[發(fā)明專利]一種適合空間環(huán)境應(yīng)用的多路輸出電源

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910071508.X
• 申請日: 2009-03-09
• 公開（公告）號: CN101505093A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭闖強;倪風(fēng)雷;謝宗武;劉宏;顧義坤;張慶利;黨進;介黨陽
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02M3/00
• 分類號: H02M3/00;H02H7/10;H02H3/08;H02H9/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 張果瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種滿足空間應(yīng)用要求的多路輸出電源電路，屬于電源裝置領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國對空間探索投入的增加，越來越多的機電設(shè)備將投入到太空運行。衛(wèi)星或飛船一般通過太陽能帆板獲取電能然后存儲到蓄電池中，由蓄電池向負載提供電源。星載設(shè)備一般要求有獨立的電源電路將從上級電源得到的單一電壓變換為自身負載所需要的多種電平。電源是機電設(shè)備的心臟，空間設(shè)備電源的穩(wěn)定性和可靠性尤為重要。

空間設(shè)備對元件的體積和重量有很高的要求。特別是空間機器人模塊化關(guān)節(jié)的設(shè)計，需要將關(guān)節(jié)的所有控制、傳感和驅(qū)動電路集成在關(guān)節(jié)的狹小空間內(nèi)。往往需要將蓄電池提供的28V直流電轉(zhuǎn)換為需要的多個電平，如控制電路的D5V、D1.5V和D3.3V，傳感器需要的A5V，驅(qū)動電路需要的A+12V和A-12V等多個電平。需要將電源電路同負載電路融合設(shè)計。

現(xiàn)有的電源電路只能實現(xiàn)幾個簡單的保護，其本身具有的多路DC/DC變換電路模塊大多設(shè)計有輸入過流保護和輸出電壓保護，但是將現(xiàn)有的電源電路應(yīng)用到空間環(huán)境中會因為空間的特殊性而保護不到位，在空間環(huán)境中，空間高能粒子射線會引起電子電路發(fā)生單粒子鎖定事件而短路，另外被關(guān)閉后的電源負載電路的殘余電荷在空間環(huán)境中會對電路芯片產(chǎn)生較大的負面影響，而現(xiàn)有的電源電路沒有及時有效的檢測出單粒子鎖定事件的發(fā)生并加以保護，也不能在電源關(guān)閉后釋放原負載的殘余電荷，不能實現(xiàn)對負載的有效保護。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決針對空間環(huán)境的特殊要求，現(xiàn)有電源電路無法實現(xiàn)對負載的有效保護，不能實現(xiàn)單粒子鎖定事件的檢測和保護的問題，提供了一種適合空間環(huán)境應(yīng)用的多路輸出電源。

本發(fā)明包括電源輸入濾波電路、具有母線輸入過流保護和輸出電壓保護功能的多路DC/DC變換電路模塊，電源輸入濾波電路的輸出端與多路DC/DC變換電路模塊的輸入端相連，多路輸出電源還包括閂鎖觸發(fā)電路、n個低壓差線性輸出調(diào)節(jié)模塊、關(guān)斷撬杠電路和n個電荷泄放撬杠電路，多路DC/DC變換電路模塊的n個輸出端分別與一個低壓差線性輸出調(diào)節(jié)模塊的輸入端相連，每個低壓差線性輸出調(diào)節(jié)模塊的兩個輸出端與一個電荷泄放撬杠電路的兩端分別相連，每個低壓差線性輸出調(diào)節(jié)模塊的報警觸腳均與閂鎖觸發(fā)電路的輸入端相連，閂鎖觸發(fā)電路的關(guān)斷信號輸出端與關(guān)斷撬杠電路的輸入端相連，關(guān)斷撬杠電路的輸出端分別與n個低壓差線性輸出調(diào)節(jié)模塊的關(guān)斷觸腳相連，閂鎖觸發(fā)電路的電荷泄放控制信號輸出端分別與n個電荷泄放撬杠電路的控制端相連，n為自然數(shù)，且n≥1，

關(guān)斷撬杠電路包括第一三極管和第一電阻，第一三極管的基極與閂鎖觸發(fā)電路的關(guān)斷信號輸出端相連，第一三極管的集電極與低壓差線性輸出調(diào)節(jié)模塊的關(guān)斷觸腳相連，第一三極管的發(fā)射極與第一電阻的一端相連，第一電阻的另一端接地，第一三極管的基極為關(guān)斷撬杠電路的輸入端，第一三極管的集電極為關(guān)斷撬杠電路的輸出端，

電荷泄放撬杠電路包括第二三極管和第二電阻，第二三極管的基極與閂鎖觸發(fā)電路的電荷泄放控制信號輸出端相連，第二三極管的發(fā)射極接地，第二三極管的集電極與第二電阻的一端相連，第二電阻的另一端與低壓差線性輸出調(diào)節(jié)模塊的正極輸出端相連，第二三極管的發(fā)射極和第二電阻的另一端分別為電荷泄放撬杠電路的兩端。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明所公開的電源電路設(shè)計了對上級電源過流保護、多路DC/DC變換電路模塊自身的功耗保護、輸出過壓和過流保護、單粒子鎖定事件檢測和保護、電源負載殘存電荷泄放等多種保護措施。這些措施的結(jié)合能夠滿足空間環(huán)境電源電路的設(shè)計要求。

本發(fā)明所采用的多路DC/DC變換電路模塊與低壓差線性輸出調(diào)節(jié)模塊的組合的設(shè)計方法，對多路DC/DC變換電路模塊的設(shè)計要求不高，能滿足上級電源過流保護和輸出過壓保護功能即可。并且電源電路的線性調(diào)節(jié)模塊能夠直接驅(qū)動如DSP或FPGA等對電壓質(zhì)量要求高的芯片，無需外加調(diào)節(jié)。

本發(fā)明所公開電路能夠?qū)崿F(xiàn)太空單粒子鎖定事件的有效檢測和很好的保護。本發(fā)明所公開電路中包含的撬杠電路模塊能夠為負載殘余電荷提供有效的泄放通路，提高設(shè)備在空間環(huán)境中的安全系數(shù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是實施方式一中具體實施例電路圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式包括電源輸入濾波電路1、具有母線輸入過流保護和輸出電壓保護功能的多路DC/DC變換電路模塊2，電源輸入濾波電路1的輸出端與多路DC/DC變換電路模塊2的輸入端相連，