CN210721441U - 一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，包括第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F及接口电路，3个星箭分离开关分别位于星箭对接框上不同位置，各自提供独立的星箭分离信号，每个星箭分离开关X3F、X4F、X5F各使用其内部4对触点：触点1‑0与触点1‑cb、触点2‑0与触点2‑cb、触点3‑0与触点3‑cb、触点4‑0与触点4‑cb。本实用新型完全满足了强调智能自主生存能力的新一代卫星的星箭分离电气接口设计需求，通过可靠性设计、冗余设计消除单点故障和部分多重故障，增强了星箭分离电气接口设计的健壮性。

Description

一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路

技术领域

本实用新型涉及一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，主要应用于由运载火箭发射入轨且自动实现星箭分离的人造卫星领域。

背景技术

目前绝大部分人造卫星需要由运载火箭发射进入太空，卫星发射前与火箭末级一般通过对接框和爆炸螺栓等专用接口和装置进行机械接口连接，并通过分离插头、分离开关及电缆等装置完成卫星与火箭必要的电气接口连接，主要用于实现：星箭分离控制、星箭分离状态表征等功能。

限于运载火箭的能力，一般火箭发射进入太空，整流罩抛罩后，在运载能力末段推力结束前，卫星与火箭末级要适时分离，后续则依靠卫星自身的轨道控制和推进能力，实现真正卫星变轨和最终入轨。因此，星箭分离信号主要用于启动从而完成上述卫星与火箭分离后的一系列相关自动程序控制，其中包括：星上计算机程控序列自主启动。

现有卫星一般包括姿轨控计算机和星务计算机两台卫星计算机，两台计算机各自完成控制分系统功能和星务管理功能，转移轨道火工装置起爆程控由单独的火工品管理器内部的程控电路完成，星箭分离后的主要卫星自主程控事件不可避免的要在三台设备间进行信息交互，此外由于转移轨道工作时间短，主要程控事件重要，可靠性安全性要求高，增加了系统设计的难度和复杂性，不便于卫星信息系统总体调度管理。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：为克服现有技术的不足，提出一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，为向星上主计算机提供准确可靠的星箭分离信号，并通过适当的冗余接口电路设计确保星箭分离后卫星程控自主启动的可靠性。

本实用新型解决技术的方案是：

一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，包括第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F及接口电路，

3个星箭分离开关分别位于星箭对接框上不同位置，各自提供独立的星箭分离信号，每个星箭分离开关X3F、X4F、X5F各使用其内部4对触点：触点1-0与触点1-cb、触点2-0与触点2-cb、触点3-0与触点3-cb、触点4-0与触点4-cb；将其中触点1-0、触点2-0并联，触点1-cb、触点2-cb并联，分别接入星上主计算机A份采集电路正端和负端，触点3-0、触点4-0并联，触点3-cb、触点4-cb并联，分别接入星上主计算机B份采集电路正端和负端；

卫星与火箭对接完成机械连接后，直至星箭分离前，第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F均处于压合状态，开关触点对触点1-0与触点1-cb之间，触点2-0与触点2-cb之间，触点3-0与触点3-cb之间，触点4-0与触点4-cb之间各自均为高阻连接状态；此时星上主计算机A份分别对应第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F的3路分离信号采集电路和星上主计算机B份分别对应第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F的3路分离信号采集电路通过电阻R1～R18比例分压输出电压大于4V的“高”信号；

卫星与火箭在轨正常分离后，第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F均处于释放状态，开关触点对触点1-0与触点1-cb之间，触点2-0与触点2-cb之间，触点3-0与触点3-cb之间，触点4-0与触点4-cb之间各自均为低阻连接状态；此时星上主计算机A份分别对应第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F的3路分离信号采集电路和星上主计算机B份分别对应第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F的3路分离信号采集电路通过电阻R1～R18比例分压输出电压小于1V的“低”信号。

进一步的，星箭分离开关提供的分离信号为无源信号。

进一步的，星箭分离前后成对使用的两接点之间通断发生变化或阻值高低发生变化。

进一步的，开关触点对触点1-0与触点1-cb之间，触点2-0与触点2-cb之间，触点3-0与触点3-cb之间，触点4-0与触点4-cb之间各自均为高阻连接状态，两点之间阻值>200MΩ。

进一步的，开关触点对触点1-0与触点1-cb之间，触点2-0与触点2-cb之间，触点3-0与触点3-cb之间，触点4-0与触点4-cb之间各自均为低阻连接状态，两点之间阻值<1Ω。

进一步的，电阻R1的一端连接星上主计算机A份内部5V电源正端，电阻R1的另一端连接二极管D1的阳极和A份3取2表决电路，电阻R2的一端连接星上主计算机B份内部5V电源正端，电阻R2的另一端连接二极管D2的阳极和B份3取2表决电路；电阻R3的一端连接二极管D1的阴极，电阻R3的另一端连接星上主计算机A份内部二次电源地和第一星箭分离开关X3F的开关1常闭触点1-cb和开关2常闭触点2-cb。

进一步的，电阻R4的一端连接二极管D2的阴极，电阻R4的另一端连接星上主计算机B份内部二次电源地和第一星箭分离开关X3F的开关3常闭触点3-cb和开关4常闭触点4-cb；电阻R5的一端连接二极管D1的阴极，电阻R5的另一端连接第一星箭分离开关X3F的开关1通触点1-0和开关2通触点2-0，电阻R6的一端连接二极管D2的阴极，电阻R6的另一端连接第一星箭分离开关X3F的开关3通触点3-0和开关4通触点4-0。

进一步的，电阻R7的一端连接星上主计算机A份内部5V电源正端，电阻R7的另一端连接二极管D3的阳极和A份3取2表决电路，电阻R8的一端连接星上主计算机B份内部5V电源正端，电阻R8的另一端连接二极管D4的阳极和B份3取2表决电路；电阻R9的一端连接二极管D3的阴极，电阻R9的另一端连接星上主计算机A份内部二次电源地和X4F的开关1常闭触点1-cb和开关2常闭触点2-cb。

进一步的，电阻R10的一端连接二极管D4的阴极，电阻R10的另一端连接星上主计算机B份内部二次电源地和第二星箭分离开关X4F的开关3常闭触点3-cb和开关4常闭触点4-cb；电阻R11的一端连接二极管D3的阴极，电阻R11的另一端连接第二星箭分离开关X4F的开关1通触点1-0和开关2通触点2-0，电阻R12的一端连接二极管D4的阴极，电阻R12的另一端连接第二星箭分离开关X4F的开关3通触点3-0和开关4通触点4-0。

进一步的，电阻R13的一端连接星上主计算机A份内部5V电源正端，电阻R13的另一端连接二极管D5的阳极和A份3取2表决电路，电阻R14的一端连接星上主计算机B份内部5V电源正端，电阻R14的另一端连接二极管D6的阳极和B份3取2表决电路；电阻R15的一端连接二极管D5的阴极，电阻R15的另一端连接星上主计算机A份内部二次电源地和第三星箭分离开关X5F的开关1常闭触点1-cb和开关2常闭触点2-cb。

进一步的，电阻R16的一端连接二极管D6的阴极，电阻R16的另一端连接星上主计算机B份内部二次电源地和第三星箭分离开关X5F的开关3常闭触点3-cb和开关4常闭触点4-cb；电阻R17的一端连接二极管D5的阴极，电阻R17的另一端连接第三星箭分离开关X5F的开关1通触点1-0和开关2通触点2-0，电阻R18的一端连接二极管D6的阴极，电阻R18的另一端连接第三星箭分离开关X5F的开关3通触点3-0和开关4通触点4-0。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

(1)本实用新型X3F、X4F、X5F均有开关触点对应星上主计算机A份和星上主计算机B份，因此单份计算机故障不会影响星箭分离自主程控功能；

(2)本实用新型每个星箭分离开关内部对应单份计算机1路分离信号采集电路，设计了两组触点对并联连接，确保分离开关内部单组触点对永久开路造成分离状态输出错误；

(3)本实用新型单份计算机接口电路对应每个分离开关的分离信号采集电路各自独立，且3路采集电路输出后，进行3取2表决电路处理后，作为星上主计算机启动星箭分离自主程控指令序列的信号，因此单个分离开关故障或单个采集电路故障不会影响星箭分离自主程控功能；

(4)本实用新型完全满足了强调智能自主生存能力的新一代卫星的星箭分离电气接口设计需求，通过可靠性设计、冗余设计消除单点故障和部分多重故障，增强了星箭分离电气接口设计的健壮性。

附图说明

图1是本实用新型星箭分离开关接口电路图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步阐述。

针对卫星总体设计改进需求，为向星上主计算机提供准确可靠的星箭分离信号，并通过适当的冗余接口电路设计确保星箭分离后卫星程控自主启动的可靠性，需要设计一种可靠安全的用于卫星程控自主启动的接口电路。

图1中每个星箭分离开关X3F、X4F、X5F各使用其内部4对触点：1-0与1-cb、2-0与2-cb、3-0与3-cb、4-0与4-cb；将其中1-0、2-0并联，1-cb、2-cb并联，分别接入星上主计算机A份采集电路正端和负端，3-0、4-0并联，3-cb、4-cb并联，分别接入星上主计算机B份采集电路正端和负端。

卫星与火箭对接完成机械连接后，直至星箭分离前，X3F、X4F、X5F均处于压合状态，开关触点对1-0与1-cb之间，2-0与2-cb之间，3-0与3-cb之间，4-0与4-cb之间各自均为高阻连接状态，两点之间阻值>200MΩ；此时星上主计算机A份分别对应X3F、X4F、X5F的3路分离信号采集电路和星上主计算机B份分别对应X3F、X4F、X5F的3路分离信号采集电路通过电阻R1～R18比例分压输出“高”信号，电压大于4V，经表决判断星箭未分离，禁止启动星箭分离自主程控指令序列。

卫星与火箭在轨正常分离后，X3F、X4F、X5F均处于释放状态，开关触点对1-0与1-cb之间，2-0与2-cb之间，3-0与3-cb之间，4-0与4-cb之间各自均为低阻连接状态，两点之间阻值<1Ω；此时星上主计算机A份分别对应X3F、X4F、X5F的3路分离信号采集电路和星上主计算机B份分别对应X3F、X4F、X5F的3路分离信号采集电路通过电阻R1～R18比例分压输出“低”信号，电压小于1V，经表决判断星箭已分离，启动星箭分离自主程控指令序列。

实施例

如图1所示，电阻R1的一端连接星上主计算机A份内部5V电源正端，电阻R1的另一端连接二极管D1的阳极和A份3取2表决电路，电阻R2的一端连接星上主计算机B份内部5V电源正端，电阻R2的另一端连接二极管D2的阳极和B份3取2表决电路；电阻R3的一端连接二极管D1的阴极，电阻R3的另一端连接星上主计算机A份内部二次电源地和第一星箭分离开关X3F的开关1常闭触点1-cb和开关2常闭触点2-cb。

电阻R4的一端连接二极管D2的阴极，电阻R4的另一端连接星上主计算机B份内部二次电源地和第一星箭分离开关X3F的开关3常闭触点3-cb和开关4常闭触点4-cb；电阻R5的一端连接二极管D1的阴极，电阻R5的另一端连接第一星箭分离开关X3F的开关1通触点1-0和开关2通触点2-0，电阻R6的一端连接二极管D2的阴极，电阻R6的另一端连接第一星箭分离开关X3F的开关3通触点3-0和开关4通触点4-0。

电阻R7的一端连接星上主计算机A份内部5V电源正端，电阻R7的另一端连接二极管D3的阳极和A份3取2表决电路，电阻R8的一端连接星上主计算机B份内部5V电源正端，电阻R8的另一端连接二极管D4的阳极和B份3取2表决电路；电阻R9的一端连接二极管D3的阴极，电阻R9的另一端连接星上主计算机A份内部二次电源地和X4F的开关1常闭触点1-cb和开关2常闭触点2-cb。

电阻R10的一端连接二极管D4的阴极，电阻R10的另一端连接星上主计算机B份内部二次电源地和第二星箭分离开关X4F的开关3常闭触点3-cb和开关4常闭触点4-cb；电阻R11的一端连接二极管D3的阴极，电阻R11的另一端连接第二星箭分离开关X4F的开关1通触点1-0和开关2通触点2-0，电阻R12的一端连接二极管D4的阴极，电阻R12的另一端连接第二星箭分离开关X4F的开关3通触点3-0和开关4通触点4-0。

电阻R13的一端连接星上主计算机A份内部5V电源正端，电阻R13的另一端连接二极管D5的阳极和A份3取2表决电路，电阻R14的一端连接星上主计算机B份内部5V电源正端，电阻R14的另一端连接二极管D6的阳极和B份3取2表决电路；电阻R15的一端连接二极管D5的阴极，电阻R15的另一端连接星上主计算机A份内部二次电源地和第三星箭分离开关X5F的开关1常闭触点1-cb和开关2常闭触点2-cb。

电阻R16的一端连接二极管D6的阴极，电阻R16的另一端连接星上主计算机B份内部二次电源地和第三星箭分离开关X5F的开关3常闭触点3-cb和开关4常闭触点4-cb；电阻R17的一端连接二极管D5的阴极，电阻R17的另一端连接第三星箭分离开关X5F的开关1通触点1-0和开关2通触点2-0，电阻R18的一端连接二极管D6的阴极，电阻R18的另一端连接第三星箭分离开关X5F的开关3通触点3-0和开关4通触点4-0。

星箭分离开关X3F、X4F、X5F设计型号为4KX-2C2行程开关，R1、R2、R7、R8、R13、R14设计型号为RMK3216-1/4W-10kΩ；R3、R4、R9、R10、R15、R16设计型号为RMK3216-1/4W-200kΩ；R5、R6、R11、R12、R17、R18设计型号为RMK3216-1/4W-1kΩ；D1、D2、D3、D4、D5、D6设计型号为1N5819。

本实用新型适应强调智能自主生存能力的新一代卫星的星箭分离电气接口设计需求，通过合理配置使用星箭分离开关，通过分离开关产生的星箭分离信号，控制星上主计算机自主可靠地启动卫星程控序列，完成星箭分离后卫星各自主程控事件。

以上所述，仅为本实用新型最佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (11)

1.一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，其特征在于，包括第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F及接口电路，3个星箭分离开关分别位于星箭对接框上不同位置，各自提供独立的星箭分离信号，每个星箭分离开关X3F、X4F、X5F各使用其内部4对触点：触点1-0与触点1-cb、触点2-0与触点2-cb、触点3-0与触点3-cb、触点4-0与触点4-cb；将其中触点1-0、触点2-0并联，触点1-cb、触点2-cb并联，分别接入星上主计算机A份采集电路正端和负端，触点3-0、触点4-0并联，触点3-cb、触点4-cb并联，分别接入星上主计算机B份采集电路正端和负端；

卫星与火箭对接完成机械连接后，直至星箭分离前，第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F均处于压合状态，开关触点对触点1-0与触点1-cb之间，触点2-0与触点2-cb之间，触点3-0与触点3-cb之间，触点4-0与触点4-cb之间各自均为高阻连接状态；此时星上主计算机A份分别对应第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F的3路分离信号采集电路和星上主计算机B份分别对应第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F的3路分离信号采集电路通过电阻R1～R18比例分压输出电压大于4V的“高”信号；

卫星与火箭在轨正常分离后，第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F均处于释放状态，开关触点对触点1-0与触点1-cb之间，触点2-0与触点2-cb之间，触点3-0与触点3-cb之间，触点4-0与触点4-cb之间各自均为低阻连接状态；此时星上主计算机A份分别对应第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F的3路分离信号采集电路和星上主计算机B份分别对应第一星箭分离开关X3F、第二星箭分离开关X4F、第三星箭分离开关X5F的3路分离信号采集电路通过电阻R1～R18比例分压输出电压小于1V的“低”信号。

2.如权利要求1所述的一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，其特征在于，星箭分离开关提供的分离信号为无源信号。

3.如权利要求1所述的一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，其特征在于，星箭分离前后成对使用的两接点之间通断发生变化或阻值高低发生变化。

4.如权利要求1所述的一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，其特征在于，开关触点对触点1-0与触点1-cb之间，触点2-0与触点2-cb之间，触点3-0与触点3-cb之间，触点4-0与触点4-cb之间各自均为高阻连接状态，两点之间阻值>200MΩ。

5.如权利要求1所述的一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，其特征在于，开关触点对触点1-0与触点1-cb之间，触点2-0与触点2-cb之间，触点3-0与触点3-cb之间，触点4-0与触点4-cb之间各自均为低阻连接状态，两点之间阻值<1Ω。

6.如权利要求1所述的一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，其特征在于，电阻R1的一端连接星上主计算机A份内部5V电源正端，电阻R1的另一端连接二极管D1的阳极和A份3取2表决电路，电阻R2的一端连接星上主计算机B份内部5V电源正端，电阻R2的另一端连接二极管D2的阳极和B份3取2表决电路；电阻R3的一端连接二极管D1的阴极，电阻R3的另一端连接星上主计算机A份内部二次电源地和第一星箭分离开关X3F的开关1常闭触点1-cb和开关2常闭触点2-cb。

7.如权利要求6所述的一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，其特征在于，电阻R4的一端连接二极管D2的阴极，电阻R4的另一端连接星上主计算机B份内部二次电源地和第一星箭分离开关X3F的开关3常闭触点3-cb和开关4常闭触点4-cb；电阻R5的一端连接二极管D1的阴极，电阻R5的另一端连接第一星箭分离开关X3F的开关1通触点1-0和开关2通触点2-0，电阻R6的一端连接二极管D2的阴极，电阻R6的另一端连接第一星箭分离开关X3F的开关3通触点3-0和开关4通触点4-0。

8.如权利要求1所述的一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，其特征在于，电阻R7的一端连接星上主计算机A份内部5V电源正端，电阻R7的另一端连接二极管D3的阳极和A份3取2表决电路，电阻R8的一端连接星上主计算机B份内部5V电源正端，电阻R8的另一端连接二极管D4的阳极和B份3取2表决电路；电阻R9的一端连接二极管D3的阴极，电阻R9的另一端连接星上主计算机A份内部二次电源地和X4F的开关1常闭触点1-cb和开关2常闭触点2-cb。

9.如权利要求8所述的一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，其特征在于，电阻R10的一端连接二极管D4的阴极，电阻R10的另一端连接星上主计算机B份内部二次电源地和第二星箭分离开关X4F的开关3常闭触点3-cb和开关4常闭触点4-cb；电阻R11的一端连接二极管D3的阴极，电阻R11的另一端连接第二星箭分离开关X4F的开关1通触点1-0和开关2通触点2-0，电阻R12的一端连接二极管D4的阴极，电阻R12的另一端连接第二星箭分离开关X4F的开关3通触点3-0和开关4通触点4-0。

10.如权利要求1所述的一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，其特征在于，电阻R13的一端连接星上主计算机A份内部5V电源正端，电阻R13的另一端连接二极管D5的阳极和A份3取2表决电路，电阻R14的一端连接星上主计算机B份内部5V电源正端，电阻R14的另一端连接二极管D6的阳极和B份3取2表决电路；电阻R15的一端连接二极管D5的阴极，电阻R15的另一端连接星上主计算机A份内部二次电源地和第三星箭分离开关X5F的开关1常闭触点1-cb和开关2常闭触点2-cb。

11.如权利要求10所述的一种基于星箭分离开关的程控启动接口电路，其特征在于，电阻R16的一端连接二极管D6的阴极，电阻R16的另一端连接星上主计算机B份内部二次电源地和第三星箭分离开关X5F的开关3常闭触点3-cb和开关4常闭触点4-cb；电阻R17的一端连接二极管D5的阴极，电阻R17的另一端连接第三星箭分离开关X5F的开关1通触点1-0和开关2通触点2-0，电阻R18的一端连接二极管D6的阴极，电阻R18的另一端连接第三星箭分离开关X5F的开关3通触点3-0和开关4通触点4-0。

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