KR100414690B1 - 인공위성용 배터리 전원 자동 전환 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발사체에 장착된 인공위성의 배터리 인 플라이트 점퍼(In-Flight Jumper)를 사람이 교체하는 위험요소를 배제시키고 안정적인 발사모드를 제공하는 장치에 관한 것으로, 발사 전 지상 제어 명령으로 위성 전원을 제어할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 본 발명은 배터리에서 위성 버스로 래치 형태의 릴레이를 통하여 전력을 공급하게 하되 상기 래치형 릴레이와 병렬로 일반 릴레이를 설치하여 래치형의 릴레이가 실패할 경우에 일반 릴레이가 작동되어 전력이 공급되게 하고, 상기 릴레이는 래치형 릴레이의 출력과 전압 조절기에서의 전원을 구동회로에서 비교하여 제어되게 함으로써 이루어진다.

Description

인공위성용 배터리 전원 자동 전환 장치{Automatic Battery Power Switching Device for Spacecraft}

본 발명은 발사체에 장착된 인공위성의 배터리 인 플라이트 점퍼(In-Flight Jumper)를 발사체의 발사 전 사람에 의한 부가적인 작업 없이 지상 제어 명령으로 위성 전원을 제어할 수 있도록 한 인공위성용 배터리 전원 자동 전환장치에 관한 것으로, 인 플라이트 점퍼를 사람이 교체하는 위험요소를 배제시키고 안정적인 발사모드를 제공하는 것이다.

인공위성이 발사체에 장착되어 있을 동안 배터리는 만 충전 상태를 유지하기 위하여 세류 충전 모드(Trickle charge mode)로 연속적으로 배터리를 충전시켜 주어야 하며, 또한 위성의 시험을 위하여 위성 자체의 전력소모가 있을 경우 외부 전원을 공급할 수도 있어야 한다. 즉, 위성 발사 전에는 외부로부터 전원을 공급하다 발사 직전 배터리와 연결하여 발사가 되어야 하는데 이 경우 외부 전원을 사용하기 위하여 별도의 컨넥터를 사용하다 발사 직전 배터리와 연결되도록 컨넥터를 교체하는 인 플라이트 점퍼(In-Flight Jumper)가 사용된다.

그러나, 인 플라이트 점퍼(In-Flight Jumper)를 사용하는 경우 사람이 발사체에서 직접 교체 작업을 수행하여야 하기 때문에 위성 자체나 교체 인원이 매우 위험한 상황에서 처할 수 있는 문제점이 있으며, 특히 액체 연료를 사용하는 발사체의 경우 발사 수 시간 이내에는 가급적이면 발사체에 사람의 접근을 금지하고 있기 때문에 해외의 일부 위성체는 지상에서 제어 가능한 릴레이를 위성체 배터리 출력에 연결하여 상기된 바와 같은 인위적인 작업을 하지 않도록 설계하여 주고 있다. 그러나 상기와 같이 하나의 릴레이를 배치하여 전원을 제어할 경우 실제 우주공간에서 어떠한 문제의 발생으로 릴레이에 결함이 발생할 경우 이를 해결할 방법이 없어 위성 전체의 수명이 종료되는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 위성체의 발사 전 인위적인 배터리 컨넥터 교체작업을 제거하는 동시에 위성운용시 발생할 수 있는 릴레이의 결함시에도 위성이 안전하게 운용될 수 있도록 하기 위하여 발사체에서의 배터리 전원을 부가적인 회로와 두 가지 타입의 릴레이를 통하여 위성체에 공급하도록 함으로써 발사직전의 부가적인 작업의 생략 및 릴레이 하나만 사용할 경우의 위성체 신뢰도 문제를 보강하여 신뢰도를 높일 수 있도록 한 것이다.

이러한 본 발명은 배터리 전원이 래치 형태의 릴레이를 통하여 공급되게 하되 상기 래치 형태의 릴레이는 인터페이스와 위성체의 제어명령에 의해 제어되게 하고, 상기 래치 형태의 릴레이와 병렬로 릴레이를 설치하되 상기 릴레이는 래치 형태의 릴레이 출력과 전압 조절기의 출력을 구동회로에서 비교하여 제어되게 함으로써 이루어진다.

도 1 은 본 발명의 실시예 회로도

도 2 는 본 발명의 릴레이 전원 공급 상태 설명도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10 : 배터리 20 : 위성체

21 : 인터페이스 30 : 래치 형태 릴레이

31 : 일반 릴레이 40 : 릴레이 구동회로

50 : 전압 조절기

본 발명은 배터리(10)의 전원을 위성체 주전원 버스로 전달하기 위한 래치 형태의 릴레이(30)와, 상기 래치 형태의 릴레이(30)를 온/오프 시키는 제어명령을 인가시키는 인터페이스(21) 및 위성체(20)와, 상기 래치 형태의 릴레이(30)와 병렬로 연결되어 위성체 주 전원 버스로 전원을 공급하는 릴레이(31)와, 상기 릴레이(31)를 래치 형태의 릴레이(30) 출력을 검출하여 구동시키는 구동회로(40)와, 상기 구동회로(40)에 전원을 공급하는 전압 조절기(50)로 구성된다.

본 발명은 발사체에 장착된 인공위성의 배터리(10) 전원 연결 경로의 변경을 위험이 따르는 사람에 의한 변경을 막고 자동적으로 발사 전원 모드 변경을 할 수 있도록 하는 것으로, 배터리(10)의 전원은 스타트 시그널에 의해 ON된 후 영구자석에 의해 OFF되며 코일발열이 없고 영구자석의 사용으로 소음이 없는 특징을 갖는 래치 형태의 릴레이(30)를 통하여 위성체(20)의 주 전원 버스로 연결되어 전원을 공급할 수 있도록 하며, 만약 래치 형태의 릴레이(30)에 이상이 발생할 경우, 위성체의 전원을 공급하기 위해 콘트롤 시그널로 여자코일을 여자시켜 전원을 공급 하도록 하는 비래치 형태의 일반 릴레이(31)를 상기 래치 형태의 릴레이(30)와 병렬로 연결하여 래치 형태의 릴레이(30)가 작동하지 않을 경우 일반릴레이(31)를 작동시켜 전원공급이 이루어지도록 한다.

상기 래치 형태의 릴레이(30)의 온/오프 제어를 위하여 위성체(20) 및 인터페이스(21)를 통한 제어 명령이 제공될 수 있어야 하는데 이는 발사체에 장착된 위성의 시험시에는 외부 전원을 사용하다 발사가 될 시점에서는 배터리의 전원을 사용하기 위한 것으로, 상기 래치 형태의 릴레이(30)는 스타트 시그널에 의해 ON된 후 영구자석에 의해 제거되므로 코일전류를 소모하지 않으면서도 코일 발열을 막을 수 있다.

또한, 래치 형태의 릴레이(30)에 이상이 발생하였을 경우, 일반 형태의 릴레이(31)를 구동하기 위한 구동회로(40)가 제공되어야 하는데 이는 래치 형태의 릴레이(30)의 고장시 신속하게 위성체에 전원을 연속적으로 공급할 수 있도록 하기 위함으로, 일반 릴레이(31)는 코일 전류의 소모와 코일 발열의 문제가 있으나 신속하게 작동하여 연속적인 전원 공급이 가능하게 된다.

구동회로(40)는 래치 형태의 릴레이(30) 출력과 전압 조절기(50)의 출력을 비교기로 비교하여 래치 형태의 릴레이(30)가 동작하지 않을 때 하이 레벨의 출력을 제공하여 일반 릴레이(31)를 구동시키도록 하므로써 래치 형태의 릴레이(30)가 작동되지 않더라도 일반 릴레이(31)를 통한 전원공급이 이루어지게 된다.

또한, 구동회로를 동작시킬 수 있도록 하기 위한 +5V의 전원을 공급해 줄 수 있는 전압 조절기(50)가 장착되어야 한다.

도 2 는 이상 상태에서의 릴레이 동작에 대한 모의 실험 결과를 나타내는 것으로서 정상적인 상태에서는 래치 형태의 릴레이(30)가 작동하여 위성체의 주 전원 버스에 전원이 공급되다 이상 상태가 발생할 경우 일반 형태의 릴레이(31)가 작동하여 위성체의 주 전원 버스에 전원이 공급되는 것을 나타내고 있다.이같이 본 발명을 발사모드시 연속작동하야 하는 릴레이(30)는 래치 형태를 사용하여 코일전류를 소비하지 않고 코일발열도 없는 상태에서 배터리(10)의 전원 공급이 가능하게 하고, 상기 래치 형태의 릴레이(30)가 고장났을 경우 이를 구동회로(40)에서 검출하여 신속하게 작동하는 일반 릴레이(31)를 구동시켜 배터리(10)의 전원 공급이 차단되는 문제를 해결하여 안정적인 발사 모드를 제공하는 것이다.

본 발명은 발사체에 장착된 인공위성의 배터리 인 플라이트 점퍼를 사람이교체하는 위험요소를 배제시키고 자동적인 발사모드가 되게 하는 것으로, 부가적인 행동 없이 자동으로 위성을 발사할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 배터리 전원을 위성체의 주 전원 버스로 공급하는 래치 형태의 릴레이와,

   상기 래치 형태의 릴레이에 제어 명령을 가하여 온/오프 구동시키는 위성체 및 인터페이스와,

   상기 래치 형태의 릴레이와 병렬로 연결되는 일반 릴레이와,

   상기 일반 릴레이를 래치 형태의 릴레이 출력과 전압 조절기의 출력을 비교하여 온/오프 구동시키는 구동회로를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 인공위성용 배터리 전원 자동 전환장치.
2. 제 1 항에서, 일반 릴레이는 비래치형의 릴레이인 것을 특징으로 하는 인공위성용 배터리 전원 자동 전환장치.