RU2599089C1

RU2599089C1 - Method for over-current protection in electronic unit of spacecraft caused by external factors, including thyristor effect, and device for its implementation

Info

Publication number: RU2599089C1
Application number: RU2015127215/11A
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Смирнов; Сергей Владимирович Гордийко; Борис Георгиевич Бурдыгов; Юрий Викторович Суриков; Ирина Юрьевна Калугина; Ольга Александровна Талышева; Оксана Леонидовна Григорьева; Наталия Алексеевна Михайлова
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2016-10-10

Abstract

FIELD: astronautics.

SUBSTANCE: invention relates to onboard equipment of spacecraft. Method for over-current protection in an electronic unit of a space vehicle involves in case of over-current indicating a failure of the electronic unit channel and its switching off, then on again. Determined is current consumption by each channel. Channel failure signal is generated if the current consumption exceeds the threshold value; the time allowed during repeated switch-on of the channel after its switch-off and allowed number of repeated switch-ons. Switch-ons are set for a long and a short time intervals. If the number of switch-ons for the long interval does not exceed the threshold value, the waiting time is counted from the moment of switch-off. Simultaneously counted is a long waiting time interval, if the number of switch-ons is equal to zero. After counting the short interval the channel is switched on and the number of switch-ons is increased, the number of switch-ons is zeroed, current and failures control are switched off, if the number of switch-ons more than two times reaches the threshold value.

EFFECT: provided is expanded functionality.

2 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемый способ парирования перегрузок по току в электронном блоке космического аппарата, обусловленных внешними воздействующими факторами, включая тиристорный эффект, и устройство для его осуществления могут быть применены для управления бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) спутников, космических станций и других космических аппаратов (КА), функционирующих на орбите Земли.The proposed method of parrying current overloads in the electronic unit of the spacecraft, caused by external factors, including the thyristor effect, and a device for its implementation can be applied to control on-board electronic equipment (avionics) of satellites, space stations and other spacecraft (SC), functioning in orbit of the earth.

Актуальность проблемы состоит в том, что в процессе полета на БРЭО КА воздействует множество факторов, которые вызывают отказы, в том числе перегрузку по токам, которые необходимо автоматически парировать. Указанные перегрузки часто носят временный характер и не вызывают необратимые отказы бортового оборудования, если производить перезапуск, т.е. немедленное отключение, а затем повторное включение соответствующего электронного блока, в котором они возникают. Обеспечить указанное немедленное отключение средствами наземного комплекса управления (РЖУ) не представляется возможным, так как для выявления перегрузки требуется анализ телеметрической информации, передаваемой от КА, формирование и выдача соответствующих команд. В течение времени, необходимого для принятия решения в НКУ и последующих действий в электронных блоках, в которых возникает перегрузка, могут возникнуть катастрофические необратимые отказы. Проблема решается путем автоматизации действий по парированию указанных перегрузок.The urgency of the problem lies in the fact that in the process of flight, the avionics of the spacecraft are affected by many factors that cause failures, including overloading by currents, which must be automatically countered. These overloads are often temporary and do not cause irreversible failures of the on-board equipment if a restart is made, i.e. immediate disconnection, and then re-inclusion of the corresponding electronic unit in which they occur. It is not possible to ensure the indicated immediate shutdown by means of the ground-based control complex (RZhU), since the detection of overload requires the analysis of telemetric information transmitted from the spacecraft, the formation and issuance of appropriate commands. During the time necessary for a decision to be made in the TCU and subsequent actions in electronic units in which overload occurs, catastrophic irreversible failures can occur. The problem is solved by automating actions to counter the specified overloads.

В состав БРЭО входят система управления КА, включающая, в свою очередь бортовые цифровые вычислительные машины (БЦВМ), а также электронные блоки, при помощи которых осуществляется управление бортовыми системами (БС). БЦВМ осуществляет формирование управляющих воздействий в соответствии с программой полета, обеспечивает управление положением КА, контроль и управление бортовыми системами в соответствии с их состоянием и логикой управления, заложенной в программное обеспечение. Электронные блоки, непосредственно взаимодействующие с БЦВМ осуществляют преобразование кодов, формируемых БЦВМ в команды управления исполнительными устройствами БС, а также преобразование и первичную обработку информации от в коды, передаваемые в БЦВМ. Через ЭБ, подключенные к БЦВМ может осуществляться непосредственное управление исполнительными устройствами БС, например, управление нагревательными элементами или элементами охлаждения системы обеспечения тепловых режимов (СОТР), и прием и преобразование информации от датчиков температуры. Кроме того, через указанные ЭБ может осуществляться управление другими электронными блоками, непосредственно входящими в состав БС.The avionics control system includes a spacecraft control system, which, in turn, includes on-board digital computers (BTsVM), as well as electronic units that control on-board systems (BS). The digital computer makes control actions in accordance with the flight program, provides spacecraft position control, monitoring and control of onboard systems in accordance with their state and control logic embedded in the software. The electronic units directly interacting with the digital computer carry out the conversion of the codes generated by the digital computer into commands for controlling the executive devices of the BS, as well as the conversion and primary processing of information from into the codes transmitted to the digital computer. Direct control of BS actuating devices, for example, control of heating elements or cooling elements of a thermal regime support system (COTS), and reception and conversion of information from temperature sensors can be carried out through electronic devices connected to a digital computer. In addition, through these electronic controls can be controlled by other electronic units that are directly part of the BS.

Электронные блоки, входящие в состав БРЭО КА конструктивно представляют собой герметичные контейнеры, в которых устанавливаются модули, выполненные, например, в виде печатных плат с установленными на них электронными микросхемами, резисторами, индуктивными и другими элементами. Функционально, на упомянутых печатных платах размещаются оконечные устройства для связи с бортовой цифровой вычислительной машиной (БЦВМ), преобразователи кодов, буферные регистры, счетчики, преобразователи, например широтно-импульсных, аналоговых сигналов, аналого-цифровые преобразователи. Внутри герметичного контейнера ЭБ печатные платы соединяются между собой при помощи контактных соединителей. В то же время межблочные связи выполняются в виде бортовой кабельной сети, содержащей разъемы с механическими контактами. Стабилизация температуры указанных ЭБ осуществляется при помощи нагревательных и охлаждающих элементов СОТР.The electronic components that make up the avionics avionics are structurally sealed containers in which modules are installed, made, for example, in the form of printed circuit boards with electronic microcircuits, resistors, inductive and other elements installed on them. Functionally, on the mentioned printed circuit boards are placed terminal devices for communication with the on-board digital computer (BCM), code converters, buffer registers, counters, converters, for example, pulse-width, analog signals, analog-to-digital converters. Inside the sealed container of the electronic circuit boards, the printed circuit boards are interconnected by means of contact connectors. At the same time, interblock communications are implemented as an on-board cable network containing connectors with mechanical contacts. The temperature stabilization of these electronic devices is carried out using heating and cooling elements COTP.

Во время полета КА на функционирование его бортового оборудования влияют внешние воздействующие факторы, в том числе различные виды излучений, невесомость, вакуум и другие. Длительности различных воздействий различаются и могут составлять от нескольких секунд, например время статического разряда, до нескольких минут, например, излучение, возникающее в результате солнечной вспышки. Следствиями указанных воздействий являются сбои и отказы бортового оборудования, которые могут вызывать эффекты перегрузок по току в ЭБ.During the flight of the spacecraft, the functioning of its airborne equipment is influenced by external factors, including various types of radiation, weightlessness, vacuum, and others. The durations of various effects vary and can range from a few seconds, for example, a static discharge time, to several minutes, for example, radiation resulting from a solar flare. The consequences of these effects are malfunctions and failures of on-board equipment, which can cause the effects of current overloads in the electronic circuit.

Повышение токов потребления блоками, входящими в состав БСУ, может быть вызвано различными факторами, к которым относятся:The increase in consumption currents by the units included in the BSU can be caused by various factors, which include:

- воздействие частиц высокой энергии,- exposure to high energy particles,

- воздействие космической плазмы.- the effect of cosmic plasma.

- воздействие температуры,- the effect of temperature

- воздействие вибрации.- exposure to vibration.

Ионизирующие излучения Солнца и космического пространства приводят к постепенной деградации параметров электронных элементов, что в конечном итоге приводит к необратимым отказам. Кроме того, ионизирующие излучения могут вызывать тиристорный эффект (ТЭ), который обычно сопровождается протеканием больших токов по цепи питания, что приводит, в свою очередь, к разогреву интегральных микросхем, входящих в состав ЭБ КА, в результате чего может произойти их необратимый отказ. Как известно, в большинстве случаев ТЭ обратим, так как при отключении питания тиристорная структура отключается, и при повторном включении питания осуществляется восстановление работоспособности указанных микросхем. Таким образом, для ликвидации ТЭ, возникающего в ЭБ, требуется немедленное снятие с него питания. Повторное включение указанного ЭБ необходимо произвести через время, которое необходимо для уменьшения потенциалов в индуктивно-емкостных цепях входящих в его состав схем до уровня прекращения ТЭ. Как правило, время повторного включения ЭБ после его отключения оговаривается в паспортных данных на него. Из-за воздействия излучений со временем происходит деградация элементов, постепенное изменение характеристик электронных компонентов блока, при этом указанное время может изменяться. Тиристорный эффект может возникать вследствие частиц высокой энергии, вызванных излучением при солнечных вспышках. В большинстве случаев длительность излучения при солнечных вспышках может составлять несколько сотен секунд.Ionizing radiation of the Sun and outer space lead to a gradual degradation of the parameters of electronic elements, which ultimately leads to irreversible failures. In addition, ionizing radiation can cause a thyristor effect (TE), which is usually accompanied by the flow of large currents along the power supply circuit, which, in turn, leads to the heating of the integrated circuits that make up the spacecraft EC, as a result of which their irreversible failure can occur. As is known, in most cases, FCs are reversible, since when the power is turned off, the thyristor structure is turned off, and when the power is turned back on, the operation of these microcircuits is restored. Thus, to eliminate the TE that occurs in the EB, immediate removal of power from it is required. The repeated inclusion of the specified EB must be done after the time necessary to reduce the potentials in the inductive-capacitive circuits of its circuits to the level of termination of the FC. As a rule, the time for re-switching on the electronic device after it is turned off is specified in the passport data on it. Due to the effect of radiation over time, degradation of elements occurs, a gradual change in the characteristics of the electronic components of the unit, while the specified time may vary. The thyristor effect can occur due to high energy particles caused by radiation during solar flares. In most cases, the duration of radiation during solar flares can be several hundred seconds.

Воздействие космической плазмы в условиях вакуума может приводить к электризации диэлектрических защитных и термоизолирующих покрытий конструктивных элементов КА. Замкнутое пространство не позволяет реализовать шину Земли, вследствие чего общий потенциал на борту КА постоянно колеблется, а протекание поверхностных токов по поверхности ЭБ может быть причиной возникновения дополнительных помех. Накопление критического заряда может приводить к внутреннему локальному электростатическому пробою, что может привести к непосредственному отказу или сбою в работе ЭБ КА, который, в том числе может сопровождаться повышением им тока потребления.The action of space plasma in a vacuum can lead to the electrification of dielectric protective and thermally insulating coatings of the structural elements of the spacecraft. The confined space does not allow to implement the Earth’s bus, as a result of which the total potential on board the spacecraft is constantly fluctuating, and the flow of surface currents on the surface of the EB can cause additional interference. The accumulation of a critical charge can lead to an internal local electrostatic breakdown, which can lead to a direct failure or malfunction of the spacecraft EC, which, inter alia, may be accompanied by an increase in its current consumption.

Температура в ЭБ является результатом тепловыделения электронных его элементов в процессе функционирования, а также внешнего воздействия, обусловленного тепловым излучением Солнца. Тепловой режим работы ЭБ в условиях невесомости, вследствие отсутствия конвекции тепла, постепенно может ухудшаться.The temperature in the EB is the result of the heat release of its electronic elements during operation, as well as external exposure due to the thermal radiation of the Sun. The thermal mode of operation of the EB in zero gravity conditions, due to the absence of heat convection, may gradually deteriorate.

Неравномерный нагрев ЭБ КА под воздействием инфракрасного излучения Солнца, изменения температуры в результате изменения режимов работы самих ЭБ, а также попадание конструктивных элементов КА в теневую зону от других объектов, в том числе, например, в теневую часть орбиты Земли, могут приводить к значительным изменениям температуры в ЭБ. При этом может происходить периодический нагрев и охлаждение плат и разъемных соединений в указанных ЭБ. Результатом периодических воздействий температуры являются температурные градиенты, приводящие к возникновению термомеханических напряжений, в результате чего может происходить деформация разъемных соединений в ЭБ. В конечном итоге это может привести к отказу ЭБ, обусловленному прерыванием, либо замыканием в нем контактных соединений. В этом случае восстановление работоспособности ЭБ возможно осуществить после обеспечения его равномерного нагрева. Температурные нарушения могут сохраняться несколько десятков минут и устраняются, например, после изменения положения отказавшего блока ЭБ, расположенного в определенном месте на борту КА, относительно направления на Солнце.Uneven heating of the spacecraft EB under the influence of infrared radiation from the Sun, temperature changes as a result of changes in the operation modes of the EB itself, as well as the structural elements of the spacecraft entering the shadow zone from other objects, including, for example, the shadow part of the Earth’s orbit, can lead to significant changes temperature in EB. In this case, periodic heating and cooling of the boards and detachable connections in these electronic devices can occur. Periodic effects of temperature result in temperature gradients leading to the occurrence of thermomechanical stresses, as a result of which deformation of detachable joints in the EB can occur. Ultimately, this can lead to a failure of the electronic circuit due to interruption or closure of the contact connections in it. In this case, the restoration of the efficiency of the EB can be carried out after ensuring its uniform heating. Temperature disturbances can persist for several tens of minutes and are eliminated, for example, after changing the position of the failed EB unit, located in a certain place on board the spacecraft, relative to the direction to the Sun.

Режимы функционирования ЭБ могут нарушаться в случае, если температурные воздействия выходят за заданные в процессе проектирования предельные значения. В случае выхода температуры внутри ЭБ за пределы допустимых значений, потребление им тока может увеличиваться, так как проводимость входящих в него полупроводниковых элементов может изменяться. С целью предотвращения необратимых отказов ЭБ при повышении им тока потребления в результате выхода температуры за предельные значения требуется немедленно его отключить. После вхождения температурного режима в пределы допустимых значений, в большинстве случаев, происходит полное восстановление работоспособности указанных ЭБ.The operating modes of the electronic components can be violated if the temperature effects exceed the limit values set during the design process. In the event that the temperature inside the EB exceeds the permissible values, its current consumption can increase, since the conductivity of the semiconductor elements included in it can change. In order to prevent irreversible failures of the electronic equipment when it increases the consumption current as a result of temperature exceeding the limit values, it is necessary to immediately turn it off. After entering the temperature regime within the acceptable values, in most cases, there is a complete restoration of the health of these EBs.

При изменениях положения ЭБ относительно направления на Солнце температурные воздействия на него изменяются, при этом после разворота КА на определенный угол, при котором конструктивные элементы КА препятствуют попаданию на блок прямого солнечного излучения, температура может стабилизироваться.With changes in the position of the EB relative to the direction to the Sun, the temperature effects on it change, and after turning the spacecraft at a certain angle at which the structural elements of the spacecraft prevent direct sunlight from reaching the block, the temperature can stabilize.

Замыкание контактных соединений и, как следствие, перегрузка по току в ЭБ может возникать из-за вибрации, которая происходит периодически на борту КА, например, вследствие периодического вращения солнечных батарей, изменения положения других подвижных устройств установленных на борту (антенн, телескопов и других). Кроме того, вибрация возникает во время стабилизации, изменения положения КА, так как при этом функционируют двигатели орбитального маневрирования и устройства стабилизации. В данном случае предотвращение необратимых отказов ЭБ, сопровождающихся повышением тока потребления, может быть осуществлено также путем их немедленного отключения на время проявления указанного воздействия. Продолжительность вибрации, обусловленной указанными факторами, может составлять несколько десятков секунд.The closure of contact joints and, as a result, overcurrent in the EB can occur due to vibration that occurs periodically on board the spacecraft, for example, due to the periodic rotation of solar panels, a change in the position of other mobile devices installed on board (antennas, telescopes, and others) . In addition, vibration occurs during stabilization, a change in the position of the spacecraft, since in this case the orbital maneuvering engines and stabilization devices function. In this case, the prevention of irreversible failures of the electronic devices, accompanied by an increase in the current consumption, can also be carried out by immediately shutting them down for the duration of the indicated effect. The duration of vibration due to these factors can be several tens of seconds.

Для предотвращения катастрофических отказов, в случае увеличения потребления ЭБ электроэнергии выходящего за допустимые пределы, его необходимо немедленно отключить. При этом, учитывая различную природу перечисленных выше воздействий, восстановление работоспособности ЭБ после его отключения может происходить через различные интервалы времени, в зависимости от характера воздействия.In order to prevent catastrophic failures, in the event of an increase in electric power consumption outside the acceptable range, it must be immediately turned off. At the same time, given the different nature of the above effects, the recovery of the EB after it can be turned off can occur at different time intervals, depending on the nature of the effect.

Как правило, ЭБ содержат несколько каналов резервирования, как правило три, при этом на выходах ЭБ может осуществляться мажоритарная обработка информации формируемой его каналами, например, по принципу два из трех. Питание каждого канала ЭБ, как правило, осуществляется независимым, гальванически развязанным источником питания. Воздействие перечисленных выше факторов на различные каналы ЭБ может отличаться.As a rule, EBs contain several redundancy channels, usually three, while at the outputs of the EB majority processing of information generated by its channels can be carried out, for example, according to the principle of two out of three. The power of each EB channel is usually provided by an independent, galvanically isolated power source. The impact of the above factors on different EB channels can vary.

Для минимизации вероятности повторения перегрузки из-за воздействующего фактора повторное включение канала ЭБ после его отключения из-за перегрузки по току целесообразно выполнять после прекращения внешнего воздействия. Учитывая различную природу внешних воздействий, а также их продолжительность, повторное включение необходимо осуществлять через максимально допустимое время, при этом отключенное состояние канала ЭБ должно минимально влиять на выполнение задач КА.To minimize the likelihood of a recurrence of overload due to an acting factor, it is advisable to re-enable the EB channel after it is disconnected due to current overload after the termination of external influence. Given the different nature of external influences, as well as their duration, it is necessary to reconnect after the maximum allowable time, while the disconnected state of the electronic channel should have a minimal effect on the performance of the spacecraft tasks.

После воздействия на микросхемы, входящие в состав аппаратуры ЭБ, частиц высокой энергии потребление им тока резко увеличивается из-за тиристорного эффекта, при этом восстановление работоспособности ЭБ после его отключения возможно после уменьшения напряжения на выводах микросхем до уровня прекращения указанного эффекта. В то же время после отключения ЭБ происходит постепенное уменьшение потенциалов на выводах микросхем в течение времени разряда емкостно-индуктивных элементов. Поэтому в паспортных данных на ЭБ, как правило, указывается минимальная пауза после отключения, после которой его можно повторно включать, которая необходима для полной разрядки емкостно-индуктивных связей на элементах ЭБ. Ввиду деградации со временем аппаратуры ЭБ, а также из-за внешних воздействий, время полной разрядки емкостно-индуктивных связей после отключения блока может изменяться.After exposure to the microcircuit included in the equipment of the electronic components of high energy particles, the current consumption increases sharply due to the thyristor effect, and it is possible to restore the efficiency of the electronic components after it is turned off after reducing the voltage at the terminals of the microcircuits to the level of termination of this effect. At the same time, after switching off the electronic circuit, a gradual decrease in potentials occurs at the terminals of the microcircuits during the discharge time of capacitively inductive elements. Therefore, in the passport data on the electronic circuit, as a rule, the minimum pause after disconnection is indicated, after which it can be switched on again, which is necessary for the complete discharge of capacitive-inductive coupling on the electronic components. Due to the degradation of the EB equipment over time, as well as due to external influences, the time for the complete discharge of capacitive-inductive connections after switching off the unit can change.

Управление некоторыми БС, не связанными с движением и навигацией, может прерываться в течение нескольких десятков минут, что не оказывает влияние на функционирование КА. Например, в геостационарном спутнике, в случае отказа системы управления ориентацией солнечной батареи (СБ), при неправильной ориентации указанной СБ, электроснабжение оборудования КА в течение нескольких десятков минут может осуществляться от аккумуляторных батарей до восстановления работоспособности указанной системы ориентации СБ.The control of some BSs that are not related to movement and navigation can be interrupted for several tens of minutes, which does not affect the functioning of the spacecraft. For example, in a geostationary satellite, in the event of a failure of the solar battery orientation control system (SB), if the specified SB is incorrectly oriented, the spacecraft equipment can be powered from the batteries for several tens of minutes to restore the functionality of the specified SB orientation system.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ парирования перегрузок по току в электронном блоке КА, заключающийся в том, что производят сбор информации о состоянии каналов трехканального резервированного электронного блока системой диагностического контроля космического аппарата, формируют информацию на выходе электронного блока по ее совпадению в двух резервированных каналах из трех, при перегрузке по току формируют сигнал отказа соответствующего канала электронного блока и производят его отключение, а затем повторное включение [1].Closest to the proposed method is a method of counteracting current overloads in the spacecraft electronic unit, which consists in collecting information about the state of the channels of a three-channel redundant electronic unit by the spacecraft diagnostic monitoring system, generating information at the output of the electronic unit by its coincidence in two redundant channels of three, when over current is generated, a failure signal of the corresponding channel of the electronic unit is formed and it is turned off, and then repeatedly ON [1].

Недостатками известного способа являются ограниченные функциональные возможности и низкая отказоустойчивость. Кроме этого необходимость четвертого дополнительного канала, находящегося в холодном резерве, увеличивает массогабаритные характеристики БРЭО КА в целом. А также, отказы, возникающие одновременно в двух и более каналах, не парируются и не учитываются характер и продолжительность различных внешних воздействий.The disadvantages of this method are limited functionality and low fault tolerance. In addition, the need for a fourth additional channel located in the cold reserve increases the overall dimensions of the spacecraft avionics. And also, failures that occur simultaneously in two or more channels are not countered and the nature and duration of various external influences are not taken into account.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей и обеспечение отказоустойчивости электронных блоков КА.The technical result of the invention is to expand the functionality and ensure the fault tolerance of electronic components of the spacecraft.

Технический результат достигается тем, что в известном способе парирования перегрузок по току в электронном блоке космического аппарата, обусловленных внешними воздействующими факторами, включая тиристорный эффект, заключающийся в том, что производят сбор информации о состоянии каналов трехканального резервированного электронного блока системой диагностического контроля космического аппарата, формируют информацию на выходе электронного блока по ее совпадению в двух резервированных каналах из трех, при перегрузке по току формируют сигнал отказа соответствующего канала электронного блока и производят его отключение, а затем повторное включение, дополнительно определяют максимально возможный ток потребления каждым каналом электронного блока во время функционирования в составе космического аппарата, задают пороговое значение тока перегрузки канала электронного блока в диапазоне:The technical result is achieved by the fact that in the known method of parrying current overloads in the electronic unit of the spacecraft, due to external influencing factors, including the thyristor effect, which consists in collecting information about the state of the channels of a three-channel redundant electronic unit by the diagnostic system monitoring system of the spacecraft, information at the output of the electronic unit by its coincidence in two of the three redundant channels, when overcurrent forms rejection signal of the corresponding channel of the electronic unit and produce his trip and then reclosing, further comprising determining maximum possible current consumption of each electronic channel unit, during operation as a part of a space vehicle, a predetermined threshold current of the electronic unit channel congestion in the range:

I_MAX≤I_П<2·I_MAX I _MAX ≤I _P <2 · I _MAX

где: I_MAX - максимально допустимый ток потребления каналом электронного блока;where: I _MAX - the maximum allowable current consumption by the channel of the electronic unit;

I_П - пороговое значение тока перегрузки в канале электронного блока, измеряют ток потребления в каждом канале резервированного электронного блока, формируют сигнал отказа канала, если ток потребления превышает пороговое значение тока перегрузки, определяют минимальное время, при котором допускается повторное включение канала после его отключения, определяют период вращения космического аппарата вокруг Земли, разбивают указанный период на равные интервалы времени, как:I _P - threshold value of the overload current in the channel of the electronic unit, measure the consumption current in each channel of the redundant electronic unit, generate a channel failure signal if the consumption current exceeds the threshold value of the overload current, determine the minimum time at which the channel can be turned on again after it is turned off, determine the period of rotation of the spacecraft around the Earth, break the specified period into equal time intervals, as:

4≤N_и≤1004≤N _and ≤100

где N_и - количество интервалов времени, на которые разбивается период вращения космического аппарата вокруг Земли,where N _and is the number of time intervals into which the period of rotation of the spacecraft around the Earth is divided,

вычисляют длительный интервал времени ожидания включения канала электронного блока, как:calculate a long time interval for waiting for the inclusion of the channel of the electronic unit, as:

где: T_КА - период оборота космического аппарата вокруг Земли;where: T _KA - the period of revolution of the spacecraft around the Earth;

Δt_Д - длительный интервал времени ожидания включения канала, определяют допустимое количество повторных включений канала после его отключения, задают количество повторных включений канала на одном длительном интервале времени ожидания, округленное в меньшую сторону до целого числа, в диапазоне:Δt _D is the long interval for waiting for the inclusion of the channel, determine the allowable number of repeated switching on the channel after it is turned off, set the number of repeated switching on the channel for one long interval of waiting time, rounded down to the nearest integer, in the range:

где: N_П - количество повторных включений канала электронного блока после его отключения на одном длительном интервале времени ожидания;where: N _P - the number of repeated switching on the channel of the electronic unit after it is turned off for one long period of time waiting;

N_Г - допустимое количество повторных включений канала электронного блока,N _G - the permissible number of repeated switching on the channel of the electronic unit,

задают короткий интервал времени ожидания включения канала электронного блока после его отключения, в диапазоне:set a short interval of waiting time for the inclusion of the channel of the electronic unit after it is turned off, in the range:

где: Δt_MIN - минимальный интервал времени, при котором допускается включение канала после его отключения;where: Δt _MIN is the minimum time interval during which the channel can be turned on after it is turned off;

Δt_К - короткий интервал времени ожидания включения канала после его отключения,Δt _K - a short interval of time to wait for the inclusion of the channel after it is turned off,

на каждом длительном интервале времени ожидания производят подсчет количества включений канала электронного блока, при этом, если количество включений на указанном интервале не превышает порогового значения, начинают отсчет короткого времени ожидания с момента отключения канала, одновременно начинают отсчет длительного интервала времени ожидания, если количество включений соответствующего канала имеет нулевое значение, по окончании отсчета короткого интервала времени ожидания включают канал и увеличивают количество включений на единицу, по окончании отсчета длительного интервала времени ожидания обнуляют количество включений, отключают ток, подаваемый в канал электронного блока и отключают управление парированием его отказов, если количество включений более двух раз достигает порогового значения.on each long interval of waiting time, the number of switching on the channel of the electronic unit is counted; moreover, if the number of switching on at the indicated interval does not exceed the threshold value, a short waiting time is started from the moment the channel is turned off, and at the same time, a long waiting time interval is counted if the number of switching on is the channel has a zero value, at the end of the countdown of a short period of time, they turn on the channel and increase the number of starts by Dinits, after counting a long waiting time interval is zeroed number of inclusions cut off the current supplied to the electronic unit and the channel control parry disable its failure, if the number of inclusions more than two times reaches the threshold value.

Технический результат от применения устройства парирования перегрузок по току в электронном блоке космического аппарата достигается за счет того, что устройство содержит коммутатор тока, первый вход которого является первым входом устройства, а выход соединен со входом датчика тока, первый выход которого является выходом устройства, а второй выход соединен через аналого-цифровой преобразователь с первым входом первого элемента сравнения, второй вход которого является вторым входом устройства, при этом его выход соединен с первым входом первого элемента «И», второй вход которого соединен с первым входом второго элемента «И» и является третьим входом устройства, а выход соединен через формирователь коротких импульсов с первыми входами, третьего, и четвертого элементов «И», а также с первым входом сброса запоминающего элемента, выход которого в свою очередь, соединен со вторым входом управления коммутатора токов, при этом второй установочный вход запоминающего элемента соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого является четвертым входом устройства, а его второй вход через элемент короткой задержки соединен с выходом четвертого элемента «И», а также с первым счетным входом счетчика, выход которого соединен с первым входом второго элемента сравнения, второй вход которого является пятым входом устройства, а инверсный выход соединен со вторым входом четвертого элемента «И», при этом второй вход сброса счетчика соединен с выходом элемента длительной задержки, через второй вход второго элемента «И» соединен с третьим входом элемента «ИЛИ», а также первым входом сброса триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом третьего элемента «И», выход которого, в свою очередь соединен со вторым счетным входом триггера и входом элемента длительной задержки.The technical result from the use of the overcurrent parry device in the electronic unit of the spacecraft is achieved due to the fact that the device contains a current switch, the first input of which is the first input of the device, and the output is connected to the input of the current sensor, the first output of which is the output of the device, and the second the output is connected via an analog-to-digital converter with the first input of the first comparison element, the second input of which is the second input of the device, while its output is connected to the first input ohm of the first element "And", the second input of which is connected to the first input of the second element "And" and is the third input of the device, and the output is connected through a shaper of short pulses with the first inputs of the third and fourth elements "And", as well as with the first input resetting the storage element, the output of which, in turn, is connected to the second control input of the current switch, while the second installation input of the storage element is connected to the output of the OR element, the first input of which is the fourth input of the device, and its W A swarm input through a short delay element is connected to the output of the fourth AND element, as well as to the first counting input of the counter, the output of which is connected to the first input of the second comparison element, the second input of which is the fifth input of the device, and the inverse output is connected to the second input of the fourth element “And”, while the second input of the counter reset is connected to the output of the long delay element, through the second input of the second element “And” is connected to the third input of the “OR” element, as well as the first input of the trigger reset, the inverse output to it is connected to the second input of the third AND element, the output of which, in turn, is connected to the second counting input of the trigger and the input of the long delay element.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, реализующего способ, на фиг. 2 - графики функционирования устройства парирования перегрузок по току в электронном блоке КА, на фиг. 3 - функциональная схема взаимодействия трех устройств защиты от перегрузок по току с каналами электронного блока.In FIG. 1 shows a structural diagram of a device that implements the method, FIG. 2 - graphs of the operation of the device for paring current overloads in the electronic block of the spacecraft, in FIG. 3 is a functional diagram of the interaction of the three overcurrent protection devices with the channels of the electronic unit.

Способ парирования перегрузок по току в электронном блоке КА осуществляется следующим образом.The way to parry current overload in the electronic block of the spacecraft is as follows.

Электронный блок КА состоит, как правило, из нескольких каналов резервирования, каждый из которых может отключаться и включаться независимо от остальных. На выходе ЭБ формируются команды в зависимости от принимаемой информации. В соответствии с требованиями по надежности и быстродействию в некоторых ЭБ информация на его выходах формируется по совпадению информации на выходах в двух каналах из трех.The AC electronic unit usually consists of several backup channels, each of which can be turned off and on regardless of the others. At the output of the electronic commands are formed depending on the received information. In accordance with the requirements for reliability and speed in some electronic devices, information at its outputs is formed by the coincidence of information at the outputs in two of the three channels.

На наземных стендах оборудования определяют максимально возможный ток потребления каждым каналом ЭБ. Во время функционирования КА задают пороговое значение тока в каждом канале ЭБ в диапазоне:On ground equipment stands determine the maximum possible current consumption by each EB channel. During the operation of the spacecraft, a threshold current value is set in each EB channel in the range of:

где: I_MAX - максимально допустимый ток потребления каналом ЭБ;where: I _MAX - the maximum allowable current consumption by the EB channel;

I_П - пороговое значение тока в контролируемом канале ЭБ. Формируют сигнал отказа канала ЭБ, если его ток потребления превышает указанное пороговое значение, определенное по формуле (1), при этом производят его отключение, а затем повторное включение.I _P - threshold current value in the controlled channel of the EB. An EB channel failure signal is generated if its consumption current exceeds the indicated threshold value determined by formula (1), at the same time, it is turned off and then turned on again.

Определяют период вращения КА вокруг Земли, а также по паспортным данным определяют минимальное время, при котором допускается повторное включение канала ЭБ после его отключения.The period of the spacecraft rotation around the Earth is determined, and the minimum time at which it is allowed to re-enable the EB channel after it is turned off is determined from the passport data.

Во время функционирования в каждом ЭБ должны поддерживаться стабильные температурные условия, которые обеспечиваются системой терморегулирования. В процессе полета КА температурные условия функционирования ЭБ меняются в зависимости от углового положения Солнечного излучения относительно корпуса, в котором размещается электронная аппаратура канала ЭБ, то есть в различных точках орбиты. В случае, если перегрузка по току в канале ЭБ обусловлена или сопровождается выходом температуры за допустимые пределы, изменения температурных условий может произойти при развороте КА на определенный угол. При развороте КА, например, на угол 90° угловое положение жестко закрепленного на его корпусе ЭБ с отказавшим каналом также изменяется, кроме того, прямому попаданию излучения Солнца могут препятствовать другие блоки бортового оборудования.During operation, stable temperature conditions, which are ensured by the thermal control system, must be maintained in each electronic control unit. During the flight of the spacecraft, the temperature conditions for the functioning of the EB vary depending on the angular position of the solar radiation relative to the housing in which the electronic equipment of the EB channel is located, that is, at various points in the orbit. If the current overload in the EB channel is caused or accompanied by a temperature exceeding the permissible limits, changes in temperature conditions can occur when the spacecraft is rotated by a certain angle. When the spacecraft is rotated, for example, through an angle of 90 °, the angular position of the EB rigidly fixed on its body with a failed channel also changes, in addition, other units of onboard equipment can prevent direct radiation from the Sun.

Круговая орбита КА, как правило, является фиксированной, имеет определенный период обращения вокруг Земли, поэтому каждой ее точке может быть поставлен в соответствие фиксированный момент времени указанного периода. Для реализации способа разбивают период вращения КА вокруг Земли на равные интервалы времени, как:The spacecraft’s circular orbit, as a rule, is fixed, has a certain period of revolution around the Earth, so a fixed point in time of the specified period can be associated with each of its points. To implement the method, the spacecraft rotation period around the Earth is divided into equal time intervals, such as:

где N_и - количество интервалов времени, на которые разбивается период вращения КА вокруг Земли, целое число.where N _and is the number of time intervals into which the period of the spacecraft rotation around the Earth is divided, an integer.

Вычисляют длительный интервал времени ожидания включения канала ЭБ, как:A long time interval for waiting for the inclusion of the EB channel is calculated as:

где: T_КА - период оборота КА вокруг Земли,where: T _KA - the period of the revolution of the KA around the Earth,

Δt_Д - длительный интервал времени ожидания включения канала ЭБ. В паспортных данных на элементы, входящие в состав ЭБ, например, на релейные или оптоэлектронные элементы, оговаривается их гарантированный ресурс по количеству переключений. Таким образом, допустимое (гарантированное) количество отключений и повторных включений ЭБ, указывается в его паспортных данных, либо может быть определено расчетным путем, исходя из совокупного ресурса входящих в него элементов.Δt _D - a long interval of time to wait for the inclusion of the EB channel. In the passport data on the elements that make up the electronic components, for example, on relay or optoelectronic elements, their guaranteed resource is specified by the number of switching operations. Thus, the allowable (guaranteed) number of shutdowns and repeated power-ups is indicated in its passport data, or can be determined by calculation, based on the total resource of its constituent elements.

Исходя из указанного совокупного ресурса, количество повторных включений ЭБ на одном длительном интервале времени ожидания задают, как целое число в диапазоне:Based on the specified cumulative resource, the number of repeated power-ups of the electronic switch for one long interval of the waiting time is set as an integer in the range:

где: N_П - количество повторных включений канала ЭБ после его отключения на одном длительном интервале времени ожидания, целое число;where: N _P - the number of repeated switching on of the EB channel after it is turned off for one long interval of the waiting time, an integer;

N_Г - гарантированное количество повторных включений канала ЭБ после его отключения;N _G - the guaranteed number of repeated switching on of the EB channel after it is turned off;

- обозначение округления числа в меньшую сторону до ближайшего целого.

- designation of rounding the number down to the nearest integer.

Задают короткий интервал времени ожидания включения канала ЭБ после его отключения, в диапазоне:A short time interval is set for waiting for the EB channel to turn on after it is turned off, in the range:

где: Δt_MIN - минимальный интервал времени при котором допускается включение канала ЭБ после его отключения;where: Δt _MIN is the minimum time interval at which the EB channel can be enabled after it is turned off;

At_K - короткий интервал времени ожидания включения канала ЭБ после его отключения.At _K is a short time interval for waiting for the EB channel to turn on after it is turned off.

Во время функционирования КА измеряют ток потребления в каждом канале ЭБ. Формируют сигнал отказа соответствующего канала ЭБ, если ток потребления им превышает задаваемое пороговое значение. На каждом длительном интервале времени ожидания производят подсчет количества включений канала блока, при этом, если количество включений на указанном интервале не превышает порогового значения, в момент отключения канала блока по превышению порогового значения тока в канале ЭБ начинают отсчет короткого интервала ожидания. Одновременно начинают отсчет длительного интервала ожидания, если количество включений соответствующего канала, подсчитываемое счетчиком, имеет нулевое значение.During the operation of the spacecraft, the current consumption in each EB channel is measured. A failure signal is generated for the corresponding EB channel, if the current consumption exceeds the set threshold value. For each long interval of waiting time, the number of switching on of the channel of the block is counted; moreover, if the number of switching on at the indicated interval does not exceed the threshold value, at the moment of switching off the channel of the block when the threshold value of the current in the EB channel is exceeded, the short waiting interval is counted. At the same time, a long standby interval starts counting if the number of switching ons of the corresponding channel, counted by the counter, has a zero value.

По окончании короткого интервала ожидания включают его и увеличивают значение соответствующего счетчика количества включений на единицу. По окончании длительного интервала ожидания сбрасывают счетчик количества включений. Отключают ток, подаваемый в канал ЭБ, и отключают управление парированием его отказов, если значение соответствующего счетчика количества включений более двух раз достигает порогового значения.At the end of a short waiting interval, turn it on and increase the value of the corresponding counter of the number of starts per unit. At the end of a long wait interval, the number of starts counter is reset. They turn off the current supplied to the EB channel and turn off the control of parrying its failures if the value of the corresponding counter of the number of starts exceeds the threshold value more than two times.

Устройство парирования перегрузок по току в электронном блоке космического аппарата, обусловленных внешними воздействующими факторами, включая тиристорный эффект (фиг. 1) содержит коммутатор тока 1 (КТ), датчик тока 2 (ДТ), аналого-цифровой преобразователь 3 (АЦП), первый элемент сравнения 4 (1ЭС), первый 5 (1И) и второй 6 (2И) логические элементы «И», формирователь коротких импульсов 7 (ФКИ), третий 8 (3И) и четвертый 9 (4И) логические элементы «И», запоминающий элемент 10 (ЗЭ), логический элемент «ИЛИ» 11 (ИЛИ), элемент короткой задержки 12 (ЭКЗ), счетчик 13 (СЧ), второй элемент сравнения 14 (2ЭС), элемент длительной задержки 15 (ЭДЗ) и триггер со счетным входом 16 (ТГ). Первый вход коммутатора тока 1 (КТ), является первым входом устройства (1 вх.), а выход соединен со входом датчика тока 2 (ДТ), первый выход которого является выходом устройства (Вых.), а второй выход соединен через аналого-цифровой преобразователь 3 (АЦП) с первым входом первого элемента сравнения 4 (1ЭС), второй вход которого является вторым входом устройства (2 вх.), при этом его выход соединен с первым входом первого элемента «И» 5 (1И), второй вход которого соединен с первым входом второго элемента «И» 6 (2И) и является третьим входом устройства (3 вх.), а выход соединен через формирователь коротких импульсов 7 (ФКИ) с первыми входами третьего 8 (3И), и четвертого 9 (4И) элементов «И», а также с первым входом сброса запоминающего элемента 10 (ЗЭ), выход которого, в свою очередь, соединен со вторым входом управления коммутатора токов 1 (КТ), при этом второй установочный вход запоминающего элемента 10 (ЗЭ) соединен с выходом элемента ИЛИ 11 (ИЛИ), первый вход которого является четвертым входом устройства (4 вх.), а его второй вход через элемент короткой задержки 12 (ЭКЗ) соединен с выходом четвертого элемента «И» 9 (4И), а также с первым счетным входом счетчика 13 (СЧ), выход которого соединен с первым входом второго элемента сравнения 14 (2ЭС), второй вход которого является пятым входом устройства (5 вх.), а инверсный выход соединен со вторым входом четвертого элемента «И» 9 (4И), при этом второй вход сброса счетчика 13 (СЧ) соединен с выходом элемента длительной задержки 15 (ЭДЗ), через второй вход второго элемента «И» 6 (2И) соединен с третьим входом элемента «ИЛИ» 11 (ИЛИ), а также первым входом сброса триггера 16 (ТГ), инверсный выход которого соединен со вторым входом третьего элемента «И» 8 (3И), выход которого в свою очередь соединен со вторым счетным входом триггера 16 (ТГ) и входом элемента длительной задержки 15 (ЭДЗ).The overcurrent parry device in the electronic unit of the spacecraft, caused by external factors, including the thyristor effect (Fig. 1) contains a current switch 1 (CT), a current sensor 2 (DT), an analog-to-digital converter 3 (ADC), the first element comparisons 4 (1ES), first 5 (1I) and second 6 (2I) logic elements “I”, short-pulse shaper 7 (FCI), third 8 (3I) and fourth 9 (4I) logic elements “I”, memory element 10 (ЗЭ), logical element “OR” 11 (OR), short-delay element 12 (EKZ), counter 13 (MF), the second comparison element 14 (2ES), a long delay element 15 (EDZ) and a trigger with a counting input 16 (TG). The first input of the current switch 1 (CT) is the first input of the device (1 input), and the output is connected to the input of the current sensor 2 (DT), the first output of which is the output of the device (Output), and the second output is connected via analog-digital converter 3 (ADC) with the first input of the first element of comparison 4 (1ES), the second input of which is the second input of the device (2 inputs), while its output is connected to the first input of the first element "And" 5 (1I), the second input of which connected to the first input of the second element "And" 6 (2I) and is the third input of the device (3 inputs), and the output is connected through a short pulse shaper 7 (FKI) with the first inputs of the third 8 (3I), and the fourth 9 (4I) elements "I", as well as with the first input of the reset of the memory element 10 (ZE), the output of which, in turn is connected to the second control input of the current switch 1 (CT), while the second installation input of the memory element 10 (ZE) is connected to the output of the OR element 11 (OR), the first input of which is the fourth input of the device (4 inputs), and its second the input through a short delay element 12 (EEC) is connected to the output of the fourth element "I" 9 (4I), as well as with the first counting input of the counter 13 (MF), the output of which is connected to the first input of the second comparison element 14 (2ES), the second input of which is the fifth input of the device (5 inputs), and the inverse output connected to the second input of the fourth element "And" 9 (4I), while the second input of the reset counter 13 (MF) is connected to the output of the element long delay 15 (EDS), through the second input of the second element "And" 6 (2I) is connected to the third the input of the element "OR" 11 (OR), as well as the first input of the reset trigger 16 (TG), the inverse output of which is connected to the second the input of the third element "And" 8 (3I), the output of which is in turn connected to the second counting input of the trigger 16 (TG) and the input of the long delay element 15 (EDZ).

Устройство, реализующее предложенный способ для одного канала электронного блока функционирует следующим образом.A device that implements the proposed method for one channel of the electronic unit operates as follows.

Перед началом работы на второй вход устройства подается код, определенный по формуле (1), соответствующий пороговому значению тока, при котором регистрируется перегрузка по току канала электронного блока, а на пятый вход устройства подается код, соответствующий количеству повторных включений на одном длительном интервале времени ожидания N_П, которые определяются по формуле (4). Задержка на элементе длительной задержки 14 (ЭДЗ) должна соответствовать длительному интервалу времени ожидания включения канала блока, определенному по формуле (3), а на элементе короткой задержки - короткому интервалу времени ожидания, определенному по формуле (5).Before starting work, a code determined by formula (1) corresponding to a threshold current value at which a current overload of the channel of the electronic unit is recorded is supplied to the second input of the device, and a code corresponding to the number of repeated switches on one long waiting period is sent to the fifth input of the device N _P , which are determined by the formula (4). The delay on the element of long delay 14 (EDZ) should correspond to the long interval of time to wait for the inclusion of the block channel, defined by formula (3), and on the element of short delay, to the short interval of time to wait, determined by formula (5).

Импульсная команда на включение устройства парирования перегрузок по току в канале ЭБ КА поступает с четвертого входа устройства (4 вх.) на первый вход элемента ИЛИ 11 (ИЛИ) и далее на второй вход установки запоминающего элемента 10 (ЗЭ), при этом на его выходе устанавливается логическая «1», которая поступает на второй вход коммутатора тока 1 (КТ), после чего ток, поступающий на первый вход (1 вх.) устройства и, следовательно, на первый вход коммутатора тока 1(КТ), поступает через датчик тока 2 (ДТ) на его первый выход, являющийся выходом устройства (Вых.). Далее, с выхода устройства (Вых.), ток поступает на вход питания канала электронного блока (на фиг. 1 показан пунктиром). После подачи на третий вход устройства (3 вх.) логической «1», которая поступает на второй вход первого элемента «И» 5 (1И) и первый вход второго элемента «И» 6 (2И), устройство начинает функционировать. При этом аналоговый сигнал, соответствующий величине тока со второго выхода датчика тока 2 (ДТ), поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 3 (АЦП), который преобразует поступивший аналоговый сигнал в цифровой код. Далее указанный код с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 (АЦП) поступает на первый вход первого элемента сравнения 4 (1ЭС), на второй вход которого через второй вход устройства (2 вх.) поступает код, соответствующий пороговому значению тока, при котором регистрируется перегрузка по току в канале электронного блока.An impulse command to turn on the overcurrent parry device in the EC spacecraft channel is received from the fourth input of the device (4 inputs) to the first input of the OR 11 (OR) element and then to the second input of the installation of the memory element 10 (ZE), while at its output logical “1” is set, which is supplied to the second input of current switch 1 (CT), after which the current supplied to the first input (1 input) of the device and, therefore, to the first input of current switch 1 (CT) is supplied through the current sensor 2 (DT) to its first output, which is the output of the device (you x.). Further, from the output of the device (Output), the current is supplied to the power input of the channel of the electronic unit (shown in dotted lines in Fig. 1). After applying to the third input of the device (3 inputs) a logical “1”, which is fed to the second input of the first element “AND” 5 (1I) and the first input of the second element “AND” 6 (2I), the device starts to function. In this case, the analog signal corresponding to the amount of current from the second output of the current sensor 2 (DT) is fed to the input of an analog-to-digital converter 3 (ADC), which converts the received analog signal into a digital code. Next, the specified code from the output of the analog-to-digital converter 3 (ADC) is fed to the first input of the first comparison element 4 (1ES), the second input of which through the second input of the device (2 inputs) receives a code corresponding to the threshold current value at which an overload is detected current in the channel of the electronic unit.

В случае наличия перегрузки по току в канале электронного блока, величина кода, поступающего на первый вход первого элемента сравнения 4 (1ЭС), начинает превышать величину кода, поступающего на его второй вход, при этом на его выходе устанавливается логическая «1», которая поступает через первый вход первого элемента «И» 5 (1И) на вход формирователя коротких импульсов 7 (ФКИ), на выходе которого формируется короткий импульс, поступающий через первый вход третьего элемента «И» 8 (3И) на вход элемента длительной задержки 15 (ЭДЗ) и на второй, счетный вход триггера 16 (ТГ). По окончании указанного импульса на инверсном выходе триггера 16 (ТГ) формируется сигнал логического «0», который поступает на второй вход третьего логического элемента 8 (3И) и блокирует поступление последующих импульсов на его выход.If there is a current overload in the channel of the electronic unit, the value of the code supplied to the first input of the first comparison element 4 (1ES) starts to exceed the value of the code supplied to its second input, and a logical “1” is set at its output, which comes through the first input of the first element "AND" 5 (1I) to the input of the short pulse former 7 (FCI), the output of which is formed by a short pulse, which passes through the first input of the third element "AND" 8 (3I) to the input of the long delay element 15 (EDZ ) and on the second, counting trigger input 16 (TG). At the end of the specified pulse at the inverse output of the trigger 16 (TG), a logic signal “0” is generated, which is fed to the second input of the third logic element 8 (3I) and blocks the arrival of subsequent pulses to its output.

Одновременно, сформированный на выходе формирователя коротких импульсов 7 (ФКИ) импульс поступает на первый вход сброса запоминающего элемента 10 (ЗЭ), на выходе которого, при этом устанавливается состояние логического «0», которое поступает на второй вход коммутатора тока 1 (КТ), при этом ток прекращает поступать на датчик тока 2 (ДТ) и, соответственно, на выход устройства и в канал электронного блока.At the same time, the pulse generated at the output of the short pulse shaper 7 (FCI) is supplied to the first reset input of the memory element 10 (ZE), the output of which, at the same time, sets the logical state “0”, which goes to the second input of the current switch 1 (CT), while the current stops flowing to the current sensor 2 (DT) and, accordingly, to the output of the device and to the channel of the electronic unit.

Кроме того, импульс, сформированный на выходе формирователя коротких импульсов 7 (ФКИ), через первый вход четвертого элемента «И» 9 (4И), при наличии логической «1» на втором его входе, поступает на вход элемента короткой задержки 12 (ЭКЗ).In addition, the pulse generated at the output of the short pulse shaper 7 (FCI), through the first input of the fourth element "And" 9 (4I), in the presence of a logical "1" at its second input, is fed to the input of the element of short delay 12 (ECP) .

Импульс с выхода элемента короткой задержки 12 (ЭКЗ) по окончании задержки поступает через второй вход элемента «ИЛИ» 11 (ИЛИ) на его выход и далее на второй установочный вход запоминающего элемента 10 (ЗЭ), при этом на его выходе устанавливается логическая «1», которая поступает на второй вход коммутатора тока 1 (КТ), после чего ток, поступающий на первый вход (1 вх.) устройства и, следовательно, на первый вход коммутатора тока 1 (КТ), поступает далее через датчик тока 2 (ДТ) на выход устройства (Вых.) и, соответственно, на вход питания канала электронного блока.The pulse from the output of the short delay element 12 (EEC) at the end of the delay enters through the second input of the element "OR" 11 (OR) to its output and then to the second installation input of the storage element 10 (ZE), while the logical "1 ", Which is fed to the second input of current switch 1 (CT), after which the current supplied to the first input (1 input) of the device and, therefore, to the first input of current switch 1 (CT), is then passed through current sensor 2 (DT ) to the output of the device (Ex.) and, accordingly, to the channel power input electronically on the block.

Одновременно по окончании задержки импульс с выхода элемента короткой задержки 12 (ЭКЗ) поступает на счетный вход счетчика 13 (СЧ) и увеличивает его значение на единицу.At the same time, at the end of the delay, the pulse from the output of the short delay element 12 (EEC) is supplied to the counting input of the counter 13 (MF) and increases its value by one.

В случае, если значение кода на выходе счетчика 13 (СЧ) превышает величину кода, поступающего на второй вход второго элемента сравнения 14 (2ЭС), на инверсном выходе указанного элемента сравнения формируется сигнал логического «0», который поступает на второй вход четвертого элемента «И» 9 (4И) и блокирует поступление импульса с его первого входа на вход элемента короткой задержки 12 (ЭКЗ). В случае перегрузки по току импульс, сформированный на выходе формирователя коротких импульсов 7 (ФКИ), поступает на первый вход сброса запоминающего элемента 10 (ЗЭ) и устанавливает его выход в состояние логического «0», при этом коммутатор 1 (КТ) отключает подачу тока с первого входа устройства (1 вх.) на датчик тока 2 (ДТ) и, соответственно, на выход устройства (Вых.) и далее на вход питания канала электронного блока.If the value of the code at the output of the counter 13 (MF) exceeds the value of the code supplied to the second input of the second comparison element 14 (2ES), a logical "0" signal is generated at the inverse output of the specified comparison element, which goes to the second input of the fourth element " And ”9 (4I) and blocks the receipt of the pulse from its first input to the input of the short delay element 12 (ECP). In case of current overload, the pulse generated at the output of the short pulse former 7 (FCI) is fed to the first reset input of the memory element 10 (CE) and sets its output to the logical “0” state, while switch 1 (CT) cuts off the current supply from the first input of the device (1 input) to the current sensor 2 (DT) and, accordingly, to the output of the device (Output) and then to the channel power input of the electronic unit.

По окончании длительной задержки импульс с выхода элемента длительной задержки 15 (ЭДЗ) поступает на первый вход сброса триггера 16 (ТГ) и второй вход сброса счетчика 13 (СЧ) и сбрасывает их, при этом на вторых входах третьего 8 (3И) и четвертого 9 (4И) элементов «И» устанавливаются логические «1», а через второй вход второго элемента «И» 6 (2И) импульс поступает на третий вход элемента «ИЛИ» 11 (ИЛИ), далее с его выхода на второй вход установки запоминающего элемента 9 (ЗЭ), при этом устанавливает на его выходе значение логической «1», после чего ток, поступающий на первый вход (1 вх.) устройства и, следовательно, на первый вход коммутатора тока 1 (КТ), поступает на первый вход датчика тока 2 (ДТ), далее с его первого выхода, соответственно, с выхода устройства (Вых.) на вход питания канала электронного блока.At the end of the long delay, the pulse from the output of the long delay element 15 (EDZ) is supplied to the first reset input of trigger 16 (TG) and the second input of counter reset 13 (MF) and resets them, while at the second inputs of the third 8 (3I) and fourth 9 (4I) of AND elements set to logical 1, and through the second input of the second AND element 6 (2I), the pulse goes to the third input of the OR element 11 (OR), then from its output to the second input of the storage element installation 9 (ЗЭ), at the same time it sets the logic value “1” at its output, after which the current, post falling on the first input (1 input) of the device and, therefore, on the first input of the current switch 1 (CT), is fed to the first input of the current sensor 2 (DT), then from its first output, respectively, from the output of the device (Output) to the power input channel of the electronic unit.

На фиг. 2 представлены графики функционирования устройства парирования перегрузок по току в электронном блоке КА, где:In FIG. 2 shows the graphs of the functioning of the device for paring the overcurrent in the electronic block of the spacecraft, where:

I_вых - ток на выходе устройства, поступающий на вход канала электронного блока;I _o - current at the output of the device supplied to the input channel of the electronic unit;

I_П - пороговое значение тока перегрузки;I _P - threshold value of the overload current;

K_АЦП - код на выходе аналого-цифрового преобразователя;K _ADC - code at the output of the analog-to-digital converter;

K_2вх - код, соответствующий пороговому значению тока, поступающий на второй вход устройства;K _2in - code corresponding to the threshold value of the current supplied to the second input of the device;

U_1ЭС - напряжение на выходе первого элемента сравнения 4 (1ЭС);U _1ES - voltage at the output of the first comparison element 4 (1ES);

U_ФКИ - напряжение на выходе формирователя коротких импульсов 7 (ФКИ);U _FKI - voltage at the output of the shaper of short pulses 7 (FKI);

U_ЭДЗ - напряжение на выходе элемента короткой задержки 12 (ЭКЗ);U _EDZ - voltage at the output of the element of a short delay 12 (EKZ);

U_ЭДЗ - напряжение на выходе элемента длительной задержки 15 (ЭКЗ);U _EDZ is the voltage at the output of the long delay element 15 (EEC);

U_ЗЭ - напряжение на выходе запоминающего элемента 10 (ЗЭ);U _ZE - voltage at the output of the storage element 10 (ZE);

N_СЧ - значение на выходе счетчика 13 (СЧ);N _MF - the value at the output of the counter 13 (MF);

U_ТГ - напряжение на инверсном выходе триггера со счетным входом 16 (ТГ);U _TG - voltage at the inverse output of the trigger with a counting input 16 (TG);

17 - момент установки единичного значения на выходе первого элемента сравнения 4 (1ЭС);17 - the moment of setting a single value at the output of the first comparison element 4 (1ES);

18, 22 - моменты начала формирования импульса на выходе формирователя короткого импульса 7 (ФКИ);18, 22 - moments of the beginning of the formation of the pulse at the output of the shaper of a short pulse 7 (FKI);

19, 25 - момент установки состояний «0» и «1» соответственно на инверсном выходе триггера 16 (ТГ);19, 25 - the moment of setting the states "0" and "1", respectively, on the inverse output of trigger 16 (TG);

20, 23 - моменты начала импульсов на выходе элемента короткой задержки 12 (ЭКЗ);20, 23 — moments of the onset of pulses at the output of the short delay element 12 (EEC);

21, 24 - моменты изменения кода на выходе счетчика 13 (СЧ).21, 24 - moments of code change at the output of counter 13 (MF).

На первый вход элемента сравнения поступает код K_АЦП, соответствующий величине тока, поступающего на его вход со второго выхода датчика тока 2 (ДТ), при этом на второй его вход, соответственно на второй вход устройства, поступает код K_2вх, соответствующий пороговому значению тока.At the first input of the comparison element, the _ADC code K corresponds to the amount of current supplied to its input from the second output of the current sensor 2 (DT), while at the second input, respectively, to the second input of the device, the code K _2in corresponds to the threshold current value .

После превышения тока потребления каналом электронного блока порогового значения, то есть при I_вых>I_П, соответствующий код на выходе АЦП K_АЦП становится выше порогового значения, то есть K_АЦП>К_2вх.After exceeding the current consumption by the channel of the electronic unit, the threshold value, that is, when I _o > I _P , the corresponding code at the output of the ADC K _ADC becomes higher than the threshold value, that is, K _ADC > K _2in .

В момент 17 перегрузки по току на выходе элемента сравнения 4 (1ЭС) формируется напряжение, соответствующее логической «1», то есть U_1ЭС=1. При этом на выходе формирователя коротких импульсов 7 (ФКИ) формируется импульс U_ФКИ, который поступает на первый вход запоминающего элемента 10 (ЗЭ) и по переднему фронту, в момент 18, сбрасывает запоминающий элемент 10 (ЗЭ) и устанавливает на его выходе логический «0», то есть U_ЗЭ=0, и при этом отключает ток I_вых, проходящий от первого входа (1 вх.) через элемент коммутации 1 (КТ) и датчик тока 2 (ДТ) на выход в канал электронного блока, при этом I_вых=0.At the moment 17 of the overcurrent, the voltage corresponding to the logical “1” is formed at the output of the comparison element 4 (1ES), that is, U _1ES = 1. At the same time, at the output of the short pulse shaper 7 (FKI), a pulse U _FKI is generated, which is fed to the first input of the storage element 10 (ZE) and on the rising edge, at time 18, resets the storage element 10 (ZE) and sets the logical “ 0 ", i.e. U _GE = 0, and thus switches off the current I _O flowing from the first input (1 Rin.) through the cell switch 1 (CT) and a current sensor 2 (DT) to the output of the electronic unit channel, wherein I _out = 0.

Импульс, сформированный формирователем коротких импульсов 7 (ФКИ), поступает через первый вход третьего элемента «И» 8 (3И) на второй, счетный вход триггера 16 (ТГ), на инверсном выходе которого в момент 19 окончания указанного импульса устанавливается напряжение, соответствующее логическому «0», то есть U_ТГ=0. Одновременно импульс поступает через третий элемент «И» 8 (3И) на вход элемента длинной задержки 15 (ЭДЗ), а через четвертый элемент «И» 9 (4И) на вход элемента короткой задержки 12 (ЭКЗ). Через время короткого интервала ожидания Δt_К, определенного по формуле (5), передний фронт импульса U_ЭКЗ, сформированного на выходе элемента короткой задержки 12 (ЭКЗ) в момент 20, проходя через элемент «ИЛИ» 11 (ИЛИ), поступает на второй вход установки запоминающего элемента 10 (ЗЭ) и устанавливает напряжение на его выходе, соответствующее логической «1», то есть U_ЗЭ=1. Кроме того, импульс с выхода элемента короткой задержки 12 (ЗЭ) поступает на первый, счетный вход счетчика 13 (СЧ), при этом по окончании импульса, в момент 21, значение счетчика увеличивается на единицу, то есть N_СЧ=1. Далее, в момент 22 происходит повторная перегрузка по току, при этом на выходе запоминающего элемента 10 (ЗЭ) также устанавливается логический «0», то есть U_ЗЭ=0, при этом ток, поступающий на выход устройства (Вых.), прекращает подаваться на выход устройства (Вых.), то есть I_Вых=0. Через время короткого интервала ожидания Δt_К, задержанного элементом короткой задержки 12 (ЭКЗ), в момент 23 вновь устанавливается логическая «1» на выходе запоминающего элемента 10 (ЗЭ), то есть U_ЗЭ=1, при этом коммутатор 1 (КТ) коммутирует ток с первого входа устройства (1 вх.), который через датчик тока 2 (ДТ) поступает на выход устройства. По окончании импульса, задержанного элементом короткой задержки 12 (ЭКЗ) в момент 24, значение счетчика 13 (СЧ) увеличивается на единицу, то есть N_СЧ=2. Далее перегрузок по току в электронном блоке не возникает. В момент 25 импульс на выходе элемента длительной задержки 15 (ЭДЗ) U_ЭДЗ, задержанный на время длительной задержки Δt_Д, определенной по формуле (3), поступает на входы сброса счетчика 13 (СЧ) и триггера 16 (ТГ), при этом сбрасывает значение счетчика N_СЧ=0 и устанавливает на инверсном входе триггера значение логической «1», то есть U_ТГ=1.The pulse generated by the short pulse shaper 7 (FKI), enters through the first input of the third element "And" 8 (3I) to the second, counting input of the trigger 16 (TG), at the inverse output of which at the time 19 of the end of the specified pulse the voltage corresponding to the logical "0", that is, U _TG = 0. At the same time, the pulse enters through the third element “AND” 8 (3I) to the input of the long delay element 15 (EDZ), and through the fourth element “I” 9 (4I) to the input of the element of short delay 12 (EEC). After the time of a short waiting interval Δt _K , determined by formula (5), the leading edge of the pulse U of the _EKZ generated at the output of the short delay element 12 (EKZ) at time 20, passing through the "OR" 11 (OR), is fed to the second input installation of the storage element 10 (CE) and sets the voltage at its output corresponding to the logical "1", that is, U _CE = 1. In addition, the pulse from the output of the short-delay element 12 (CE) is supplied to the first, counting input of the counter 13 (MF), and at the end of the pulse, at time 21, the value of the counter increases by one, i.e., N _MF = 1. Further, at time 22, a repeated current overload occurs, while at the output of the storage element 10 (ZE), a logical "0" is also set, that is, U _ЗЭ = 0, while the current supplied to the output of the device (Out) ceases to be supplied to the output of the device (Out), that is, I _Out = 0. After a short waiting time Δt _K , delayed by the short delay element 12 (EEC), at time 23, a logical “1” is again set at the output of the storage element 10 (EE), that is, U _EE = 1, while switch 1 (CT) commutes current from the first input of the device (1 input), which through the current sensor 2 (DT) is supplied to the output of the device. At the end of the pulse delayed by the short delay element 12 (EEC) at time 24, the value of counter 13 (MF) is increased by one, i.e., N _MF = 2. Further, overcurrents in the electronic unit do not occur. At time 25, the pulse at the output of the long delay element 15 (EDZ) U _EDZ , delayed by the long delay time Δt _D determined by formula (3), is fed to the reset inputs of counter 13 (MF) and trigger 16 (TG), and the value of the counter N _MF = 0 and sets the value of the logical "1" on the inverse input of the trigger, that is, U _TG = 1.

На фиг. 3 представлена функциональная схема взаимодействия трех устройств защиты от перегрузок по току с тремя каналами электронного блока и бортовой системой, где:In FIG. 3 is a functional diagram of the interaction of three overcurrent protection devices with three channels of an electronic unit and an on-board system, where:

БСУ - бортовая система управления КА;BSU - spacecraft onboard control system;

У1, У2, У3 - первый, второй, третий канал устройства парирования перегрузок;U1, U2, U3 - the first, second, third channel of the device for parry overloads;

ЭБ - электронный блок;EB - electronic unit;

БС - бортовая система;BS - on-board system;

K1, К2, К3 - первый, второй и третий каналы электронного блока;K1, K2, K3 - the first, second and third channels of the electronic unit;

БМЭ - блок m мажоритарных элементов (МЭ₁, МЭ₁,…МЭ_m), где m - количество элементов, целое число;BME - block m of majority elements (ME_one, ME_one,... ME_m), where m is the number of elements, an integer;

ИУ - исполнительные устройства бортовой системы; Д - датчики бортовой системы;ИУ - executive devices of the on-board system; D - sensors on-board system;

26, 27, 28 - входы тока от первого, второго и третьего источников питания;26, 27, 28 - current inputs from the first, second and third power sources;

29, 30, 31 - выходы тока от первого второго и третьего каналов устройства парирования перегрузок по току;29, 30, 31 — current outputs from the first second and third channels of the overcurrent parry device;

32 - команды, поступающие с выхода электронного блока в бортовую систему;32 - commands received from the output of the electronic unit in the on-board system;

33 - сигналы, поступающие на вход электронного блока из бортовой системы;33 - signals received at the input of the electronic unit from the on-board system;

34 - механические, электрические, информационные и прочие связи между исполнительными устройствами (ИУ) и датчиками (Д);34 - mechanical, electrical, information and other communications between actuators (IU) and sensors (D);

ИП1, ИП2, ИП3 - первый, второй и третий источники питания.IP1, IP2, IP3 - the first, second and third power sources.

Первое (У1), второе (У2) и третье (У3) устройства защиты от перегрузок по току реализуются программными и аппаратными средствами бортовой системы управления КА (БСУ). На первые входы устройств 26, 27, 28, соответствующих первым входам устройства, представленного на фиг. 1, поступают токи, соответственно, от первого ИП1, второго ИП2 и третьего ИП3 источников питания. С выходов 29, 30, 31 указанных устройств защиты, соответствующих выходам тока устройства, представленного на фиг. 1, ток поступает в первый (К1), второй (К2) и третий (К3) каналы электронного блока (ЭБ).The first (U1), second (U2) and third (U3) overcurrent protection devices are implemented by software and hardware of the onboard spacecraft control system (BSU). At the first inputs of the devices 26, 27, 28, corresponding to the first inputs of the device shown in FIG. 1, currents are supplied, respectively, from the first IP1, second IP2 and third IP3 of power sources. From the outputs 29, 30, 31 of said protection devices corresponding to the current outputs of the device shown in FIG. 1, the current enters the first (K1), second (K2) and third (K3) channels of the electronic unit (EB).

С первого (У1), второго (У2) и третьего (У3) устройств защиты ток поступает, соответственно, в первый (К1), второй (К2) и третий (К3) каналы электронного блока (ЭБ), команды на выходах которого (32) формируются путем мажоритирования команд, поступающих с выходов соответствующих каналов (К1, К2, К3) электронного блока (ЭБ) при помощи блока мажоритарных элементов (БМЭ), входящего в состав указанного электронного блока (ЭБ), содержащего мажоритарные элементы (МЭ₁, МЭ₁, …МЭ_m). Команды с выходов электронного блока (ЭБ) поступают по линиям связи 32 в исполнительные устройства (ИУ) бортовой системы (БС). Состояние исполнительных устройств контролируется при помощи датчиков (Д), информация от которых поступает на входы первого (К1), второго (К2) и третьего каналов электронного бока (ЭБ).From the first (U1), second (U2) and third (U3) protection devices, the current flows, respectively, into the first (K1), second (K2) and third (K3) channels of the electronic unit (EB), the commands at the outputs of which (32 ) are formed by majorizing the commands coming from the outputs of the corresponding channels (K1, K2, K3) of the electronic block (EB) using the majority element block (BME), which is part of the indicated electronic block (EB), containing majority elements (ME ₁ , ME ₁ , ... ME _m ). Commands from the outputs of the electronic unit (EB) are received via communication lines 32 to the executive devices (DUT) of the on-board system (BS). The state of the actuators is monitored using sensors (D), the information from which is fed to the inputs of the first (K1), second (K2) and third channels of the electronic side (EB).

Состояние исполнительных устройств (ИУ) бортовой системы (БС) контролируется датчиками (Д) по условно показанным линиям связи 34, которые могут иметь различную физическую природу, например, механические, электрические, оптические, температурные и другие. Во время функционирования электронный блок (ЭБ) формирует команды, поступающие на выходы 32 в бортовую систему (БС) в зависимости от заданного алгоритма и состояния датчиков (Д). Каждый мажоритарный элемент (МЭ₁, …МЭ_m) формирует информацию на выходе при совпадении двух из трех команд, формируемых на выходах каналов электронных блоков (К1, К2, К3). Таким образом, в случае отключения тока на входах одного из указанных каналов команды на выходах электронного блока (ЭБ) формируются оставшимися двумя каналами.The state of the actuating devices (DUT) of the on-board system (BS) is monitored by sensors (D) via conditionally shown communication lines 34, which can have different physical nature, for example, mechanical, electrical, optical, temperature, and others. During operation, the electronic unit (EB) generates commands arriving at outputs 32 of the on-board system (BS) depending on the given algorithm and the state of the sensors (D). Each majority element (ME ₁ , ... ME _m ) generates information at the output when two of the three teams coincide, formed at the outputs of the channels of electronic units (K1, K2, K3). Thus, in the event of a blackout at the inputs of one of these channels, commands at the outputs of the electronic unit (EB) are formed by the remaining two channels.

Данный способ и устройство позволяет парировать отказы, обусловленные перегрузками по току, возникающие в каналах любого электронного блока космического аппарата. Временное отключение одного канала электронного блока на управление бортовыми системами влияние не оказывает в случае, если перегрузки в каналах электронного блока возникают поочередно, с некоторыми интервалами, при этом отключенные состояния указанных каналов не совпадают по времени.This method and device allows you to fend off failures caused by overcurrents that occur in the channels of any electronic unit of the spacecraft. Temporary shutdown of one channel of the electronic unit does not affect the control of on-board systems if overloads in the channels of the electronic unit occur alternately at certain intervals, while the disconnected states of these channels do not coincide in time.

В случае одновременного возникновения отказов, например в двух из трех каналов резервированного электронного блока с мажоритарной обработкой информации на выходе, сигнал отказа бортовой системы формируется через время, зависящее от физических свойств конкретной БС.In the event of a simultaneous failure, for example, in two of the three channels of a redundant electronic unit with majority processing of the output information, the on-board system failure signal is generated after a time, depending on the physical properties of a particular BS.

Управление бортовыми системами осуществляется по алгоритмам, заложенным в виде программного обеспечения в бортовых цифровых машинах, входящих в состав системы управления космического аппарата. Во время разработки алгоритмов управления бортовыми системами, исходя из их физических свойств, устанавливаются предельные временные интервалы, на которых допускаются перерывы в их управлении, обусловленные сбоями, при превышении которых формируются сигналы отказов. Например, отказ в системе управления ориентацией солнечной батареи формируется во время полета КА по орбите при отсутствии ее вращения, во время которого она отклоняется от направления на Солнце на угол, превышающий допустимое значение. В системе управления терморегулированием, при отсутствии управления нагревательными элементами, отказ может формироваться при выходе температуры за предельно допустимое значение, которое может быть рассчитано либо установлено экспериментальным путем. Таким образом, если отключение двух и более каналов электронного блока управляющего БС происходит на время менее предельного временного интервала, на который допускается перерыв в управлении, сигнал отказа не формируется, то есть, если верхняя граница диапазона длительного интервала ожидания Δt_Д, определенного по формуле (3), не превышает указанного предельного временного интервала. При выборе длительного интервала ожидания Δt_Д необходимо учитывать указанный фактор.On-board systems are controlled by algorithms embedded in the software in on-board digital vehicles that make up the spacecraft control system. During the development of control algorithms for on-board systems, based on their physical properties, time limits are established at which interruptions in their control are allowed due to malfunctions, upon exceeding which failure signals are generated. For example, a failure in the orientation system of the solar battery is formed during the spacecraft’s flight in orbit in the absence of its rotation, during which it deviates from the direction to the Sun by an angle that exceeds the permissible value. In the control system of thermoregulation, in the absence of control of the heating elements, a failure can be formed when the temperature exceeds the maximum permissible value, which can be calculated or established experimentally. Thus, if the disconnection of two or more channels of the electronic unit of the control BS occurs for a time less than the maximum time interval for which a break in control is allowed, a failure signal is not generated, that is, if the upper limit of the range of the long waiting interval Δt _D , determined by the formula ( 3) does not exceed the specified limit time interval. When choosing a long waiting interval Δt _D, it is necessary to take into account the indicated factor.

Если время перегрузки в одном или нескольких каналах превышает верхнюю границу диапазона длительного интервала ожидания Δt_Д, из наземного комплекса управления через бортовой радиотехнический комплекс выдается команда на отключение отказавших каналов БС. В случае наличия перегрузок в двух и более каналах может формироваться сигнал отказа БС, при котором ее управление прекращается. После этого из наземного комплекса управления могут быть выданы команды на изменение порогового значения тока перегрузки с последующим включением отказавших каналов, либо обеспечивающих реконфигурацию бортового оборудования, например, на функциональное замещение отказавшей БС другой системой.If the overload time in one or several channels exceeds the upper limit of the range of the long waiting interval Δt _D , a command is issued from the ground control complex via the on-board radio complex to shut down the failed BS channels. If there are overloads in two or more channels, a BS failure signal can be generated at which its control is terminated. After that, commands can be issued from the ground control complex to change the threshold value of the overload current with the subsequent inclusion of the failed channels, or to reconfigure the onboard equipment, for example, to replace the failed BS with another system.

Применение данного способа и устройства парирования отказов в каналах резервированного электронного блока космического аппарата (КА), возникающих вследствие воздействия тяжелых заряженных частиц и других факторов, позволяет повысить отказоустойчивость и надежность функционирования электронных блоков КА.The use of this method and device for parrying failures in the channels of a redundant electronic unit of a spacecraft (SC), arising from the action of heavy charged particles and other factors, can increase the fault tolerance and reliability of the functioning of the electronic blocks of the SC.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 2480898, 27.04.2013, кл. H03K 17/081. RF patent 2480898, 04/27/2013, cl. H03K 17/08

Claims

1. The method of parrying current overloads in the electronic unit of the spacecraft, due to external factors, including the thyristor effect, which consists in collecting information about the state of the channels of a three-channel redundant electronic unit by the diagnostic system monitoring system of the spacecraft, generating information at the output of the electronic unit by its coincidence in two redundant channels of three, when overcurrent form a signal of failure of the corresponding channel of electronic lock and turn it off and then turn it back on, characterized in that the maximum possible current consumption by each channel of the electronic unit is determined during operation as part of the spacecraft, the threshold value of the channel overload current is set in the range of:
I _MAX ≤I _P <2 · I _MAX
where: I _MAX - the maximum allowable current consumption by the channel of the electronic unit;
I _P - threshold value of the overload current in the channel of the electronic unit, measure the consumption current in each channel of the redundant electronic unit, generate a channel failure signal if the consumption current exceeds the threshold value of the overload current, determine the minimum time at which the channel can be turned on again after it is turned off, determine the period of rotation of the spacecraft around the Earth, break the specified period into equal time intervals, as:
4≤N _AND ≤100
where N _And is the number of time intervals into which the period of rotation of the spacecraft around the Earth is divided,
calculate a long interval of time to wait for the inclusion of the channel of the electronic unit, as:

where: T _KA - the period of revolution of the spacecraft around the Earth;
Δt _D - a long interval of time to wait for the inclusion of the channel,
determine the allowable number of re-enable the channel after it is turned off, set the number of re-enable the channel on one long interval of the waiting time, rounded down to an integer, in the range:

where: N _P - the number of repeated switching on the channel of the electronic unit after it is turned off for one long period of time waiting;
N _G - the permissible number of repeated switching on the channel of the electronic unit,
set a short interval of waiting time for the inclusion of the channel of the electronic unit after it is turned off, in the range:

where: Δt _MIN is the minimum time interval during which the channel can be turned on after it is turned off;
Δt _K - a short interval of time to wait for the inclusion of the channel after it is turned off,
on each long interval of waiting time, the number of switching on the channel of the electronic unit is counted; moreover, if the number of switching on at the indicated interval does not exceed the threshold value, a short waiting time starts from the moment the channel is turned off, and at the same time, the long waiting time is counted, if the number of switching on the corresponding the channel has a zero value, at the end of the countdown of a short period of time, they turn on the channel and increase the number of starts by Dinits, after counting a long waiting time interval is zeroed number of inclusions cut off the current supplied to the electronic unit and the channel control parry disable its failure, if the number of inclusions more than two times reaches the threshold value.

2. The device for paring current overloads in the electronic unit of the spacecraft, caused by external factors, including the thyristor effect, contains a current switch, the first input of which is the first input of the device, and the output is connected to the input of the current sensor, the first output of which is the output of the device, and the second output is connected via an analog-to-digital converter with the first input of the first comparison element, the second input of which is the second input of the device, while its output is connected to the first the input of the first element "And", the second input of which is connected to the first input of the second element "And" and is the third input of the device, and the output is connected through a shaper of short pulses with the first inputs of the third and fourth elements "And", as well as with the first input resetting the storage element, the output of which, in turn, is connected to the second control input of the current switch, while the second installation input of the storage element is connected to the output of the OR element, the first input of which is the fourth input of the device, and e o the second input through the short delay element is connected to the output of the fourth element "And", as well as to the first counting input of the counter, the output of which is connected to the first input of the second comparison element, the second input of which is the fifth input of the device, and the inverse output is connected to the second input of the fourth the “And” element, while the second input of the counter reset is connected to the output of the long delay element, through the second input of the second “And” element is connected to the third input of the “OR” element, as well as the first trigger reset input, the inverse of the stroke of which is connected to the second input of the third AND element, the output of which, in turn, is connected to the second counting input of the trigger and the input of the long delay element.