CN218006120U - 一种航天器推进电源转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种航天器推进电源转换装置，航天器推进电源转换装置包括：电源输入接口、开关模块、驱动控制模块、脉宽调制模块、电源反馈模块和电源输出接口；电源输入接口接入直流电源；电源输出接口提供推进器电源；开关模块连接于电源输入接口和电源输出接口之间；电源反馈模块的第一反馈端与电源输入接口连接，第二反馈端与电源输出接口连接，电源反馈模块用于根据推进器电源生成反馈信号，根据直流电源生成保护信号；脉宽调制模块根据反馈信号生成脉宽调制信号，据保护信号生成关断信号；驱动控制模块分别与脉宽调制模块和开关模块的控制端连接，用于对脉宽调制信号和关断信号实施放大处理。本方案提高了电源转换装置的可靠性和稳定性。

Description

一种航天器推进电源转换装置

技术领域

本实用新型实施例涉及电源技术，尤其涉及一种航天器推进电源转换装置。

背景技术

随着航天技术的发展和进步，航天器对推进电源的性能、重量和体积提出了越来越高的要求。如何改进航天器推进电源的性能比和性能价格比等指标是提高航天器推进器性能和效益过程中的重要研究方向。

但是现有的航天推进电源的转换装置的稳定性和可靠性较低，不能满足更高性能的要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种航天器推进电源转换装置，以实现提高电源转换装置的稳定性和可靠性。

本实用新型实施例提供了一种航天器推进电源转换装置，航天器推进电源转换装置包括：电源输入接口、开关模块、驱动控制模块、脉宽调制模块、电源反馈模块和电源输出接口；

所述电源输入接口用于接入直流电源；所述电源输出接口用于提供推进器电源；

所述开关模块连接于所述电源输入接口和所述电源输出接口之间，用于控制所述电源输入接口和所述电源输出接口之间的通断；

所述电源反馈模块包括第一反馈端和第二反馈端，所述第一反馈端与所述电源输入接口连接，所述第二反馈端与所述电源输出接口连接，所述电源反馈模块用于根据所述推进器电源生成反馈信号，还根据所述直流电源生成保护信号；

所述脉宽调制模块与所述电源反馈模块连接，用于根据所述反馈信号生成脉宽调制信号，还用于根据所述保护信号生成关断信号；

所述驱动控制模块分别与所述脉宽调制模块和所述开关模块的控制端连接，用于对所述脉宽调制信号和所述关断信号实施放大处理，利用放大后的所述脉宽调制信号控制所述开关模块的通断频率，以调整所述推进器电源的电压等级，利用放大后的所述保护信号控制所述开关模块保持关断。

可选地，航天器推进电源转换装置还包括：滤波电感，所述滤波电感连接于所述开关模块与所述电源输入接口的正极之间。

可选地，航天器推进电源转换装置还包括：滤波电容，所述滤波电容连接于所述电源输出接口的正负极之间。

可选地，航天器推进电源转换装置还包括：二极管、储能电感和储能电容，所述二极管与所述储能电感串联于所述电源输出接口的正负极之间，所述储能电容的一端连接于所述二极管与所述储能电感的连接点上，另一端连接于所述滤波电感与所述开关模块的连接点上。

可选地，所述电源反馈模块还包括输出电压单元、输出电流单元和输入电压单元，所述输入电压单元与所述第一反馈端连接，所述输入电压单元用于在所述直流电源的电压值低于第一电压等级的情况下，生成所述保护信号；

所述输出电压单元和所述输出电流单元均与所述第二反馈端连接，所述输出电压单元用于根据所述推进器电源的电压值生成第一反馈信号，所述输出电流单元用于根据所述推进器电源的电流值生成第二反馈信号，其中，所述反馈信号包括所述第一反馈信号和所述第二反馈信号。

可选地，所述驱动控制模块包括第一放大驱动单元，所述第一放大驱动单元包括控制端、第一输出端和第二输出端，所述第一放大驱动单元的控制端与所述脉宽调制模块连接，所述第一放大驱动单元的第一输出端与所述开关模块的第一端连接，所述第一放大驱动单元的第二输出端与所述开关模块的控制端连接，所述第一放大驱动单元用于根据所述脉宽调制信号调整所述第一输出端与所述第二输出端的电压差，以控制所述开关模块的通断。

可选地，所述第一放大驱动单元还包括第一开关管、第二开关管、稳压二极管和第一电阻，所述第一开关管和所述第二开关管的控制端均与所述第一放大驱动单元的控制端连接，所述第一开关管的第一端与所述第一输出端连接，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端与接地端连接；所述第一开关管和所述第二开关管的连接点与所述第二输出端连接；所述第一输出端还与所述第一放大驱动单元的控制端连接，所述稳压二极管和所述第一电阻并联于所述第一输出端与所述第二输出端之间；所述第一开关管用于在所述第一放大驱动单元的控制端接入高电位时导通，所述第二开关管用于在所述第一放大驱动单元的控制端接入低电位时导通。

可选地，所述驱动控制模块还包括第二放大驱动单元，所述第二放大驱动单元的第一端与所述第一放大驱动单元的控制端连接，所述第二放大驱动单元的第二端与接地端连接，所述第二放大驱动单元的控制端与所述脉宽调制模块连接，所述第二放大驱动单元用于根据所述脉宽调制信号控制所述接地端与所述第一放大驱动单元的控制端之间的通断。

可选地，所述第二放大驱动单元包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的第一端作为所述第二放大驱动单元的第一端，与所述第一放大驱动单元的控制端连接；所述第三开关管的第二端作为所述第二放大驱动单元的第二端，与所述接地端连接；所述第四开关管的第一端与电源端连接，所述第四开关管的第二端与所述接地端连接；所述第四开关管的控制端作为所述第二放大驱动单元的控制端，与所述脉宽调制模块连接。

可选地，所述第一开关管、所述第三开关管和所述第四开关管的结构类型相同，均与所述第二开关管不同。。

本实用新型实施例提供的航天器推进电源转换装置设置有电源输入接口、开关模块、驱动控制模块、脉宽调制模块、电源反馈模块和电源输出接口，电源输入接口能够接入直流电源，电源输出接口能够向推进器提供推进器电源。开关模块设置于电源输入接口与电源输出接口之间，能够通过自身通断控制电源输出接口输出的电源参数。店员反馈模块能够根据推进器电源与用户需求电源之间的差值生成反馈信号，还能根据直流电源和预设电源之间差值生成保护信号。脉宽调制模块能够根据反馈信号生成对应的脉宽调制信号，经驱动控制模块的放大作用后控制开关模块的通断，实现对推进器电源的准确控制，提高了电源转换的稳定性。脉宽调制模块还能够根据保护信号生成关断信号，经驱动模块的放大后作用于开关模块，以控制开关模块保持关断，防止因负载过高造成的电源损坏，提高了电源转换的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种航天器推进电源转换装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种脉宽调制模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种航天器推进电源转换装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种航天器推进电源转换装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种驱动控制模块及其连接关系的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种驱动控制模块及其连接关系的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供了一种航天器推进电源转换装置，设置于航天器的供电电源与推进器之间，能够起到控制推进器电源的作用。图1为本实用新型实施例提供的一种航天器推进电源转换装置的结构示意图，参照图1，航天器推进电源转换装置100包括：电源输入接口101、开关模块102、驱动控制模块103、脉宽调制模块104、电源反馈模块105和电源输出接口106；电源输入接口101用于接入直流电源；电源输出接口106用于提供推进器电源；开关模块102连接于电源输入接口101和电源输出接口106之间，用于控制电源输入接口101和电源输出接口106之间的通断；电源反馈模块105包括第一反馈端和第二反馈端，第一反馈端与电源输入接口101连接，第二反馈端与电源输出接口106连接，电源反馈模块105用于根据推进器电源生成反馈信号，还根据直流电源生成保护信号；脉宽调制模块104与电源反馈模块105连接，用于根据反馈信号生成脉宽调制信号，还用于根据保护信号生成关断信号；驱动控制模块103分别与脉宽调制模块104和开关模块102的控制端连接，用于对脉宽调制信号和关断信号实施放大处理，利用放大后的脉宽调制信号控制开关模块102的通断频率，以调整推进器电源的电压等级，利用放大后的保护信号控制开关模块102保持关断。

其中，电源输入接口101是指接入电源的接口，能与储能电池、发电装置或其它任何为航天器推进器提供电源的电源装置连接。电源输出接口106是指与航天推进器连接并向航天推进器提供适当电源的接口。开关模块102是指设置于电源输入接口101与电源输出接口106之间的调节装置，能够通过自身的通断频率调节电源输出接口106输出的电源参数，电源参数包括电压值、电流值、电压增减速率和电流增减速率中的至少一个。

电源反馈模块105是指电源信号处理装置，能够根据电源输出接口106输出的推进器电源和需求电源，生成反馈信号，以调节电源输出接口106输出的推进器电源更加接近需求电源。电源反馈模块105还能够根据电源输入接口101接入的直流电源判断前级电源是否超负载运行，并在判断出前级电源超负载运行的情况下生成保护信号。推进器电源是指电源输出接口106输出的电源，可以包括输出电压和输出电流中的至少一种。需求电源是指用户需要电源输出的接口输出的电源，其种类与推进器电源对应。

脉宽调制模块104是指能够根据输入的信号生成对应脉宽调制信号的电路，能够根据电源反馈模块105输出的反馈信号生成对应占空比的脉宽调制信号，以控制电源输出接口106输出的电源参数。脉宽调制模块104还能够根据保护信号生成对应的关断信号，关断信号可以为连续的高电平或连续的低电平信号，经驱动控制模块103放大后能够控制开关模块102保持关断。驱动控制模块103是指为开关模块102提供驱动信号的装置，能够将脉宽调制模块104输出的脉宽调制信号进行放大处理，利用放大后的脉宽调制信号控制开关模块102的通断。示例性地，图2为本实用新型实施例提供的一种脉宽调制模块的结构示意图，参照图2，脉宽调制模块104包括型号为SG1525的脉宽调制芯片201，该脉宽调制芯片201集成度高，内置基准电压及运算比较器，运算比较器能够接收反馈信号和保护信号，并将反馈信号或保护信号与基准电压比较后输出脉宽调制信号或关闭信号(关闭信号可以为占空比为100％的脉宽调制信号)。SG1525脉宽调制芯片201由电源端V1供电，共设置16个管脚，其中，将SG1525脉宽调制芯片201输出端11号脚和14号脚连接接地端GND，1号脚连接电源反馈模块105105，并利用13号脚输出脉宽调制信号，13号脚与驱动控制模块103103连接，利用13号脚输出脉宽调制信号能够解决脉宽调制信号死区的问题，保证输出的脉宽调制信号可以达到100％的占空比。

具体地，在航天器推进电源转换装置100工作的过程中，电源输入接口101外接直流供电装置，以接入直流电源，示例性地，直流供电装置可以为储能电池。直流电源经开关模块102后转换为推进器电源，推进器电源的电源参数与开关模块102的开关频率有关。电源输出接口106外接电动推进器，为推进器提供推进器电源。电源反馈模块105与电源输出接口106连接，能够分析推进器电源的电源参数与用户需求电源的电源参数之间的差值并生成反馈信号，还能够根据直流电源与预设电源之间的差值判断是否发生负载过高，在负载过高的情况下对应生成保护信号。

示例性地，在直流供电装置未发生负载过高故障的情况下，电源反馈模块105生成反馈信号。脉宽调制模块104根据反馈信号生成对应的脉宽调制信号。脉宽调制信号经驱动控制模块103的放大，作用于开关模块102的控制端，以控制开关模块102两端之间的通断，实现对电源参数的控制。在直流供电装置发生负载过高故障的情况下，电源反馈模块105生成保护信号。脉宽调制模块104根据保护信号生成对应的关断信号。关断信号经驱动控制模块103的放大，作用于开关模块102的控制端，以控制开关模块102两端之间保持关断，实现对直流供电装置的保护。

本实用新型实施例提供的航天器推进电源转换装置设置有电源输入接口、开关模块、驱动控制模块、脉宽调制模块、电源反馈模块和电源输出接口，电源输入接口能够接入直流电源，电源输出接口能够向推进器提供推进器电源。开关模块设置于电源输入接口与电源输出接口之间，能够通过自身通断控制电源输出接口输出的电源参数。店员反馈模块能够根据推进器电源与用户需求电源之间的差值生成反馈信号，还能根据直流电源和预设电源之间差值生成保护信号。脉宽调制模块能够根据反馈信号生成对应的脉宽调制信号，经驱动控制模块的放大作用后控制开关模块的通断，实现对推进器电源的准确控制，提高了电源转换的稳定性。脉宽调制模块还能够根据保护信号生成关断信号，经驱动模块的放大后作用于开关模块，以控制开关模块保持关断，防止因负载过高造成的电源损坏，提高了电源转换的可靠性。

图3为本实用新型实施例提供的另一种航天器推进电源转换装置的结构示意图，参照图3，在前述实施例的基础上，航天器推进电源转换装置100还包括：滤波电感L1、滤波电容C1、二极管、储能电容C2和储能电感L2，滤波电感L1连接于开关模块102与电源输入接口101的正极1+之间。电源输入接口101的负极1-还与接地端连接。滤波电容C1连接于电源输出接口106的正负极之间。二极管与储能电感L2串联于电源输出接口106的正负极之间，储能电容C2的一端连接于二极管与储能电感L2的连接点上，另一端连接于滤波电感L1与开关模块102的连接点上。

其中，滤波电容C1和滤波电感L1的设置能够对电源输入接口101接入的直流电源起到滤波作用，减少电源输出接口106输出的电源信号中的交流分量，提高输出电源的质量。储能电容C2和储能电感L2的设置能够起到储能和放能功能，能够减缓电源的变化，防止电源突变造成的元器件损坏。二极管为防倒流二极管，二极管的设置能够使储能电感L2经储能电容C2所在支路进行充电。

本实施例提供的推进电源转换装置设置有滤波电感和滤波电容能够提高输出电源的电源质量，还设置储能电容和储能电感能够实现电能的存储和释放，防止电源突变造成的元器件损坏，进一步提高了电源转换装置的可靠性，提高推进电源转换装置的输出电源质量。

图4为本实用新型实施例提供的又一种航天器推进电源转换装置的结构示意图，参照图4，在前述实施例的基础上，电源反馈模块105还包括输出电压单元401、输出电流单元402和输入电压单元403，输入电压单元403与第一反馈端连接，输入电压单元403用于在直流电源的电压值低于第一电压等级的情况下，生成保护信号。输出电压单元401和输出电流单元402均与第二反馈端连接，输出电压单元401用于根据推进器电源的电压值生成第一反馈信号，输出电流单元402用于根据推进器电源的电流值生成第二反馈信号，其中，反馈信号包括第一反馈信号和第二反馈信号。

其中，输入电压单元403是指对电源输入接口101接入的直流电源的电压数据进行获取和分析的单元。输出电压单元401是指对电源输出接口106输出的推进器电源的电压数据进行获取和分析的单元。输出电流单元402是指对电源输出接口106输出的推进器电源的电流数据进行获取和分析的单元。保护信号是指输入电压单元403根据电源输入接口101输入的电压值生成的电源停止信号，能够使开关模块102持续关闭，以防止直流电源在负载过高的情况下持续运行。第一反馈信号是输出电压单元401根据推进器电源的电压值生成的电压控制信号，能够调整脉宽调制模块104输出的脉宽调制信号，实现对推进器电源的电压数据的控制。第二反馈信号是输出电流单元402根据推进器电源的电流值生成的电流控制信号，能够调整脉宽调制模块104输出的脉宽调制信号，实现对推进器电源的电流数据的控制。

具体地，输入电压单元403经第一反馈端，与电源输入接口101的正极1+连接，能够获取直流电源的电压信号，并对比直流电源的电压值与预设的第一电压等级的相对关系，在直流电源的电压值低于第一电压等级的情况下，生成保护信号，以实现开关模块102的持续关闭，防止直流电源负载过重引发故障。脉宽调制模块104能够根据保护信号生成关断信号，以控制开关模块102保持关断，实现对电源输入接口101所连电源装置的负载过高保护，防止电源装置因负载过高造成损坏，从而也保证了电源转换装置输出的电源质量。

输出电压单元401经第二反馈端，与电源输出接口106的正极2+连接，能够获取推进器电源的电压信号，并根据推进器电源的电压值生成第一反馈信号，以实现对电源输出接口106输出的电压的反馈控制。输出电流单元402也经第二反馈端，与电源输出接口106的正极2+连接，能够获取推进器电源的电流信号，并根据推进器电源的电流值生成第二反馈信号，以实现对电源输出接口106输出的电流的反馈控制。脉宽调制模块104能够根据第一反馈信号和第二反馈信号生成脉宽调制信号，脉宽调制信号的占空比与第一反馈信号和第二反馈信号相关。脉宽调制信号调节开关模块102的开关频率，实现对电源输出接口106所输出电压和电流的控制，实现推进器电源的反馈控制，提高航天器推进电源装换装置输出的电源的稳定性和准确性。

示例性地，输入电流单元可以经电流传感装置与电源输入接口101连接，电流传感装置能够采集直流电源的电流值，并将与直流电源的电流值相对应的通讯信号或电信号发送至输入电流单元。相似的，输出电流单元402也可以经电流传感装置与电源输出接口106连接，电流传感装置能够采集推进器电源的电流值，并将与推进器电源的电流值相对应的通讯信号或电信号发送至输出电流单元402。输出电压单元401可以经电压传感装置与电源输出接口106连接，电压传感装置能够采集推进器电源的电压值，并将与推进器电源的电压值相对应的通讯信号或电信号发送至输出电压单元401。输入电压单元403可以包括比较电路，比较电路可以比较直流电源的电压值与第一电压等级的相对关系，并根据判断结果生成保护信号。输出电压单元401和输出电流单元402可以均包括运算电路，运算电路能够根据推进器电源的电压信号或电流信号确定出对应的调节信号，进而生成反馈信号以实现控制开关模块102的通断时长和频率，达到控制推进器电源的电压信号和电流信号的作用。

本实施例提供的航天器推进电源转换装置设置了电源反馈模块，电源反馈模块包括输出电压单元、输出电流单元和输入电压单元，输出电压单元和输出电流单元能够根据推进器电源确定反馈信号，以调节脉宽调制单元输出的脉宽调制信号，实现对推进器电源的反馈调节，提高航天器推进电源装换装置输出的电源的稳定性和准确性。输入电压单元能够根据电源输入接口的直流电源的电压值确定外接的电源是否出现超负载运行的情况，在判断出现超负载运行的情况后输出保护信号，以控制脉宽调制模块输出关闭信号，以控制开关模块常关，停止推进器电源的输出，进一步提高了航天器推进电源转换装置的可靠性和稳定性。

图5为本实用新型实施例提供的一种驱动控制模块及其连接关系的示意图，参照图5，在前述实施例的基础上，可选地，驱动控制模块103包括第一放大驱动单元501，第一放大驱动单元501包括控制端c、第一输出端e和第二输出端f，第一放大驱动单元501的控制端c与脉宽调制模块104连接，第一放大驱动单元501的第一输出端e与开关模块102的第一端连接，第一放大驱动单元501的第二输出端f与开关模块102的控制端连接，第一放大驱动单元501用于根据脉宽调制信号调整第一输出端e与第二输出端f的电压差，以控制开关模块102的通断。

其中，第一放大驱动单元501是对脉宽调制信号进行放大并利用脉宽调制信号直接控制开关模块102的通断的电路单元。第一输出端e是指第一放大驱动单元501中与开关模块102的第一端连接的输出端。第二输出端f是指第一放大驱动单元501中与开关模块102的控制端连接的输出端。

具体地，第一放大驱动单元501对脉宽调制模块104输出的脉宽调制信号能够起到放大的作用。示例性地，一方面，第一放大驱动单元501的控制端c可以直接与脉宽调制模块104的输出端连接，在此情况下，驱动控制模块103对脉宽调制信号的放大作用为单次放大。另一方面，第一放大驱动单元501也可以经其他的放大装置间接与脉宽调制模块104的输出端连接，在此情况下，驱动控制模块103对脉宽调制信号可以实现多级放大，用户可以根据实际需求选择设置。

示例性地，开关模块102可以为PMOS管。第一放大驱动单元501还可以包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、稳压二极管D1和第一电阻R1，第一开关管Q1和第二开关管Q2的控制端均与第一放大驱动单元501的控制端c连接，第一开关管Q1的第一端与第一输出端e连接，第一开关管Q1的第二端与第二开关管Q2的第一端连接，第二开关管Q2的第二端与接地端GND连接；第一开关管Q1和第二开关管Q2的连接点与第二输出端f连接；第一输出端e还与第一放大驱动单元501的控制端c连接，稳压二极管D1和第一电阻R1并联于第一输出端e与第二输出端f之间。

第一开关管Q1和第二开关管Q2可以分别为结构不同的两种三极管，以实现两个三极管不同时导通，例如，第一开关管Q1为NPN三极管，第二开关管Q2为PNP三极管。第一开关管Q1用于在第一放大驱动单元501的控制端c接入高电位时导通，在第一开关管Q1导通且第二开关管Q2关断的情况下，第一输出端e和第二输出端f的电位相等，开关模块102中的PMOS管关断。第二开关管Q2用于在第一放大驱动单元501的控制端c接入低电位时导通，在第一开关管Q1关断且第二开关管Q2导通的情况下，第一输出端e的电压值大于第二输出端f的电压值且第一输出端e与第二输出端f之间的电位差大于预设值，此时开关模块102中的PMOS管导通。

此外，第一放大驱动单元501还可以包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8。第二电阻R2一端与第二输出端f连接，第二电阻R2的另一端与并联的稳压二极管D1和第一电阻R1的一个连接点连接，第二电阻R2的另一端还与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端与第一开关管Q1和第二开关管Q2的连接点连接。第四电阻R4的第一端连接于第二开关管Q2的第二端和接地端GND之间。第五电阻R5和第六电阻R6串联于第一放大驱动单元501的控制端c和第一开关管Q1的控制端之间，第五电阻R5与第六电阻R6的连接点经第七电阻R7与第一输出端e连接。第八电阻R8连接于第二输出端f与第一开关管Q1的第一端之间。

本实施例提供的航天器推进电源转换装置中的驱动控制模块设置有第一放大驱动单元，第一放大驱动单元设置有第一开关管和第二开关管两个放大驱动装置，第一放大驱动单元能够根据脉宽调制信号的电位高低实现不同的开关管开启，实现对开关模块的状态控制，对脉宽调制信号实施了放大处理，使得脉宽调制信号更适配开关模块的开关条件。

图6为本实用新型实施例提供的另一种驱动控制模块及其连接关系的示意图，参照图6，在前述实施例的基础上，可选地，驱动控制模块103还包括第二放大驱动单元502，第二放大驱动单元502的第一端与第一放大驱动单元501的控制端c连接，第二放大驱动单元502的第二端与接地端GND连接，第二放大驱动单元502的控制端与脉宽调制模块104连接，第二放大驱动单元502用于根据脉宽调制信号控制接地端GND与第一放大驱动单元501的控制端c之间的通断。

其中，第二放大驱动单元502是对脉宽信号进行放大处理的信号处理装置，连接于脉宽调制模块104和第一放大驱动单元501之间。在脉宽调制信号进入第一放大驱动单元501之前，第二放大驱动单元502对脉宽调制信号实施初级放大处理。

具体地，第二放大驱动单元502包括第三开关管Q3和第四开关管Q4，第三开关管Q3的第一端作为第二放大驱动单元502的第一端，与第一放大驱动单元501的控制端c连接；第三开关管Q3的第二端作为第二放大驱动单元502的第二端，与接地端GND连接；第四开关管Q4的第一端与电源端V1连接，第四开关管Q4的第二端与接地端GND连接，其中，电源端V1可以提供12V的直流电源，以控制第三开关管Q3的通断。第四开关管Q4的控制端作为第二放大驱动单元502的控制端，与脉宽调制模块104连接。第四开关管Q4能够根据脉宽调制模块104输出的脉宽调制信号的电位高低导通或关断，还能实现脉宽调制信号的第一次放大处理。第三开关管Q3能够根据第四开关管Q4的通断来切换自身通断，并实现脉宽调制信号的第二次放大处理。此外，第二放大驱动单元502还包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和定向二极管D2，第九电阻R9连接于第三开关管Q3的第二端与控制端之间，第十电阻R10连接于第四开关管Q4的第一端与第三开关管Q3的控制端之间，第十一电阻R11连接于电源端V1与第四开关管Q4的第一端之间，第十二电阻R12连接于第四开关管Q4的控制端与第二端之间，定向二极管D2连接于脉宽调制模块104的输出端与第四开关管Q4的控制端之间，第十三电阻R13连接于电源端V1与定向二极管D2的阴极之间。

示例性地，第一开关管Q1、第三开关管Q3与第四开关管Q4可以均为结构相同的三极管。第一开关管Q1、第三开关管Q3和第四开关管Q4可以均为PNP三极管，第二开关管Q2为NPN三极管。一种情况下，第四开关管Q4能够在脉宽调制信号为低电平时关断，此时第三开关管Q3的控制端直接与电源端V1连接，电源端V1提供的高电位使得第三开关管Q3导通。而第三开关管Q3的导通使得第一开关管Q1与第二开关管Q2的控制端的电位均被接地端GND拉低至接地电位，使得第二开关管Q2导通且第一开关管Q1关断。在此第二开关管Q2导通且第一开关管Q1关断的情况下，经第二开关管Q2的放大，第二输出端f的电压大于第一开关管Q1和第二开关管Q2控制端的电压，也大于第一输出端e的电压，且第一放大驱动单元501的第二输出端f与第一输出端e的电位差大于开关模块102的导通电位差，此时开关模块102导通。另一种情况下，第四开关管Q4能够在脉宽调制信号为高电平时导通，此时第三开关管Q3的控制端的电位被接地端GND拉低至接地电位，使得第三开关管Q3关断。而第三开关管Q3的关断使得第一开关管Q1与第二开关管Q2的控制端均与第一输出端e连接。第一输出端e与开关模块102的第一端连接，也就是与电源输入接口101的正极1+连接。电源输入接口101的正极1+电位能使第一开关管Q1导通且第二开关管Q2关断。在此第一开关管Q1导通且第二开关管Q2关断的情况下，第一放大驱动单元501的第一输出端e和第二输出端f的电位相等，此时开关模块102关断。

本实用新型实施例提供的航天器推进电源转换装置设置有电源输入接口、开关模块、驱动控制模块、脉宽调制模块、电源反馈模块和电源输出接口，电源输入接口能够接入直流电源，电源输出接口能够向推进器提供推进器电源。开关模块设置于电源输入接口与电源输出接口之间，能够通过自身通断控制电源输出接口输出的电源参数。店员反馈模块能够根据推进器电源与用户需求电源之间的差值生成反馈信号，还能根据直流电源和预设电源之间差值生成保护信号。脉宽调制模块能够根据反馈信号生成对应的脉宽调制信号，经驱动控制模块的放大作用后控制开关模块的通断，实现对推进器电源的准确控制，提高了电源转换的稳定性。脉宽调制模块还能够根据保护信号生成关断信号，经驱动模块的放大后作用于开关模块，以控制开关模块保持关断，防止因负载过高造成的电源损坏，提高了电源转换的可靠性。

上述产品可执行本实用新型任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种航天器推进电源转换装置，其特征在于，包括：

电源输入接口、开关模块、驱动控制模块、脉宽调制模块、电源反馈模块和电源输出接口；

所述电源输入接口用于接入直流电源；所述电源输出接口用于提供推进器电源；

所述开关模块连接于所述电源输入接口和所述电源输出接口之间，用于控制所述电源输入接口和所述电源输出接口之间的通断；

所述电源反馈模块包括第一反馈端和第二反馈端，所述第一反馈端与所述电源输入接口连接，所述第二反馈端与所述电源输出接口连接，所述电源反馈模块用于根据所述推进器电源生成反馈信号，还根据所述直流电源生成保护信号；

所述脉宽调制模块与所述电源反馈模块连接，用于根据所述反馈信号生成脉宽调制信号，还用于根据所述保护信号生成关断信号；

所述驱动控制模块分别与所述脉宽调制模块和所述开关模块的控制端连接，用于对所述脉宽调制信号和所述关断信号实施放大处理，利用放大后的所述脉宽调制信号控制所述开关模块的通断频率，以调整所述推进器电源的电压等级，利用放大后的所述保护信号控制所述开关模块保持关断。

2.根据权利要求1所述的航天器推进电源转换装置，其特征在于，还包括：滤波电感，所述滤波电感连接于所述开关模块与所述电源输入接口的正极之间。

3.根据权利要求2所述的航天器推进电源转换装置，其特征在于，还包括：滤波电容，所述滤波电容连接于所述电源输出接口的正负极之间。

4.根据权利要求2所述的航天器推进电源转换装置，其特征在于，还包括：二极管、储能电感和储能电容，所述二极管与所述储能电感串联于所述电源输出接口的正负极之间，所述储能电容的一端连接于所述二极管与所述储能电感的连接点上，另一端连接于所述滤波电感与所述开关模块的连接点上。

5.根据权利要求1所述的航天器推进电源转换装置，其特征在于，所述电源反馈模块还包括输出电压单元、输出电流单元和输入电压单元，所述输入电压单元与所述第一反馈端连接，所述输入电压单元用于在所述直流电源的电压值低于第一电压等级的情况下，生成所述保护信号；

所述输出电压单元和所述输出电流单元均与所述第二反馈端连接，所述输出电压单元用于根据所述推进器电源的电压值生成第一反馈信号，所述输出电流单元用于根据所述推进器电源的电流值生成第二反馈信号，其中，所述反馈信号包括所述第一反馈信号和所述第二反馈信号。

6.根据权利要求1所述的航天器推进电源转换装置，其特征在于，所述驱动控制模块包括第一放大驱动单元，所述第一放大驱动单元包括控制端、第一输出端和第二输出端，所述第一放大驱动单元的控制端与所述脉宽调制模块连接，所述第一放大驱动单元的第一输出端与所述开关模块的第一端连接，所述第一放大驱动单元的第二输出端与所述开关模块的控制端连接，所述第一放大驱动单元用于根据所述脉宽调制信号调整所述第一输出端与所述第二输出端的电压差，以控制所述开关模块的通断。

7.根据权利要求6所述的航天器推进电源转换装置，其特征在于，所述第一放大驱动单元还包括第一开关管、第二开关管、稳压二极管和第一电阻，所述第一开关管和所述第二开关管的控制端均与所述第一放大驱动单元的控制端连接，所述第一开关管的第一端与所述第一输出端连接，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端与接地端连接；所述第一开关管和所述第二开关管的连接点与所述第二输出端连接；所述第一输出端还与所述第一放大驱动单元的控制端连接，所述稳压二极管和所述第一电阻并联于所述第一输出端与所述第二输出端之间；所述第一开关管用于在所述第一放大驱动单元的控制端接入高电位时导通，所述第二开关管用于在所述第一放大驱动单元的控制端接入低电位时导通。

8.根据权利要求7所述的航天器推进电源转换装置，其特征在于，所述驱动控制模块还包括第二放大驱动单元，所述第二放大驱动单元的第一端与所述第一放大驱动单元的控制端连接，所述第二放大驱动单元的第二端与接地端连接，所述第二放大驱动单元的控制端与所述脉宽调制模块连接，所述第二放大驱动单元用于根据所述脉宽调制信号控制所述接地端与所述第一放大驱动单元的控制端之间的通断。

9.根据权利要求8所述的航天器推进电源转换装置，其特征在于，所述第二放大驱动单元包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的第一端作为所述第二放大驱动单元的第一端，与所述第一放大驱动单元的控制端连接；所述第三开关管的第二端作为所述第二放大驱动单元的第二端，与所述接地端连接；所述第四开关管的第一端与电源端连接，所述第四开关管的第二端与所述接地端连接；所述第四开关管的控制端作为所述第二放大驱动单元的控制端，与所述脉宽调制模块连接。

10.根据权利要求9所述的航天器推进电源转换装置，其特征在于，所述第一开关管、所述第三开关管和所述第四开关管的结构类型相同，均与所述第二开关管不同。

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