电容C1以及稳压管DC1组成。
第一分压电阻R2一端连接级间供电端，另一端并联连接第二分压电阻R3与限流电阻R1；第二分压电阻R3一端连接限流电阻R1和第二分压电阻R2，另一端连接蓄电池功率地线；限流电阻R1一端连接第一分压电阻R2，另一端输出“热刀正线开关状态”用于判断热刀正线开关是否开通”；稳压管DC1负端连接限流电阻R1，正端连接蓄电池功率底线，用于限压保护，防止输出的“热刀正线开关状态”电压过压引起信号接收端异常；滤波电容C1连接稳压管DC1两端，用于滤除高频扰动。
优选地，默认状态或接收到“热刀正线通”信号之前，“热刀正线开关状态”为低电平，接收到“热刀正线通”信号之后，“热刀正线开关状态”为高电平；接收到“热刀正线断”信号后，“热刀正线开关状态”为低电平。
优选地，所述M根据星上实际所需起爆电流与所选正线开关单个开关降额后能流过的最大电流确定，计算公式如下:
M＝所需起爆电流/(所选正线开关单个开关降额后能流过的最大电流)。
优选地，所述N根据星上实际所需展开的帆板路数确定。
优选地，所述正线开关包括磁保持继电器KH1，限流电阻RX1，二极管D1、D2、D3、D4，保险丝FH1；
磁保持继电器KH1中两副开关的公共触点均与蓄电池组热刀输入正线连接，常闭触点与保险丝FH1连接，常开触点悬空；磁保持继电器KH1正激励线包正触点与后激励线包正触点通过限流电阻RX1和连接继电器线包供电电源；正激励线包负触点通过隔离二极管D3与“热刀正线通”信号连接，后激励线包负触点通过隔离二极管D4与“热刀正线断”信号连接；二极管D1与磁保持继电器KH1的正激励线包负触点连接，为正激励线包提供泄放回路；二极管D2与磁保持继电器KH1的后激励线包正负触点连接，为正激励线包提供泄放回路；二极管D1、D3正端连接正激励线包负触点；二极管D2、D4正端连接后激励线包负触点。
优选地，所述起爆开关电路包括磁保持继电器KH3，限流电阻RX3，二极管D9、D10、D11、D12；
继电器KH3常闭触点连接两路不同热刀桥丝，继电器KH3中两副开关的公共触点与保险丝FH1连接，常开触点悬空；继电器KH3的两个常闭触点分别与热刀桥丝RS1和热刀桥丝RS2连接；继电器KH3正激励线包正触点与后激励线包正触点通过限流电阻RX3和连接继电器线包供电电源，正激励线包负触点通过隔离二极管D11与“热刀正线通”信号连接，后激励线包负触点通过隔离二极管D12与“热刀正线断”信号连接，二极管D9与KH3的正激励线包正负触点连接，二极管D10与KH3的后激励线包正负触点连接；二极管D9、D11正端连接正激励线包负触点；二极管D10、D12正端连接后激励线包负触点。
优选地，电路中所用能量均由星上蓄电池组提供。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)、本发明的可有效避免单个起爆开关开路故障导致的单路热刀桥丝开路，具备简单、可靠的优点；
(2)、本发明的采用起爆开关输出并联连接热刀桥丝的方式，有效提高卫星帆板展开成功率，相比现有技术中起爆开关与热刀桥丝一一对应的方式，更加可靠，相比现有技术中增加起爆开关提高帆板展开可靠性的方式，在保证可靠性的同时，有效减少起爆开关数量，降低成本；
(3)、本发明采用两级控制实现帆板展开的方式，有效避免由于误指令导致的帆板展开电路接通，导致的帆板误动作，提高可靠性。
附图说明
图1是本发明一种卫星用太阳帆板展开电路的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种卫星用太阳帆板展开电路，该电路包括蓄电池组、正线开关电路、起爆开关电路；正线开关电路与起爆开关电路串联连接，连接点记为级间供电端；
正线开关电路，包括M路并联的正线开关，每一路正线开关均接收外部输入的“热刀正线通”指令和“热刀正线断”指令，“热刀正线通”指令用于接通正线开关，将蓄电池的电能传递至级间供电端，为起爆开关电路提供电能；“热刀正线断”指令，用于断开正线开关，断开蓄电池与起爆开关电路，M为整数，大于等于1；
起爆开关电路，包括N路起爆开关和N根热刀桥丝，每一路起爆开关，输出两路太阳帆板控制信号，每两路起爆开关输出的太阳帆板控制信号并联连接至一根热刀桥丝，N根热刀桥丝的另一端并联连接至蓄电池热刀输入回线；接收外部输入的“帆板展开”指令和“热刀正线断”指令，“热刀帆板展开”指令用于太阳帆板对应的起爆开关，为太阳帆板提供电能；“热刀正线断”指令，用于断开级间供电端与太阳帆板。
优选地，所述热刀正线接通状态电路，由限流电阻R1，第一分压电阻R2，第二分压电阻R3，滤波电容C1以及稳压管DC1组成。
第一分压电阻R2一端连接级间供电端，另一端并联连接第二分压电阻R3与限流电阻R1；第二分压电阻R3一端连接限流电阻R1和第二分压电阻R2，另一端连接蓄电池功率地线；限流电阻R1一端连接第一分压电阻R2，另一端输出“热刀正线开关状态”用于判断热刀正线开关是否开通”；稳压管DC1负端连接限流电阻R1，正端连接蓄电池功率底线，用于限压保护，防止输出的“热刀正线开关状态”电压过压引起信号接收端异常；滤波电容C1连接稳压管DC1两端，用于滤除高频扰动。
优选地，默认状态或接收到“热刀正线通”信号之前，“热刀正线开关状态”为低电平，接收到“热刀正线通”信号之后，“热刀正线开关状态”为高电平；接收到“热刀正线断”信号后，“热刀正线开关状态”为低电平。
优选地，所述M根据星上实际所需起爆电流与所选正线开关单个开关降额后能流过的最大电流确定，计算公式如下:
M＝所需起爆电流/(所选正线开关单个开关降额后能流过的最大电流)。
优选地，所述N根据星上实际所需展开的帆板路数确定。
优选地，所述正线开关包括磁保持继电器KH1，限流电阻RX1，二极管D1、D2、D3、D4，保险丝FH1；
磁保持继电器KH1中两副开关的公共触点均与蓄电池组热刀输入正线连接，常闭触点与保险丝FH1连接，常开触点悬空；磁保持继电器KH1正激励线包正触点与后激励线包正触点通过限流电阻RX1和连接继电器线包供电电源；正激励线包负触点通过隔离二极管D3与“热刀正线通”信号连接，后激励线包负触点通过隔离二极管D4与“热刀正线断”信号连接；二极管D1与磁保持继电器KH1的正激励线包负触点连接，为正激励线包提供泄放回路；二极管D2与磁保持继电器KH1的后激励线包正负触点连接，为正激励线包提供泄放回路；二极管D1、D3正端连接正激励线包负触点；二极管D2、D4正端连接后激励线包负触点。
优选地，所述起爆开关电路包括磁保持继电器KH3，限流电阻RX3，二极管D9、D10、D11、D12。
继电器KH3常闭触点连接两路不同热刀桥丝，继电器KH3中两副开关的公共触点与保险丝FH1连接，常开触点悬空；继电器KH3的两个常闭触点分别与热刀桥丝RS1和热刀桥丝RS2连接；继电器KH3正激励线包正触点与后激励线包正触点通过限流电阻RX3和连接继电器线包供电电源，正激励线包负触点通过隔离二极管D11与“热刀正线通”信号连接，后激励线包负触点通过隔离二极管D12与“热刀正线断”信号连接，二极管D9与KH3的正激励线包正负触点连接，二极管D10与KH3的后激励线包正负触点连接；二极管D9、D11正端连接正激励线包负触点；二极管D10、D12正端连接后激励线包负触点。
所述起爆开关继电器KH3默认为常开状态，继电器KH3中两副开关的公共触点和常开触点连接；正激励线包负触点接收到星务“帆板展开”信号后，所述起爆开关为常闭状态，继电器KH3中两副开关的公共触点和常闭触点连接；后激励线包负触点接收到“热刀正线断”信号后，所述起爆开关为常开状态，继电器KH3中两副开关的公共触点和常开触点连接。
优选地，展开电路行程回路，需先将正线开关KH1常闭，再将起爆开关KH3常闭，两级开关共同控制帆板展开电路；
优选地，接收到“热刀正线断”信号后，正线开关KH1及起爆开关KH3同时断开。
优选地，电路中所用能量均由星上蓄电池组提供。
实施例：
本发明提出的一种卫星用太阳帆板展开电路具体实施方式：
请参阅图1，本发明提出的卫星用太阳帆板展开电路，包括：蓄电池组、正线开关KH1、KH2、正线接通状态电路、起爆开关KH3、KH4、KH5、热刀桥丝，其中，所述帆板展开电路供电电路通过所述正线开关KH1、KH2与蓄电池组正端连接，给卫星帆板展开机构热刀桥丝提供能量。
所述磁保持继电器KH1～KH5，选用相同型号，其中触点3和触点9对应继电器两副开关公共触点；触点1和7对用继电器常开触点；触点4和10对应继电器常闭触点；触点6对应继电器正激励线包正触点；触点8对应继电器后激励箱包正触点；触点5对应继电器正激励线包负触点；触点2对应继电器后激励线包负触点。
请参阅图1，所述正线开关KH1、KH2为磁保持继电器，KH1、KH2的触点3和9与蓄电池正端连接，触点4和10与保险丝FH1、FH2、FH3连接，触点6和8通过限流电阻RX1、RX2与控制器内部28V连接作为继电器线包供电电源，触点5与“热刀正线通”信号连接，触点2与“热刀正线断”信号连接，所述正线开关默认为断开状态，触点3和1连接，触点9和7连接；接收到“热刀正线通”信号后，所述正线开关为接通状态，触点3和4连接，触点9和10连接；接收到“热刀正线断”信号后，所述正线开关为断开状态，触点3和1连接，触点9和7连接。
请继续参阅图1，所述热刀正线接通状态电路，由限流电阻R1，第一分压电阻R2，第二分压电阻R3，滤波电容C1以及稳压管DC1组成。
第一分压电阻R2一端连接级间供电端，另一端并联连接第二分压电阻R3与限流电阻R1；第二分压电阻R3一端连接限流电阻R1和第二分压电阻R2，另一端连接蓄电池功率地线；限流电阻R1一端连接第一分压电阻R2，另一端输出“热刀正线开关状态”用于判断热刀正线开关是否开通”；稳压管DC1负端连接限流电阻R1，正端连接蓄电池功率底线，用于限压保护，防止输出的“热刀正线开关状态”电压过压引起信号接收端异常；滤波电容C1连接稳压管DC1两端，用于滤除高频扰动。
默认“热刀正线开关状态”为低电平，接收到“热刀正线通”信号后，“热刀正线开关状态”为高电平；接收到“热刀正线断”信号后，“热刀正线开关状态”为低电平。；
请继续参阅图1，所述起爆开关KH3、KH4、KH5为磁保持继电器，KH3触点3和9与保险丝FH1连接，触点10与热刀桥丝RQ1连接，触点4与热刀桥丝RQ2连接，触点6和8通过限流电阻RX3与控制器内部28V连接作为继电器线包供电电源，触点5通过隔离二极管D11与“帆板展开”信号连接,触点2通过隔离二极管D12与“热刀正线断”信号连接；KH4触点3和9与保险丝FH2连接，触点10与热刀桥丝RQ2连接，触点4与热刀桥丝RQ3连接，触点6和8通过限流电阻RX4与控制器内部28V连接作为继电器线包供电电源，触点5通过隔离二极管D15与“帆板展开”信号连接,触点2通过隔离二极管D16与“热刀正线断”信号连接；KH5触点3和9与保险丝FH3连接，触点10与热刀桥丝3连接，触点4与热刀桥丝1连接，触点6和8通过限流电阻RX5与控制器内部28V连接作为继电器线包供电电源，触点5通过隔离二极管D19与“帆板展开”信号连接,触点2通过隔离二极管D20与“热刀正线断”信号连接；所述起爆开关默认为断开状态，触点3和1连接，触点9和7连接；接收到“帆板展开”信号后，所述起爆开关为接通状态，触点3和4连接，触点9和10连接；接收到“热刀正线断”信号后，所述起爆开关为断开状态，触点3和1连接，触点9和7连接；
请继续参阅图1，所述热刀桥丝RQ1一端与起爆开关KH3触点10和KH5触点4连接，另一端与蓄电池热刀输入回线连接；所述热刀桥丝RQ2一端与起爆开关KH4触点10和KH3触点4连接，另一端与蓄电池热刀输入回线连接；所述热刀桥丝RQ3一端与起爆开关KH5触点10和KH4触点4连接，另一端与蓄电池热刀输入回线连接；
请继续参阅图1，所述卫星用太阳帆板展开电路由蓄电池组、正线开关、正线接通状态电路、起爆开关、热刀桥丝组成，接收到“热刀正线通”信号后，将正线开关KH1、KH2接通，KH1、KH2触点由3和1连接、9和7连接变为3和4连接、9和10连接；接收到“帆板展开”信号后，将3路起爆开关KH3、KH4、KH5接通，KH3、KH4、KH5触点由3和1连接、9和7连接变为3和4连接、9和10连接；从而达到展开卫星太阳帆板的目的；
进一步，默认状态或接收到主星“热刀正线断”信号后，正线开关为断开状态，KH1、KH2触点3和1连接、9和7连接；接收到主星“热刀正线通”信号后，正线开关为接通状态,KH1、KH2触点3和4连接、9和10连接；
进一步，默认状态或接收到主星“热刀正线通”前，热刀正线开关状态为低电平，接收到主星“热刀正线通”信号后，热刀正线开关状态为高电平；
进一步，默认状态或接收到主星“热刀正线断”信号后，正线开关与起爆开关同时断开状态，KH1、KH2、KH3、KH4、KH5触点3和1连接、9和7连接；接收到主星“帆板展开”信号后，起爆开关为接通状态，触点3和4连接、9和10连接；
进一步，起爆开关输出触点并联连接3路热刀桥丝，起爆开关KH3触点10与热刀桥丝RQ1连接，触点4与热刀桥丝RQ2连接；起爆开关KH4触点10与热刀桥丝RQ2连接，触点4与热刀桥丝RQ3连接；起爆开关KH5触点10与热刀桥丝RQ3连接，触点4与热刀桥丝RQ1连接，此接法可保证在单个起爆开关失效后，仍能有效接通3路热刀桥丝，避免因起爆开关失效导致的帆板展开失败。
进一步，展开电路供电由正线开关KH1、KH2及起爆开关KH3、KH4、KH5共同控制。
进一步，电路中所用能量均由星上蓄电池组提供。
本发明的有益效果是，发明一种简单、可靠的有效避免单路起爆开关失效的太阳帆板展开电路及方法。
唯上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故举凡数值的变更或等效组件的置换，或依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，都应仍属本发明专利涵盖的范畴。
Claims (8)
1.一种卫星用太阳帆板展开电路，其特征在于包括蓄电池组、正线开关电路、起爆开关电路；正线开关电路与起爆开关电路串联连接，连接点记为级间供电端；
正线开关电路，包括M路并联的正线开关，每一路正线开关均接收外部输入的“热刀正线通”指令和“热刀正线断”指令，“热刀正线通”指令用于接通正线开关，将蓄电池的电能传递至级间供电端，为起爆开关电路提供电能；“热刀正线断”指令，用于断开正线开关，断开蓄电池与起爆开关电路，M为整数，大于等于1；
起爆开关电路，包括N路起爆开关和N根热刀桥丝，每一路起爆开关，输出两路太阳帆板控制信号，每两路起爆开关输出的太阳帆板控制信号并联连接至一根热刀桥丝，N根热刀桥丝的另一端并联连接至蓄电池热刀输入回线；接收外部输入的“帆板展开”指令和“热刀正线断”指令，“热刀帆板展开”指令用于太阳帆板对应的起爆开关，为太阳帆板提供电能；“热刀正线断”指令，用于断开级间供电端与太阳帆板。
2.根据权利要求1所述的一种卫星用太阳帆板展开电路，其特征在于还包括正线接通状态电路，热刀正线接通状态电路，由限流电阻R1，第一分压电阻R2，第二分压电阻R3，滤波电容C1以及稳压管DC1组成；
第一分压电阻R2一端连接级间供电端，另一端并联连接第二分压电阻R3与限流电阻R1；第二分压电阻R3一端连接限流电阻R1和第二分压电阻R2，另一端连接蓄电池功率地线；限流电阻R1一端连接第一分压电阻R2，另一端输出“热刀正线开关状态”用于判断热刀正线开关是否开通”；稳压管DC1负端连接限流电阻R1，正端连接蓄电池功率底线，用于限压保护，防止输出的“热刀正线开关状态”电压过压引起信号接收端异常；滤波电容C1连接稳压管DC1两端，用于滤除高频扰动。
3.根据权利要求2所述的一种卫星用太阳帆板展开电路，其特征在于，默认状态或接收到“热刀正线通”信号之前，“热刀正线开关状态”为低电平，接收到“热刀正线通”信号之后，“热刀正线开关状态”为高电平；接收到“热刀正线断”信号后，“热刀正线开关状态”为低电平。
4.根据权利要求1所述的一种卫星用太阳帆板展开电路，其特征在于所述M根据星上实际所需起爆电流与所选正线开关单个开关降额后能流过的最大电流确定，计算公式如下：
M＝所需起爆电流/(所选正线开关单个开关降额后能流过的最大电流)。
5.根据权利要求1所述的一种卫星用太阳帆板展开电路，其特征在于所述N根据星上实际所需展开的帆板路数确定。
6.根据权利要求1所述的一种卫星用太阳帆板展开电路，其特征在于所述正线开关包括磁保持继电器KH1，限流电阻RX1，二极管D1、D2、D3、D4，保险丝FH1；
磁保持继电器KH1中两副开关的公共触点均与蓄电池组热刀输入正线连接，常闭触点与保险丝FH1连接，常开触点悬空；磁保持继电器KH1正激励线包正触点与后激励线包正触点通过限流电阻RX1连接继电器线包供电电源；正激励线包负触点通过隔离二极管D3与“热刀正线通”信号连接，后激励线包负触点通过隔离二极管D4与“热刀正线断”信号连接；二极管D1与磁保持继电器KH1的正激励线包负触点连接，为正激励线包提供泄放回路；二极管D2与磁保持继电器KH1的后激励线包正负触点连接，为正激励线包提供泄放回路；二极管D1、D3正端连接正激励线包负触点；二极管D2、D4正端连接后激励线包负触点。
7.根据权利要求1所述的一种卫星用太阳帆板展开电路，其特征在于所述起爆开关电路包括磁保持继电器KH3，限流电阻RX3，二极管D9、D10、D11、D12；
继电器KH3常闭触点连接两路不同热刀桥丝，继电器KH3中两副开关的公共触点与保险丝FH1连接，常开触点悬空；继电器KH3的两个常闭触点分别与热刀桥丝RS1和热刀桥丝RS2连接；继电器KH3正激励线包正触点与后激励线包正触点通过限流电阻RX3连接继电器线包供电电源，正激励线包负触点通过隔离二极管D11与“热刀正线通”信号连接，后激励线包负触点通过隔离二极管D12与“热刀正线断”信号连接，二极管D9与KH3的正激励线包正负触点连接，二极管D10与KH3的后激励线包正负触点连接；二极管D9、D11正端连接正激励线包负触点；二极管D10、D12正端连接后激励线包负触点。
8.根据权利要求1所述的一种卫星用太阳帆板展开电路，其特征在于电路中所用能量均由星上蓄电池组提供。
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