KR101459048B1

KR101459048B1 - 레귤레이터 및 이를 포함하는 인공위성용 분리장치의 구동장치

Info

Publication number: KR101459048B1
Application number: KR1020100139200A
Authority: KR
Inventors: 구자춘; 김의찬; 박성우; 박희성; 장진백; 이상곤
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2014-11-12
Also published as: KR20140124879A

Abstract

본 발명은 레귤레이터 및 이를 포함하는 인공위성용 분리장치의 구동장치에 관한 것으로, 부하 앞단에 위치하는 인공위성용 분리장치의 구동 장치에 포함되는 파이어 스위치로 전원을 인가하는 레귤레이터는 상기 파이어 스위치를 단락시키는 파이어 펄스 명령에 동기화되어 설정된 윈도우 시간만큼 상기 파이어 스위치로 전원을 인가하는 레귤레이터부, 브레이커 ON 명령 또는 브레이커 OFF 명령에 따라 상기 파이어 스위치로 연속적으로 전원을 인가하는 브레이커부를 포함함으로써, 프리암 스위치, 암 스위치 및 파이어 스위치가 순차적으로 단락(ON)되어 캐리-온리(carry only)상태가 된 이후에 레귤레이터를 구동시켜 스위치들이 단락된 이후에 스위치들(암, 파이어 스위치)에 전류를 인가함으로써, 인공위성용 분리장치의 구동장치에 포함되는 스위치들(프리암, 암, 파이어 스위치)의 전류용량 사이즈를 최소화할 수 있다.
또한 레귤레이터는 출력 정전압보다는 출력 정전류를 우선적으로 동작되도록 설계함으로써, 분리장치의 동작 요구조건을 만족시키고 레귤레이터의 사이즈를 최소화할 수 있다.

Description

레귤레이터 및 이를 포함하는 인공위성용 분리장치의 구동장치{Regulator and driving apparatus of satellite separation device including it}

본 발명은 레귤레이터 및 이를 포함하는 인공위성용 분리장치의 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공위성용 분리장치를 안정적으로 구동할 수 있는 레귤레이터 및 이를 포함하는 인공위성용 분리장치의 구동장치에 관한 것이다.

인공위성의 전개장치는 발사 전에는 접혀 있다가 인공위성이 발사체로부터 분리된 후 전개되어야 한다. 또한 추진계에 사용하는 화학 물질은 유독성 가스로서 인공위성의 발사 전 지상에서의 취급에 안전성을 요한다. 이러한 이유로 인공위성용 분리장치는 적어도 프리암, 암, 파이어 스위치의 3단계에 거쳐서 최종 구동되도록 설계하여야 한다.

도 1은 종래 인공위성용 분리장치의 구동장치의 개략적인 구성도이다.

인공위성 분리장치의 구동장치는 도 1에서와 같이 프리암 스위치(10), 암 스위치(30), 파이어 스위치(40)의 3단계 스위치들과 레귤레이터(20)로 이루어져 있다.

이러한 구동장치는 인공위성용 분리장치를 구동하기 위해서 분리장치가 요구하는 전류를 인가해주어야 한다. 프리암 스위치(10), 암 스위치(30), 파이어 스위치(40)의 3단계 스위치들은 릴레이나 FET등과 같은 스위칭 소자가 이용된다. 분리장치는 폭발식 장치(EED, Electro Explosive Device)와 비폭발식 장치(NEA, Non Explosive Actuator)가 사용된다. 분리장치에 사용되는 대부분의 폭발식 장치 및 비폭발식 장치는 임피던스는 1ohm이고 동작시간은 5A 이상의 전류에서 수십 millisecond이내이다.

분리장치의 정밀 구동을 위해서 구동장치는 수십 millisecond의 전류 펄스 출력이 이루어져야 한다. 종래 기술에서는 프리암 스위치(10)를 이용하여 레귤레이터(20)에 전원을 인가하고 암 스위치(30) 및 파이어 스위치(40)를 단락시켜 펄스 출력이 이루어진다.

따라서, 종래 파이어 스위치(40)는 파이어 스위치(40)를 단락시킬 때 스위칭 전류를 고려해서 전류용량 사이즈가 커야하는 문제점이 있다.

또한 레귤레이터(20)는 정전압 출력으로만 동작하도록 설계하여 출력 전류를 제어하지 못하여 사이즈가 커지는 단점이 있다.

본 발명은 인공위성용 분리장치의 구동장치에 포함되는 스위치의 전류용량 사이즈를 감소시키고 레귤레이터의 사이즈를 감소시킬 수 있는 레귤레이터 및 이를 포함하는 인공위성용 분리장치의 구동장치를 제공한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 부하 앞단에 위치하는 인공위성용 분리장치의 구동 장치에 포함되는 파이어 스위치로 전원을 인가하는 레귤레이터가 제공된다. 이 레귤레이터는 상기 파이어 스위치를 단락시키는 파이어 펄스 명령에 동기화되어 설정된 윈도우 시간만큼 상기 파이어 스위치로 전원을 인가하는 레귤레이터부, 브레이커 ON 명령 또는 브레이커 OFF 명령에 따라 상기 파이어 스위치로 연속적으로 전원을 인가하는 브레이커부를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 전원과 연결되는 프리암 스위치, 상기 프리암 스위치의 출력단에 연결되어 상기 프리암 스위치를 통해 입력되는 전원을 조정하여 출력하는 레귤레이터, 상기 레귤레이터의 출력단에 연결되는 암 스위치, 상기 암 스위치와 부하 사이에 연결되는 파이어 스위치를 포함하는 인공위성용 분리장치의 구동장치가 제공된다. 이때, 본 발명의 인공위성용 분리장치의 구동장치의 상기 프리암 스위치, 상기 암 스위치 및 상기 파이어 스위치는 입력되는 제어신호에 의해 순차적으로 ON되며, 상기 레귤레이터는 상기 파이어 스위치의 ON, OFF를 제어하는 파이어 펄스 명령에 동기화되어 구동된다.

본 발명의 실시 예에서는 프리암 스위치, 암 스위치 및 파이어 스위치가 순차적으로 단락(ON)되어 캐리-온리(carry only)상태가 된 이후에 레귤레이터를 구동시켜 스위치들이 단락된 이후에 스위치들(암, 파이어 스위치)에 전류를 인가함으로써, 인공위성용 분리장치의 구동장치에 포함되는 스위치들(프리암, 암, 파이어 스위치)의 전류용량 사이즈를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 레귤레이터는 출력 정전압보다는 출력 정전류를 우선적으로 동작되도록 설계함으로써, 분리장치의 동작 요구조건을 만족시키고 레귤레이터의 사이즈를 최소화할 수 있다.

더하여, 본 발명의 레귤레이터는 브레이커 ON, OFF 명령에 따라 장기모드로 연속적으로 동작할 수 있으며, 파이어 스위치 ON, OFF 명령에 따라 단기모드로 수십 millisecond 이내로 동작할 수 있다.

도 1은 종래 인공위성용 분리장치의 구동장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 레귤레이터를 포함하는 인공위성용 분리장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레귤레이터의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 레귤레이터가 파이어 펄스 명령에 따른 동작 특성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 레귤레이터의 브레이커 명령에 따른 동작 특성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 레귤레이터의 동기화 회로, 릴레이 및 윈도우 처리기의 일 실시 예를 도시한 회로도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 레귤레이터 및 이를 포함한 인공위성용 분리장치의 구동장치에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 레귤레이터를 포함하는 인공위성용 분리장치의 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레귤레이터의 개략적인 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 레귤레이터를 포함하는 인공위성용 분리장치는 전원과 레귤레이터(200) 사이에 위치하여 레귤레이터(200)에 전원을 인가하는 프리암 스위치(100)와, 프리암 스위치(100)를 통해 입력되는 전원을 조정하여 출력하는 레귤레이터(200)와, 레귤레이터(200)의 후단에 위치하여 레귤레이터(200)의 출력 전원을 파이어 스위치(400)로 인가하는 암 스위치(300)와, 암 스위치(300)와 부하 사이에 연결되어 암 스위치(300)를 통해 입력되는 전원을 부하에 전달하는 파이어 스위치(400)를 포함한다.

이때, 본 발명에서는 분리장치를 구동하기 위해서 프리암 스위치(100), 암 스위치(300) 및 파이어 스위치(400)가 순차적으로 동작해야 하며, 본 발명의 레귤레이터(200)는 파이어 스위치(400)의 단락 명령에 동기되어 동작한다.

즉, 본 발명의 레귤레이터(200)는 프리암 스위치(100), 암 스위치(300) 및 파이어 스위치(400)가 순차적으로 단락(ON)되어 캐리-온리(carry only)상태가 된 이후에 레귤레이터(200)를 구동시켜 스위치들이 단락된 이후에 스위치들(암, 파이어 스위치)에 전류를 인가함으로써, 인공위성용 분리장치의 구동장치에 포함되는 스위치들(프리암, 암, 파이어 스위치)의 전류용량 사이즈를 최소화할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 레귤레이터(200)는 크게 레귤레이터부(200-1)와 브레이커부(200-2)를 포함한다.

레귤레이터부(200-1)는 입력필터(211), 레귤레이터 FET 스위치(212), 출력필터(213), 출력 전류 센서(214), 보조전원(215), 레귤레이터 FET 드라이버(216), 전류 에러 증폭기(217), 동기화 회로(218), 오실레이터(219), 전압 에러 증폭기(220), 릴레이(221), 윈도우 처리기(222)를 포함한다.

브레이커부(200-2)는 과전류 센서(251), 브레이커 FET 스위치(252), 전류 비교기(253), 브레이커 FET 드라이버(254), 전압 비교기(255)를 포함한다.

우선, 입력필터(211)는 레귤레이터부(200-1)의 입력으로 들어오거나 방출되는 노이즈를 제거한다. 레귤레이터 FET 스위치(212)는 레귤레이터 FET 드라이버(216)에 의해 스위치의 ON, OFF 듀티비(duty rate)가 결정되며, 레귤레이터 FET 스위치(212)의 듀티비에 따라 레귤레이터부(200-1)의 출력 전압(전류)가 제어된다. 출력필터(213)는 레귤레이터부(200-1)의 출력으로 방출되는 노이즈를 제거한다. 보조전원(215)은 레귤레이터(200)에 필요한 내부 전원을 공급한다. 오실레이터(219)는 레귤레이터부(200-1) 및 브레이커부(200-2)의 FET 드라이버(216, 254)에 필요한 스위칭 클럭을 공급한다. 출력 전류 센서(214)는 레귤레이터부(200-1)의 출력전류를 측정하고, 측정한 출력전류를 전류 에러 증폭기(217)로 출력한다. 레귤레이터부(200-1)의 출력전압은 레귤레이터부(200-1)의 출력 전압 제어를 위해 전압 에러 증폭기(220)로 입력된다.

전류 에러 증폭기(217)는 출력 전류 센서(214)로부터 입력되는 출력전류와 기준 전류를 비교하여 출력전류가 기준 전류보다 큰 경우 전류 에러 신호를 출력한다. 또한, 전압 에러 증폭기(220)는 레귤레이터부(200-1)의 출력전압과 기준전압을 비교하여 출력전압이 기준 전압보다 큰 경우 전압 에러 신호를 출력한다.

전류 에러 신호 및 전압 에러 신호는 OR 기능을 갖는 논리회로를 거쳐 레귤레이터 FET 드라이버(216)로 입력된다. 이때 전류 에러 신호와 전압 에러 신호 중에서 전류 에러 신호가 우선 순위로 동작된다. 즉, 레귤레이터 FET 드라이버(216)는 전류 에러 신호가 입력되면 전압 에러 신호가 입력되지 않았더라도 레귤레이터 FET 스위치(212)를 개방시킨다.

보다 구체적으로, 레귤레이터 FET 드라이버(216)는 전류 에러 신호가 입력되면 레귤레이터 FET 스위치(212)의 ON/OFF 타임을 제어하여 레귤레이터부(200-1)의 출력 전류가 항상 일정한 정전류가 되도록 우선적으로 제어한다. 다음으로, 부하가 개방되거나 레귤레이터부(200-1)의 출력전류가 설정된 전류 이하가 되면 레귤레이터 FET 드라이버(216)는 레귤레이터 FET 스위치(212)의 ON/OFF 타임을 제어하여 레귤레이터부(200-1)의 출력전압이 일정한 정전압이 되도록 제어한다.

동기화 회로(218)는 파이어 스위치(400)를 구동하기 위한 파이어 펄스 명령과 동기되어 동작하고, 파이어 펄스 명령이 복수일 경우 동기화 회로(218)는 각각의 파이어 펄스 명령을 OR하여 하나의 파이어 펄스 명령에도 동기화 된다.

릴레이(221)는 레귤레이터(200)가 파이어 펄스 명령에 동기되어 수십 millisecond의 펄스를 출력하는 단기모드로 선택되거나, 브레이커 ON, OFF 명령에 따라 연속적으로 펄스를 출력하는 장기모드로 선택될 수 있다.

보다 구체적으로, 릴레이(221)는 동기화 회로(218)로부터 동기화 신호가 입력되면 동기화 릴레이를 구동시켜 윈도우 처리기(222)와 연결된다. 윈도우 처리기(222)는 R, C를 조정하여 설정된 지연시간이 경과된 이후에 브레이커 FET 드라이버(254)로 high level를 출력하고, 브레이커 FET 드라이버(254)는 윈도우로 처리기(222)에 설정된 윈도우 시간만큼 브레이커 FET 스위치(252)를 ON(단락)시킨다.

릴레이(221)는 동기화 회로(218)로부터 적어도 하나의 동기화 신호도 입력되지 않으면 동기화 릴레이를 구동시켜 윈도우 처리기(222)와 연결된다. 윈도우 처리기(222)는 브레이커 FET 드라이버(254)로 low level를 출력하고, 브레이커 FET 드라이버(254)는 브레이커 FET 스위치(252)를 OFF(개방)시킨다.

이때, 동기화 신호에 의해 윈도우 처리기(222)가 브레이커 FET 드라이버(254)로 high level 신호를 출력하는 시간(윈도우 시간)은 윈도우 처리기(222)에 의해 결정된다.

릴레이(221)는 브레이커 ON 명령이 입력되면 브레이커 릴레이를 구동시켜 윈도우 처리기(222)와 연결되어 윈도우 처리기(222)를 장기모드로 동작할 수 있도록 한다. 윈도우 처리기(222)는 브레이커 FET 드라이버(254)로 high level를 출력하고, 브레이커 FET 드라이버(254)는 브레이커 FET 스위치(252)를 ON(단락)시킨다.

릴레이(221)는 브레이커 OFF 명령이 입력되면 브레이커 릴레이를 구동시켜 릴레이(221)는 윈도우 처리기(222)와 연결되어 윈도우 처리기(222)를 단기모드로 동작할 수 있도록 한다. 그러면, 윈도우 처리기(222)는 브레이커 FET 드라이버(254)로 low level을 출력하고, 브레이커 FET 드라이버(254)는 브레이커 FET 스위치(252)를 OFF(개방)시킨다.

윈도우 처리기(222)는 파이어 펄스 명령과 동기된 신호에 따라 브레이커부(200-2)를 구동하는 지속시간을 제어한다. 파이어 스위치(400)가 carry-only로 동작하도록 하기 위해 윈도우 처리기(222)에서 설정하는 "윈도우 시간"은 파이어 펄스 명령 시간보다 짧게 설정한다.

또한, 윈도우 처리기(222)는 브레이커 ON 명령 및 브레이커 OFF 명령에 따라 레귤레이터(200)를 동작시키기 위해 브레이커 FET 드라이버(254)로 구동신호를 출력한다.

그러나, 본 발명의 다른 실시 예에서는 레귤레이터(200)를 연속적으로 동작시키기 위해서 브레이커 ON 명령 및 브레이커 OFF 명령을 윈도우 처리기(222)를 거치지 않고 직접적으로 브레이커 FET 드라이버(254)로 출력할 수도 있다.

레귤레이터부(200-1)의 출력단과 연결되는 과전류 센서(251)는 레귤레이터부(200-1)의 출력 전류를 센싱하여 전류 비교기(253)로 출력한다. 전류 비교기(253)는 과전류 센서(251)의 출력 전류와 기준 전류를 비교하여, 레귤레이터부(200-1)의 출력 전류가 기준 전류 이상인 과전류가 발생한 경우 브레이커 FET 드라이버(254)를 제어하여 브레이커 FET 스위치(252)가 OFF되게 한다.

브레이커부(200-2)의 출력전압은 전압 비교기(255)에서 기준 전압과 비교되며, 전압 비교기(255)는 브레이커부(200-2)의 출력 전압이 기준 전압 이상인 과전압이 발생할 경우 브레이커 FET 드라이버(254)를 제어하여 브레이커 FET 스위치(252)가 OFF 되게 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 레귤레이터가 파이어 펄스 명령에 따른 동작 특성도이다.

도 4에서와 같이 레귤레이터(200)는 단기모드로 동작하기 위한 채널에서는 파이어 스위치(400)를 래칭(latching) 타입으로 사용한다.

파이어 펄스 명령에 의해 파이어 스위치(400)는 단락되고, 동기화 회로(218)및 윈도우 처리기(222)에서 소요되는 지연시간 후에 레귤레이터(200)는 ON되고, 윈도우 처리기(222)에서 설정된 윈도우 시간 이후에 레귤레이터(200)는 OFF 된다. 이때, 윈도우 처리기(222)에 설정된 윈도우 시간은 수십 millisecond 이내로 파이어 펄스 명령에 따라 레귤레이터(200)는 단기모드로 구동된다.

"레귤레이터 동작 경우 A"는 레귤레이터(200) 구동 지속시간 내에 부하가 개방된 경우에 레귤레이터(200)의 출력전압 및 출력전류 특성이다.

부하가 개방되기 전에 레귤레이터(200)는 정전류 우선제어로 동작하여 설정된 정전류가 출력되도록 레귤레이터(200)를 제어한다. 부하가 개방되면 정전압으로 제어한다.

보다 구체적으로, 본 발명의 레귤레이터 FET 드라이버(216)는 전류 에러 신호가 입력되면 레귤레이터 FET 스위치(212)의 ON/OFF 타임을 제어하여 레귤레이터부(200-1)의 출력 전류가 항상 일정한 정전류가 되도록 우선적으로 제어한다. 다음으로, 부하가 개방되면 레귤레이터 FET 드라이버(216)는 레귤레이터 FET 스위치(212)의 ON/OFF 타임을 제어하여 레귤레이터부(200-1)의 출력전압이 일정한 정전압이 되도록 제어한다.

"레귤레이터 동작 경우 B 및 C"는 레귤레이터(200) 구동 지속시간 동안 부하가 존재하는 경우에 레귤레이터(200)의 출력전압 및 출력전류 특성이다. 부하에 따라 레귤레이터(200)는 정전류 우선제어로 동작하거나 정전압 제어로 동작한다.

대부분의 인공위성 분리장치의 임피던스는 1ohm 정도이고 동작시간은 5A 이상의 전류에서 수 millisecond 이내이다. 본 발명에서 정전류는 대부분의 인공위성 분리장치에서 요구하는 5A에 마진 20%를 고려하여 6A로 설정한다. 대부분의 인공위성 분리장치의 동작시간은 수 millisecond 이내이기 때문에, 본 발명에 따른 레귤레이터(200)는 정전류 우선제어로 동작하다가 부하가 개방되면 정전압으로 동작하는 도 4의 "레귤레이터 동작 경우 A"로 동작된다.

이와 같이, 본 발명에서는 레귤레이터(200)가 출력 정전압보다는 출력 정전류를 우선적으로 동작되도록 설계함으로써, 분리장치의 동작 요구조건을 만족시키고 레귤레이터(200)의 사이즈를 최소화할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 레귤레이터의 브레이커 명령에 따른 동작 특성도이다.

도 4에서와 같이 레귤레이터(200)를 장기모드로 연속적으로 동작하기 위한 채널에서는 파이어 스위치(400)를 비래칭(non-latching) 타입으로 사용한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 파이어 스위치 ON 명령에 대응되는 파이어 ON 펄스 명령이 입력되면, 비래칭 타입 파이어 스위치는 단락되고 파이어 스위치 OFF 명령에 대응되는 파이어 스위치 OFF 펄스 명령이 입력될 때 비래칭 타입 파이어 스위치는 개방된다.

브레이커 ON 명령에 대응되는 브레이커 ON 펄스 명령이 입력되면, 레귤레이터(200)는 구동을 시작하여, 브레이커 OFF 명령에 대응되는 브레이커 OFF 펄스명령이 입력될 때까지 연속적으로 구동된다. 이와 같이, 레귤레이터(200)가 구동되는 동안 레귤레이터(200)는 부하에 따라 정전류 우선제어로 동작하거나 정전압 제어로 동작할 수 있다.

파이어 스위치(400)를 비래칭 타입으로 사용할 경우에는 브레이커 ON, OFF 펄스명령이 레귤레이터(200)를 연속적으로 구동시키는 장기모드 제어신호라면, 파이어 스위치(400)를 래칭 타입으로 사용할 경우에는 파이어 스위치 ON, OFF 펄스명령이 레귤레이터(200)를 수십 millisecond 이내로 동작시키는 단기모드 제어신호이다.

이와 같이, 본 발명에서는 레귤레이터(200)가 브레이커 ON, OFF 명령에 따라 장기모드로 연속적으로 동작할 수 있으며, 파이어 스위치 ON, OFF 명령에 따라 단기모드로 수십 millisecond 이내로 동작할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 레귤레이터의 동기화 회로, 릴레이 및 윈도우 처리기의 일 실시 예를 도시한 회로도이다.

동기화 회로(218)에는 복수의 파이어 펄스 명령이 입력될 수 있으며, 도 6에서는 파이어 펄스 명령 1 및 2가 입력되는 것으로 도시하였다.

파이어 펄스 명령1은 저항(R1), 트랜지스터(TR1), 다이오드(D1, D2)로 구성된 동기화 회로(218)로 입력된다. 파이어 펄스 명령2는 저항(R2), 트랜지스터(TR2), 다이오드(D7, D8)로 구성된 동기화 회로(218)로 입력된다. 파이어 펄스 명령1 및 파이어 펄스 명령2는 동기화 회로(218)를 통해 OR되고 릴레이(221)의 동기화 릴레이를 구동한다.

윈도우 처리기(222)는 다이오드(D23), 저항(R4), 전류 미러, 분압기, 비교기1 및 비교기2로 구성된다. 비교기1은 레귤레이터부(200-1)를 동작시키기 위한 임계치를 판단하기 위해 사용되고 비교기2는 브레이커부(200-2)를 동작시키기 위한 임계치를 판단하기 위해 사용된다. 전류 미러는 입력전원(Vcc), 저항(R5, R6, R7), 트랜지스터(TR3, TR4) 및 캐패시터(C1)로 구성된다. 분압기는 저항(R8, R9, R10)으로 구성된다.

브레이커 ON 명령은 릴레이(221)의 브레이커 릴레이를 제1 모드로 구동시켜 제너 다이오드(D23) anode 단자를 동기화 릴레이를 거쳐 접지시킨다. 윈도우 처리기(222)의 캐패시터(C1)는 전류 미러에 의해 정전류가 충전된다. 캐패시터(C1)에 충전된 전압이 분압기의 제1 전압(V1)보다 크게 되면 비교기2의 출력은 high level이 되어, 브레이커 FET 드라이버(254)를 통해 브레이커 FET 스위치(252)가 단락된다.

제너 다이오드(D23)은 캐패시터(C1)에 충전된 전압을 V2 보다 낮은 전압으로 클램프시켜 레귤레이터(200)를 연속적으로 동작시킨다.

브레이커 OFF 명령은 릴레이(221)의 브레이커 릴레이를 제2 모드로 구동시켜 제너 다이오드(D23) cathode 단자를 동기화 릴레이를 거쳐 접지킴으로써, 윈도우 처리기(222)에서 제너 다이오드(D23)를 제외시킨다. 브레이커 OFF 명령으로 캐패시터(C1)에 충전된 전압이 제2 전압(V2) 보다 크게 되면 비교기1의 출력은 low level이 되어 브레이커 FET 드라이버(254)를 통해 브레이커 FET 스위치(252)를 개방시킨다.

파이어 펄스 명령1 또는 2는 동기화 릴레이를 구동시켜 저항(R4)와 저항(R3)를 연결한다. 캐패시터(C1)에 충전된 전압이 분압기의 V1 전압보다 크게 되면 비교기2의 출력은 high level이 되어 브레이커 FET 스위치(252)를 단락시키고, 캐패시터(C1)에 충전된 전압이 V2 보다 높게 되면 비교기1의 출력은 low level이 되어 브레이커 FET 스위치(252)를 개방시킨다.

파이어 펄스 명령이 입력된 후 지연시간은 저항(R5) 및 캐패시터(C1)의 시정수로 설정한다. 또한 파이어 스위치(400)가 carry-only로 동작하도록 하기 위해 윈도우 처리기(222)에서 설정하는 윈도우 시간은 분압기로 분압되는 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)으로 설정한다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 프리암 스위치
200: 레귤레이터
200-1: 레귤레이터부
200-2: 브레이커부
216: 레귤레이터 FET 드라이버
217: 전류 에러 증폭기
218: 동기화 회로
220: 전압 에러 증폭기
221: 릴레이
222: 윈도우 처리기
300: 암 스위치
400: 파이어 스위치

Claims

부하 앞단에 위치하는 인공위성용 분리장치의 구동 장치에 포함되는 파이어 스위치로 전원을 인가하는 레귤레이터에 있어서,
상기 파이어 스위치를 단락시키는 파이어 펄스 명령에 동기화되어 설정된 윈도우 시간만큼 상기 파이어 스위치로 전원을 인가하는 레귤레이터부, 및
브레이커 ON 명령 또는 브레이커 OFF 명령에 따라 상기 파이어 스위치로 연속적으로 전원을 인가하는 브레이커부를 포함하는 레귤레이터.
제1항에 있어서,
상기 레귤레이터부는,
레귤레이터부의 출력전류를 센싱하는 출력 전류 센서,
상기 출력 전류 센서에서 센싱된 상기 출력전류가 설정된 기준 전류보다 크면 전류 에러 신호를 출력하는 전류 에러 증폭기, 및
상기 레귤레이터부의 출력전압이 설정된 기준 전압보다 크면 전압 에러 신호를 출력하는 전압 에러 증폭기를 포함하는 레귤레이터.
제2항에 있어서,
상기 레귤레이터부는,
스위치의 ON, OFF 듀티비에 따라 레귤레이터부의 출력을 제어하는 레귤레이터 FET 스위치, 및
상기 전류 에러 증폭기의 전류 에러 신호 및 상기 전압 에러 증폭기의 전압 에러 신호가 입력되면, 상기 전류 에러 신호를 우선 순위로 고려하여 상기 레귤레이터 FET 스위치의 상기 듀티비를 결정하는 레귤레이터 FET 드라이버를 더 포함하는 레귤레이터.
제1항에 있어서,
상기 레귤레이터부는,
스위치의 ON, OFF 듀티비에 따라 레귤레이터부의 출력을 제어하는 레귤레이터 FET 스위치, 및
상기 레귤레이터 FET 스위치의 상기 듀티비를 제어하여 상기 레귤레이터부의 출력전류가 설정된 정전류가 되도록 우선적으로 제어하고, 상기 부하가 개방되면 상기 레귤레이터 FET 스위치의 상기 듀티비를 제어하여 레귤레이터부의 출력전압이 설정된 정전압이 되도록 제어하는 레귤레이터 FET 드라이버를 포함하는 레귤레이터.
제1항에 있어서,
상기 레귤레이터부는,
상기 파이어 펄스 명령이 복수개인 경우 어느 하나의 파이어 펄스 명령에도 동기화되어 동기화 신호를 출력하는 동기화 회로,
동기화 회로에서 동기화 신호가 입력되면, 동기화 릴레이를 구동시키는 릴레이,
상기 동기화 릴레이가 구동되면 설정된 지연시간이 경과된 이후에 상기 브레이커부로 high level를 출력하고, 설정된 윈도우 시간이 경과된 이후에 상기 브레이커부로 low level을 출력하는 윈도우 처리기를 포함하는 레귤레이터.
제5항에 있어서,
상기 브레이커부는,
상기 레귤레이터부의 출력단과 상기 브레이커부의 출력단 사이에 연결되는 브레이커부 FET 스위치를 포함하며,
상기 브레이커부 FET 스위치는 상기 윈도우 처리기로부터 high level이 출력되면 ON되고, 상기 윈도우 처리기로부터 low level이 출력되면 OFF되는 레귤레이터.
제5항에 있어서,
상기 지연시간은 상기 윈도우 처리기에 포함되는 저항과 캐패시터의 시정수에 의해 설정되는 레귤레이터.
제5항에 있어서,
상기 윈도우 시간은 상기 윈도우 처리기에 포함되는 분압기로 분압되는 전압에 의해 설정되는 레귤레이터.
제1항에 있어서,
상기 레귤레이터부는,
상기 브레이커 ON명령이 입력되면 브레이커 릴레이를 제1 모드로 구동시키고, 상기 브레이커 OFF 명령이 입력되면 상기 브레이커 릴레이를 제2 모드로 구동시키는 릴레이,
상기 브레이커 릴레이가 제1 모드로 구동되면 내장된 캐패시터에 전압을 충전하여 충전된 전압이 설정된 제1 전압보다 크면 high level을 출력하고, 상기 브레이커 릴레이가 제2 모드로 구동되면 low level을 출력하는 윈도우 처리기를 포함하는 레귤레이터.
제9항에 있어서,
상기 브레이커부는,
상기 레귤레이터부의 출력단과 상기 브레이커부의 출력단 사이에 연결되는 브레이커부 FET 스위치를 포함하며,
상기 브레이커부 FET 스위치는 상기 윈도우 처리기로부터 high level이 출력되면 ON되고, 상기 윈도우 처리기로부터 low level이 출력되면 OFF되는 레귤레이터.
전원과 연결되는 프리암 스위치,
상기 프리암 스위치의 출력단에 연결되어 상기 프리암 스위치를 통해 입력되는 전원을 조정하여 출력하는 레귤레이터,
상기 레귤레이터의 출력단에 연결되는 암 스위치, 및
상기 암 스위치와 부하 사이에 연결되는 파이어 스위치를 포함하며,
상기 프리암 스위치, 상기 암 스위치 및 상기 파이어 스위치는 입력되는 제어신호에 의해 순차적으로 ON되며, 상기 레귤레이터는 상기 파이어 스위치의 ON, OFF를 제어하는 파이어 펄스 명령에 동기화되어 구동되는 인공위성용 분리장치의 구동장치.
제11항에 있어서,
상기 레귤레이터는,
상기 파이어 스위치를 단락시키는 파이어 펄스 명령에 동기화되어 설정된 윈도우 시간만큼 상기 파이어 스위치로 전원을 인가하는 레귤레이터부, 및
브레이커 ON 명령 또는 브레이커 OFF 명령에 따라 상기 파이어 스위치로 연속적으로 전원을 인가하는 브레이커부를 포함하는 인공위성용 분리장치의 구동장치.
제12항에 있어서,
상기 레귤레이터부는,
레귤레이터부의 출력전류를 센싱하는 출력 전류 센서,
상기 출력 전류 센서에서 센싱된 상기 출력전류가 설정된 기준 전류보다 크면 전류 에러 신호를 출력하는 전류 에러 증폭기, 및
상기 레귤레이터부의 출력전압이 설정된 기준 전압보다 크면 전압 에러 신호를 출력하는 전압 에러 증폭기를 포함하는 인공위성용 분리장치의 구동장치.
제13항에 있어서,
상기 레귤레이터부는,
스위치의 ON, OFF 듀티비에 따라 레귤레이터부의 출력을 제어하는 레귤레이터 FET 스위치, 및
상기 전류 에러 증폭기의 전류 에러 신호 및 상기 전압 에러 증폭기의 전압 에러 신호가 입력되면, 상기 전류 에러 신호를 우선 순위로 고려하여 상기 레귤레이터 FET 스위치의 상기 듀티비를 결정하는 레귤레이터 FET 드라이버를 더 포함하는 인공위성용 분리장치의 구동장치.
제12항에 있어서,
상기 레귤레이터부는,
스위치의 ON, OFF 듀티비에 따라 레귤레이터부의 출력을 제어하는 레귤레이터 FET 스위치, 및
상기 레귤레이터 FET 스위치의 상기 듀티비를 제어하여 상기 레귤레이터부의 출력전류가 설정된 정전류가 되도록 우선적으로 제어하고, 상기 부하가 개방되면 상기 레귤레이터 FET 스위치의 상기 듀티비를 제어하여 레귤레이터부의 출력전압이 설정된 정전압이 되도록 제어하는 레귤레이터 FET 드라이버를 포함하는 인공위성용 분리장치의 구동장치.
제12항에 있어서,
상기 레귤레이터부는,
상기 파이어 펄스 명령이 복수개인 경우 어느 하나의 파이어 펄스 명령에도 동기화되어 동기화 신호를 출력하는 동기화 회로,
동기화 회로에서 동기화 신호가 입력되면, 동기화 릴레이를 구동시키는 릴레이, 및
상기 동기화 릴레이가 구동되면 설정된 지연시간이 경과된 이후에 상기 브레이커부로 high level를 출력하고, 설정된 윈도우 시간이 경과된 이후에 상기 브레이커부로 low level을 출력하는 윈도우 처리기를 포함하는 인공위성용 분리장치의 구동장치.
제16항에 있어서,
상기 브레이커부는,
상기 레귤레이터부의 출력단과 상기 브레이커부의 출력단 사이에 연결되는 브레이커부 FET 스위치를 포함하며,
상기 브레이커부 FET 스위치는 상기 윈도우 처리기로부터 high level이 출력되면 ON되고, 상기 윈도우 처리기로부터 low level이 출력되면 OFF되는 인공위성용 분리장치의 구동장치.
제16항에 있어서,
상기 지연시간은 상기 윈도우 처리기에 포함되는 저항과 캐패시터의 시정수에 의해 설정되는 인공위성용 분리장치의 구동장치.
제16항에 있어서,
상기 윈도우 시간은 상기 윈도우 처리기에 포함되는 분압기로 분압되는 전압에 의해 설정되는 인공위성용 분리장치의 구동장치.
제12항에 있어서,
상기 레귤레이터부는,
상기 브레이커 ON명령이 입력되면 브레이커 릴레이를 제1 모드로 구동시키고, 상기 브레이커 OFF 명령이 입력되면 상기 브레이커 릴레이를 제2 모드로 구동시키는 릴레이, 및
상기 브레이커 릴레이가 제1 모드로 구동되면 내장된 캐패시터에 전압을 충전하여 충전된 전압이 설정된 제1 전압보다 크면 high level을 출력하고, 상기 브레이커 릴레이가 제2 모드로 구동되면 low level을 출력하는 윈도우 처리기를 인공위성용 분리장치의 구동장치.
제20항에 있어서,
상기 브레이커부는,
상기 레귤레이터부의 출력단과 상기 브레이커부의 출력단 사이에 연결되는 브레이커부 FET 스위치를 포함하며,
상기 브레이커부 FET 스위치는 상기 윈도우 처리기로부터 high level이 출력되면 ON되고, 상기 윈도우 처리기로부터 low level이 출력되면 OFF되는 인공위성용 분리장치의 구동장치.