CN208767814U - 电推力器驱动电路及脉冲式电推力器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种电推力器驱动电路及脉冲式电推力器，该电路包括主控制器、主放电储能电容、主放电储能电容充电电路及充/放电监测电路。主控制器与星载上位机通讯连接，在接收到星载上位机输出的开/关机控制指令时，输出相应的控制信号；主放电储能电容充电电路在接收到储能控制信号时，将自星载直流母线输出的直流电转换成高压直流电后输出至主放电储能电容；充/放电监测电路监测主放电储能电容的放电状态，并输出相应的电压反馈信号；主控制器还用于在接收到电压反馈信号时，输出相应的运行状况信号至星载上位机。本实用新型可以减少推进器待机时的电能消耗，以及监测主放电储能电容的充/放电工作状态，完成对推力器工作状态监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及电推力器技术领域，特别涉及一种电推力器驱动电路及脉冲式电推力器。
背景技术
固体烧蚀脉冲式电推力器是利用电容等储能装置脉冲放电产生电弧，在电弧作用下推力器工质烧蚀电离，烧蚀电离产物在放电通道中受到洛伦兹力及气动力加速喷出而产生推力的推力器。其中一种典型推力器——脉冲等离子体推力器(Pulsed PlasmaThruster，PPT)已被广泛应用于微小卫星，用于微小卫星轨道保持、星座站点保持、阻力补偿等飞行任务。
目前，利用卫星遥测控制系统在星轨运行期间，跟踪测量卫星飞行轨道、监视卫星及星上设备工作状态，向卫星发送遥控信号，是对卫星进行全过程及长期在轨管理的重要手段。通过遥测控制系统定期更新电推进系统工作计划，从而部分实现了电推力器星上的工作自主。然而，要提高星上电推进系统自主姿轨控制能力，首要的是如何实现控制推力器开关机及实时监控推力器运行情况，控制调整推力器工作状态，以完成卫星轨道、姿态调整及卫星异常状态处置等管理测控工作。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种电推力器驱动电路及脉冲式电推力器，旨在实现推力器工作状态监测。
为实现上述目的，本实用新型提出一种电推力器驱动电路，所述电推力器驱动电路包括主控制器、主放电储能电容、主放电储能电容充电电路及充/放电监测电路，所述主控制器的信号传输端与星载上位机连接，所述主控制器的输出端与所述主放电储能电容充电电路的受控端连接；所述主放电储能电容充电电路的输入端与星载直流母线连接，所述主放电储能电容充电电路的输出端与所述主放电储能电容连接，所述充/放电监测电路的监测端与所述主放电储能电容充电电路的监测信号输出端连接，所述充/放电监测电路的输出端与所述主控制器的信号输入端连接；其中，
所述主控制器，用于与所述星载上位机通讯连接，并在接收到所述星载上位机输出的开/关机控制指令时，输出相应的控制信号；所述控制信号包括储能控制信号；
所述主放电储能电容充电电路，用于在接收到所述储能控制信号时，将自所述星载直流母线输出的直流电转换成高压直流电后输出至所述主放电储能电容；
所述充/放电监测电路，用于监测所述主放电储能电容充电电路的输出电流，并输出相应的电压反馈信号；
所述主控制器，还用于在接收到所述电压反馈信号时，输出相应的运行状况信号至所述星载上位机。
可选地，电推力器驱动电路还包括点火电源电路、点火启动电路、点火控制电路及火花塞，所述点火电源电路的受控端和所述点火控制电路的受控端分别与所述主控制器连接，所述点火电源电路的输入端与所述星载直流母线连接，所述点火电源电路的输出端与所述点火启动电路连接；所述点火控制电路的输出端与所述点火启动电路的受控端连接；所述点火启动电路的输出端与所述火花塞连接；其中，
所述点火电源电路，用于在接收到所述主控制器输出相应的储能控制信号时，将自所述星载直流母线输出的直流电源进行电源转换后输出至所述点火启动电路，以供所述点火电路进行电能存储；
所述主控制器，还用于在接收到所述星载上位机输出的开机(工作)控制指令时，输出点火控制信号，以驱动点火控制电路驱动所述点火启动电路工作，并将存储的电能输出至所述火花塞。
可选地，所述点火启动电路包括限流电阻、储能元件、点火开关及泄放电阻，所述限流电阻的第一端为所述点火启动电路的输入端，所述限流电阻的第二端分别与所述储能元件的第一端及所述点火开关的输入端连接，所述储能元件的第二端接地，所述点火开关的输出端为所述点火启动电路的输出端，所述点火开关的受控端为所述点火启动电路的受控端；所述泄放电阻并联设置于所述储能元件的两端。
可选地，所述电推力器驱动电路还包括第一隔离电路及第二隔离电路，所述第一隔离电路串联设置于所述主控制器与所述点火电源电路之间，所述第二隔离电路串联设置于所述主控制器与所述点火控制电路之间；其中，
所述第一隔离电路用于将接收到的所述储能控制信号，经隔离之后输出至所述点火电源电路；所述第二隔离电路用于将接收到的所述点火控制信号，经隔离之后输出至所述点火控制电路。
可选地，所述充/放电监测电路包括单向导通元件、第一电阻及第一电容，所述单向导通元件的输入端为所述充/放电监测电路的输入端，所述单向导通元件的输出端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端为所述充/放电监测电路的输出端，并与所述第一电容的第一端连接；所述第一电容的第二端接地。
可选地，所述主放电储能电容充电电路包括变压器、整流滤波电路、PWM控制器电路，所述变压器初级线圈的第一端为所述主放电储能电容充电电路的输入端，所述变压器初级线圈的第二端与所述PWM控制器电路的输出端连接；所述PWM控制器电路的受控端为所述主放电储能电容充电电路的受控端，所述变压器次级线圈的两端与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的输出端为所述主放电储能电容充电电路的输出端。
可选地，所述电推力器驱动电路还包括第三隔离电路，所述隔离电路串联设置于所述主控制器与所述主放电储能电容充电电路之间，所述隔离电路用于将接收到的所述储能控制信号，经隔离之后输出至所述主放电储能电容充电电路。
可选地，所述电推力器驱动电路还包括CAN接口电路，所述CAN接口电路串联设置于所述与所述主控制器之间，以实现所述主控制器与所述星载上位机通讯连接。
可选地，所述电推力器驱动电路还包括供电电源，所述供电电源与所述主控制器连接，以为所述主控制器提供工作电压。
本实用新型还提出一种脉冲式电推力器，包括星载上位机及如上所述的电推力器驱动电路；所述星载上位机及星载母线电源与所述电推力器驱动电路电连接；其中，所述电推力器驱动电路包括主控制器、主放电储能电容、主放电储能电容充电电路及充/放电监测电路，所述主控制器的信号传输端与星载上位机连接，所述主控制器的输出端与所述主放电储能电容充电电路的受控端连接；所述主放电储能电容充电电路的输入端与星载直流母线连接，所述主放电储能电容充电电路的输出端与所述主放电储能电容连接，所述充/放电监测电路的监测端与所述主放电储能电容充电电路的监测信号输出端连接，所述充/放电监测电路的输出端与所述主控制器的信号输入端连接；其中，所述主控制器，用于与所述星载上位机通讯连接，并在接收到所述星载上位机输出的开/关机控制指令时，输出相应的控制信号；所述控制信号包括储能控制信号；所述主放电储能电容充电电路，用于在接收到所述储能控制信号时，将自所述星载直流母线输出的直流电转换成高压直流电后输出至所述主放电储能电容；所述充/放电监测电路，用于监测所述主放电储能电容充电电路的输出电流，并输出相应的电压反馈信号；所述主控制器，还用于在接收到所述电压反馈信号时，输出相应的运行状况信号至所述星载上位机。
本实用新型通过设置主控制器，并与所述星载上位机通讯连接，以在接收到所述星载上位机输出的开/关机控制指令时，输出相应的控制信号，以在主放电储能电容充电电路接收到控制信号为储能控制信号时，将自所述星载直流母线输出的直流电转换成高压直流电后输出至所述主放电储能电容，完成主放电储能电容的储能工作。主控制器在接收到上位机输出关机指令时，则控制主放电储能电容充电电路停止给主放电储能电容进行充电，同时还控制电推力器驱动电路中其他电路模块断电。本实用新型通过主控制器来控制推进器驱动电路的电能开/关，有利于减少推进器待机时的电能消耗，从而提高星载电源的续航能力。通过设置充/放电监测电路，以监测所述主放电储能电容充电电路的输出电流，并输出相应的电压反馈信号并输出至主控制器，从而在接收到所述电压反馈信号时，输出相应的推力器运行状况信号至所述星载上位机。本实用新型实现了对主放电储能电容的充/放电工作状态监测，进而完成对推力器工作状态监测。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型电推力器驱动电路应用脉冲式电推力器中一实施例的功能模块示意图；
图2为图1中电推力器驱动电路一实施例的电路结构示意图；
图3为图1中电推力器驱动电路另一实施例的电路结构示意图；
图4为图1中电推力器驱动电路又一实施例的电路结构示意图；
图5为图1中电推力器驱动电路再一实施例的电路结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 10 | 主控制器 | 70 | 第二隔离电路 |
| 20 | 主放电储能电容 | 80 | 第三隔离电路 |
| 30 | 主放电储能电容充电电路 | 90 | 供电电源 |
| 40 | 充/放电监测电路 | 100 | 星载上位机 |
| 51 | 点火电路 | D41 | 单向导通元件 |
| 52 | 火花塞 | R41 | 第一电阻 |
| 511 | 点火电源电路 | C41 | 第一电容 |
| 512 | 点火启动电路 | T1 | 变压器 |
| 513 | 点火控制电路 | R52 | 泄放电阻 |
| 31 | 整流滤波电路 | R51 | 限流电阻 |
| 32 | PWM控制器电路 | C51 | 储能元件 |
| 60 | 第一隔离电路 | J1 | CAN接口电路 |
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种电推力器驱动电路，应用于脉冲式电推力器。
参照图1，在本实用新型一实施例中，该电推力器驱动电路包括主控制器10、主放电储能电容20、主放电储能电容充电电路30及充/放电监测电路40，所述主控制器10的信号传输端经CAN接口电路J1与星载上位机100连接，所述主控制器10的输出端与所述主放电储能电容充电电路30的受控端连接；所述主放电储能电容充电电路30的输入端与星载直流母线连接，所述主放电储能电容充电电路30的输出端与所述主放电储能电容20连接，所述充/放电监测电路40的监测端与所述主放电储能电容充电电路30的监测信号输出端连接，所述充/放电监测电路40的输出端与所述主控制器10的信号输入端连接；其中，
所述主控制器10，用于与所述星载上位机100通讯连接，并在接收到所述星载上位机100输出的开机控制指令时，输出相应的控制信号；所述控制信号包括储能控制信号；
所述主放电储能电容充电电路30，用于在接收到所述储能控制信号时，将自所述星载直流母线输出的直流电转换成高压直流电后输出至所述主放电储能电容20；
所述充/放电监测电路40，用于监测所述主放电储能电容充电电路30的输出电流，并输出相应的电压反馈信号；
所述主控制器10，还用于在接收到所述电压反馈信号时，输出相应的运行状况信号至所述星载上位机100。
本实施例中，主控制器10可以是单片机、DSP及FPGA等微处理器，本领域的技术人员能够通过在主控制器10中集成一些硬件电路和软件程序或算法，来实现与星载上位机100进行通讯，例如集成有用于分析比较接收到的控制指令号的软件算法程序，以及用于解析控制指令的解码器及其他算法程序。通过运行或执行存储在主控制器10存储器内的软件程序和/或模块，并调用存储在存储器内的数据，对该接收到的控制指令进行比较、分析等处理，以在接收到上位机输出的开机/关机指令时，输出相应的控制信号至电推力器驱动电路的各电路模块。例如在接收到开机指令时，主控制器10输出储能控制信号至主放电储能电容充电电路30，以控制主放电储能电容充电电路30工作，从而给主放电储能电容20供电，具体为将接入的星载直流母线输入的低压直流电源转为高压直流脉冲电输出至主放电储能电容20，以使主放电储能电容20进行储能。其中，主放电储能电容20的容量及充电电压可以根据推力器应用指标要求进行设定，在此不做限制。在接收到上位机输出的关机指令时，主控制器10则控制主放电储能电容充电电路30停止给主放电储能电容20进行充电，同时还控制电推力器驱动电路中其他电路模块断电。通过主控制器10来控制推进器驱动电路的电能开/关，有利于减少推进器待机时的电能消耗，从而提高星载电源的续航能力。
可以理解的是，主放电储能电容充电电路30一般具有PWM控制器电路，以及开关管，例如MOS管、IGBT等功率开关管，并且在PWM控制器电路上，一般设置有电流反馈电路，可以根据电压反馈信号来监测充电电压，以调整稳定输出充电电压。
在一些实施例中，电推力器驱动电路还包括点火电路51及火花塞52，点火电路51中具有储能元件C51，例如电容，以及开关电路。点火电路51基于主控制器10的控制，并在接收到主控制器10的储能控制信号时，对储能元件C51进行储能，以及在接收到点火控制信号时，输出脉冲触发信号以触发点火电路51中的电子开关开启/关断，并释放储能元件C51中存储的电能，以击穿火花塞52两电极间空气，产生电火花，通过火花塞52引弧的作用下，诱导主放电储能电容20进行放电。
电推力器驱动电路还可以包括电压监测电路、温度监测电路、功率监测电路等对推力器进行工作状态监测的电路，并通过这些监测电路将监测的信号输出至主控制器10，完成对电推力器的智能监控。
主放电储能电容20放电时，卡设在与主放电储能电容20并联的导电阳极和导电阴极之间的工质烧蚀端面形成放电电弧，在放电电弧的作用下，卡设在导电阳极和导电阴极之间固体工质烧蚀电离，其产物在洛伦兹力和气动力的共同作用下加速喷出，进而产生推力。随后，主放电储能电容20在放电完成后，再通过储能充电电路进行充电，循环进行充/放电的动作。可以理解的是，上述点火电路51的脉冲触发信号频率可以调节，例如可以设置为1Hz，2Hz或者3Hz。
在上述主放电储能电容20充/放电的过程中，可以通过监测主放电储能电容充电电路30中，PWM控制器电路32的功率开关管输出端，也即主放电储能电容充电电路30的监测信号输出端输出的电流对主放电储能电容20充/放电进行监测，并将电流监测信号输出至主控制器10，以使主控制器10将接收到的监测信号进行处理。并通过集成在主控制器10内部的比较器、预算放大器、滤波器等硬件电路模块，以及软件算法程序将该电流监测信号的数值与预设电流阈值进行比较，从而确定推力器充/放电工作状态，完成对推力器工作状态监测。例如在监测到电流监测信号大于预设阈值时，则表征主放电储能电容20正常充/放电，反之则工作异常。
本实用新型通过设置所述主控制器10，并与所述星载上位机100通讯连接，以在接收到所述星载上位机100输出的开/关机控制指令时，并输出相应的控制信号，以在主放电储能电容充电电路30接收到控制信号为储能控制信号时，将自所述星载直流母线输出的直流电转换成高压直流电后输出至所述主放电储能电容20，完成主放电储能电容20的储能工作。同时还通过充/放电监测电路40，以监测所述主放电储能电容20的充放电工作状态，并输出相应的电压反馈信号并输出至主控制器10，从而在接收到所述电压反馈信号时，输出相应的运行状况信号至所述星载上位机100。主控制器10在接收到上位机输出关机指令时，则控制主放电储能电容充电电路30停止给主放电储能电容20进行充电，同时还控制电推力器驱动电路中其他电路模块停止充电。本实用新型通过主控制器10来控制推进器驱动电路的电能开/关，有利于减少推进器待机时的电能消耗，从而提高星载电源的续航能力。本实用新型通过设置充/放电监测电路40，以监测所述主放电储能电容充电电路30的输出电流，并输出相应的电压反馈信号并输出至主控制器10，从而在接收到所述电压反馈信号时，输出相应的推力器运行状况信号至所述星载上位机。本实用新型实现了对主放电储能电容的充/放电工作状态监测，进而完成对推力器工作状态监测。
参照图1、图2，在一可选实施例中，电推力器驱动电路中的点火电路51还包括点火电源电路511、点火启动电路512、点火控制电路513及火花塞52，所述点火电源电路511的受控端和所述点火控制电路513的受控端分别与所述主控制器10连接，所述点火电源电路511的输入端与所述星载直流母线连接，所述点火电源电路511的输出端与所述点火启动电路512连接；所述点火控制电路513的输出端与所述点火启动电路512的受控端连接；所述点火启动电路512的输出端与所述火花塞52连接；其中，所述点火电源电路511，用于在接收到所述主控制器10输出相应的储能控制信号时，将自所述星载直流母线输出的直流电源转进行电源转换后输出至所述点火启动电路512，以供所述点火电路51进行电能存储；
所述主控制器10，还用于在接收到所述星载上位机100输出的推力器工作控制指令时，输出点火控制信号，以驱动点火控制电路513驱动所述点火启动电路512工作，并将存储的电能输出至所述火花塞52。
本实施例中，点火电源电路511可以采用脉冲变压器T1或者升压电感、PWM控制器等元件来实现，主控制器10输出的储能控制信号，推力器点火电源电路上电，直流母线输出的直流电压经脉冲变压器及PWM控制器进行升压后转换成点火启动电路512的存储电容C51充电电压，输出至点火启动电路512进行存储。
点火控制电路513在接收到主控制器10的点火控制信号时工作，输出脉冲触发信号以触发点火电路51中的电子开关开启/关断，并释放储能元件C51中存储的电能，以击穿火花塞52两电极间空气，产生电火花，在火花塞52引弧的作用下，诱导推力器极板间形成放电电弧，主放电储能电容20进行放电。
进一步地，点火启动电路512包括限流电阻R51、储能元件C51、点火开关Q51及泄放电阻R52，所述限流电阻R51的第一端为所述点火启动电路512的输入端，所述限流电阻R51的第二端分别与所述储能元件C51的第一端及所述点火开关Q51的输入端连接，所述储能元件C51的第二端接地，所述点火开关Q51的输出端为所述点火启动电路512的输出端，所述点火开关Q51的受控端为所述点火启动电路512的受控端；所述泄放电阻R52并联设置于所述储能元件C51的两端。
本实施例中，限流电阻R51用于限制输出至储能元件C51的电流，以避免输出至储能元件C51的电流过大而烧毁储能元件C51，点火开关Q51可以采用SCR、MOS管、IGBT等晶体管来实现，以在接收到脉冲触发信号时导通/截止，以释放储能元件C51中存储的电能。泄放电阻R52用于在主控制器10控制点火电路51停止工作时，对储能元件C51中残余的电能进行释放。
参照图1、图4，在一可选实施例中，所述电推力器驱动电路还包括第一隔离电路60及第二隔离电路70，所述第一隔离电路60串联设置于所述主控制器10与所述点火电源电路511之间，所述第二隔离电路70串联设置于所述主控制器10与所述点火控制电路513之间；其中，
所述第一隔离电路60用于将接收到的所述储能控制信号，经隔离之后输出至所述点火电源电路511；所述第二隔离电路70用于将接收到的所述点火控制信号，经隔离之后输出至所述点火控制电路513。
本实施例中，第一隔离电路60和第二隔离电路70均可以采用二极管来实现，在一具体实施例中，第一隔离电路60和第二隔离电路70均包括一电阻及一双二极管，电阻R11串联设置于主控制器10与所述点火控制电路513之间，电阻R12串联设置于主控制器10与点火电源电路511之间，双二极管D11的公共输入端与电阻R11和点火控制电路513的公共端连接，阴极与一直流电源连接，阳极接地。双二极管D12的公共输入端与电阻R12和点火电源电路511的公共端连接，阴极与一直流电源VCC1连接，阳极接地。双二极管D11用于避免点火电源电路511的电流倒灌至主控制器10，以及避免点火控制电路513端的电磁干扰信号窜入至主控制器10。双二极管D12用于避免点火控制电路513的电流倒灌至主控制器10，以及避免点火控制电路513端的电磁干扰信号窜入至主控制器10。
参照图3，在一可选实施例中，所述充/放电监测电路40包括单向导通元件D41、第一电阻R41及第一电容C41，所述单向导通元件D41的输入端为所述充/放电监测电路40的输入端，所述单向导通元件D41的输出端与所述第一电阻R41的第一端连接，所述第一电阻R41的第二端为所述充/放电监测电路40的输出端，并与所述第一电容C41的第一端连接；所述第一电容C41的第二端接地。
本实施例中，单向导通元件D41可以采用二极管或者光耦来实现，单向导通元件D41用于将监测到的电源电压信号进行信号隔离后，经第一电阻R41限流以及第一电容C41滤波后，输出至主控制器10。
参照图1、图3，在一可选实施例中，所述主放电储能电容充电电路30包括变压器T1、整流滤波电路31、PWM控制器电路32，所述变压器T1初级线圈的第一端为所述主放电储能电容充电电路30的输入端，所述变压器T1初级线圈的第二端与所述PWM控制器电路32的输出端连接；所述PWM控制器电路32的受控端为所述主放电储能电容充电电路30的受控端，所述变压器T1次级线圈的两端与所述整流滤波电路31的输入端连接，所述整流滤波电路31的输出端为所述主放电储能电容充电电路30的输出端。
本实施例中，如图3所示，PWM控制器电路32在接收到主控制器10输出的储能控制信号时，输出PWM控制信号，以控制变压器T1将直流母线输出的直流电源转换成主放电储能电容20的存储电能，也即对直流母线输出的星载电源进行升压，并经整流滤波电路31进行整流滤波后，输出至主放电储能电容20进行存储。在一些实施例中，星载电源可以为24V，28V，36V等，具体可以根据卫星的大小来设置，此处不做限制。升压后的电能可以为500，1000V或者1000V以上。可以理解的是，PWM控制器电路32具体可以采用DC-DC转换芯片，也即PWM控制器，开关管等元件来实现。
参照图1、图4，在一可选实施例中，所述电推力器驱动电路还包括第三隔离电路80，所述隔离电路串联设置于所述主控制器10与所述主放电储能电容充电电路30之间，所述隔离电路用于将接收到的所述储能控制信号，经隔离之后输出至所述主放电储能电容充电电路30。
本实施例中，第三隔离电路80均包括一电阻及一双二极管，电阻R13串联设置于主控制器10与所述主放电储能电容充电电路30之间，双二极管D13的公共输入端与电阻与点火电源电路511的公共端连接，阴极与一直流电源连接，阳极接地。双二极管D13用于避免主放电储能电容充电电路30的电流倒灌至主控制器10，以及避免点火控制电路513端的电磁干扰信号窜入至主控制器10。
参照图5，在一可选实施例中，所述电推力器驱动电路还包括CAN接口电路J1，所述CAN接口电路J1串联设置于所述与所述主控制器10之间，以实现所述主控制器10与所述星载上位机100通讯连接。
本实施例中，通过CAN接口电路J1，主控制器10可以实现星载计算机，也即上位机进行通讯，并接受上位机输出的指令，例如开/关指令等，同时主控制器10还可以将模拟的电压信号等驱动电路工作的状态信号，转换成数字信号后，通过CAN接口电路J1输出至上位机，完成对推力器工作状态的智能监测。
参照图1至图5，在一可选实施例中，所述电推力器驱动电路还包括供电电源90，所述供电电源90与所述主控制器10连接，以为所述主控制器10提供工作电压。
本实施例中，供电电源90可以是电池，也可以是电源转换电路，具体可采用DC-DC转换器、电感、电容以及电阻等元件来实现。供电电源90与星载直流母线连接，以将星载直流母线输出的星载电源转换成主控制器10的工作电压，例如可以将星载电源28V的电压转换成12V，5V或者3.3V的工作电压。
本实用新型还提出一种脉冲式电推力器，包括如上所述的电推力器驱动电路。该电推力器驱动电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型脉冲式电推力器中使用了上述电推力器驱动电路，因此，本实用新型脉冲式电推力器的实施例包括上述电推力器驱动电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电推力器驱动电路，其特征在于，所述电推力器驱动电路包括主控制器、主放电储能电容、主放电储能电容充电电路及充/放电监测电路，所述主控制器的信号传输端与星载上位机连接，所述主控制器的输出端与所述主放电储能电容充电电路的受控端连接；所述主放电储能电容充电电路的输入端与星载直流母线连接，所述主放电储能电容充电电路的输出端与所述主放电储能电容连接，所述充/放电监测电路的监测端与所述主放电储能电容充电电路的监测信号输出端连接，所述充/放电监测电路的输出端与所述主控制器的信号输入端连接；其中，
所述主控制器，用于与所述星载上位机通讯连接，并在接收到所述星载上位机输出的开/关机控制指令时，输出相应的控制信号；所述控制信号包括储能控制信号；
所述主放电储能电容充电电路，用于在接收到所述储能控制信号时，将自所述星载直流母线输出的直流电转换成高压直流电后输出至所述主放电储能电容；
所述充/放电监测电路，用于监测所述主放电储能电容充电电路的输出电流，并输出相应的电压反馈信号；
所述主控制器，还用于在接收到所述电压反馈信号时，输出相应的运行状况信号至所述星载上位机。
2.如权利要求1所述的电推力器驱动电路，其特征在于，电推力器驱动电路还包括点火电源电路、点火启动电路、点火控制电路及火花塞，所述点火电源电路的受控端和所述点火控制电路的受控端分别与所述主控制器连接，所述点火电源电路的输入端与所述星载直流母线连接，所述点火电源电路的输出端与所述点火启动电路连接；所述点火控制电路的输出端与所述点火启动电路的受控端连接；所述点火启动电路的输出端与所述火花塞连接；其中，
所述点火电源电路，用于在接收到所述主控制器输出相应的储能控制信号时，将自所述星载直流母线输出的直流电源进行电源转换后输出至所述点火启动电路，以供所述点火启动电路进行电能存储；
所述主控制器，还用于在接收到所述星载上位机输出的推力器工作控制指令时，输出点火控制信号，以驱动点火控制电路驱动所述点火启动电路工作，并将存储的电能输出至所述火花塞。
3.如权利要求2所述的电推力器驱动电路，其特征在于，所述点火启动电路包括限流电阻、储能元件、点火开关及泄放电阻，所述限流电阻的第一端为所述点火启动电路的输入端，所述限流电阻的第二端分别与所述储能元件的第一端及所述点火开关的输入端连接，所述储能元件的第二端接地，所述点火开关的输出端为所述点火启动电路的输出端，所述点火开关的受控端为所述点火启动电路的受控端；所述泄放电阻并联设置于所述储能元件的两端。
4.如权利要求2所述的电推力器驱动电路，其特征在于，所述电推力器驱动电路还包括第一隔离电路及第二隔离电路，所述第一隔离电路串联设置于所述主控制器与所述点火电源电路之间，所述第二隔离电路串联设置于所述主控制器与所述点火控制电路之间；其中，
所述第一隔离电路用于将接收到的所述储能控制信号，经隔离之后输出至所述点火电源电路；所述第二隔离电路用于将接收到的所述点火控制信号，经隔离之后输出至所述点火控制电路。
5.如权利要求1所述的电推力器驱动电路，其特征在于，所述充/放电监测电路包括单向导通元件、第一电阻及第一电容，所述单向导通元件的输入端为所述充/放电监测电路的输入端，所述单向导通元件的输出端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端为所述充/放电监测电路的输出端，并与所述第一电容的第一端连接；所述第一电容的第二端接地。
6.如权利要求1所述的电推力器驱动电路，其特征在于，所述主放电储能电容充电电路包括变压器、整流滤波电路、PWM控制器电路，所述变压器初级线圈的第一端为所述主放电储能电容充电电路的输入端，所述变压器初级线圈的第二端与所述PWM控制器电路的输出端连接；所述PWM控制器电路的受控端为所述主放电储能电容充电电路的受控端，所述变压器次级线圈的两端与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的输出端为所述主放电储能电容充电电路的输出端。
7.如权利要求6所述的电推力器驱动电路，其特征在于，所述电推力器驱动电路还包括第三隔离电路，所述隔离电路串联设置于所述主控制器与所述主放电储能电容充电电路之间，所述隔离电路用于将接收到的所述储能控制信号，经隔离之后输出至所述主放电储能电容充电电路。
8.如权利要求1至7任意一项所述的电推力器驱动电路，其特征在于，所述电推力器驱动电路还包括CAN接口电路，所述CAN接口电路串联设置于所述与所述主控制器之间，以实现所述主控制器与所述星载上位机通讯连接。
9.如权利要求1至7任意一项所述的电推力器驱动电路，其特征在于，所述电推力器驱动电路还包括供电电源，所述供电电源与所述主控制器连接，以为所述主控制器提供工作电压。
10.一种脉冲式电推力器，其特征在于，包括星载上位机及如权利要求1至9任意一项所述的电推力器驱动电路，所述星载上位机与所述电推力器驱动电路电连接。
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