[發明專利]一種深空探測領域中探測器用休眠控制系統和控制方法

有效

• 申請號: 201210526535.3
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN102981426A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 劉勇;金波;劉東;許峰;陳達興;李國欣
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

技術領域

本發明涉及深空探測領域中的航天電源控制技術，具體涉及一種深空探測領域中探測器用休眠控制系統和控制方法。

背景技術

深空探測是當今世界科技發展的前沿領域，具有很強的基礎性、前瞻性、創新性和帶動性。人類的航天活動一般可分為地球應用衛星、載人航天和深空探測三大領域，開展深空探測活動，是航天技術發展的必然選擇，也是人類進一步了解宇宙、認識太陽系、探索地球與生命的起源和演化、獲取更多科學認識的必須手段。深空探測主要有兩方面內容，一是太陽系行星探測（近太陽以及遠離太陽），二是天文觀察。探測器電源系統絕大部分采用太陽電池陣-蓄電池組電源系統，探測器電源系統的主要任務是提供探測器上負載的全部電源。在光照期，太陽電池陣除提供探測器上設備所需全部能源外，并給化學蓄電池組充電。在陰影期，太陽電池陣不供電，由化學蓄電池組提供探測器上設備所需全部電源。一般化學蓄電池組只能提供幾個小時的能源，最長也只能維持幾天的能源，而深空探測工程中陰影期較長，如探月工程月夜有14天，其它探測器陰影期會長達數月，因此深空探測長時間陰影期僅靠探測器蓄電池組不足以維持探測器平臺最小功率需求，探測器在長時間陰影期期間必須安全可靠的關閉所有設備，進入休眠，光照來臨后，逐步將平臺負載可靠安全的加電。

發明內容

本發明提供的一種深空探測領域中探測器用休眠控制系統和控制方法，在臨近長時間陰影期時，使探測器調整好姿態，通過休眠控制系統和控制方法，使探測器斷開所有用電設備，進入休眠狀態，探測器所有設備均不消耗電能，保證了探測器安全渡過長期陰影期的能源困境。

為了達到上述目的，本發明提供一種深空探測領域中探測器用休眠控制系統，該探測器的主電路包含分別與母線電路連接的太陽陣、分流模塊、放電模塊、蓄電池組、電容陣和二次電源，該主電路還包含一次母線開關和蓄電池組放電開關；

該休眠控制系統電路連接探測器的主電路和母線，該休眠控制系統包含電路連接的休眠供電通路、休眠控制電路、休眠自關斷控制電路、休眠時母線電壓測量電路、喚醒控制電路、喚醒使能開關、二次電源開關、喚醒負載開關和喚醒負載。

所述的休眠供電通路電路連接所述的蓄電池組和母線，該休眠供電通路包含串聯的休眠供電開關和隔離二極管。

所述的休眠控制電路包含電路連接的第一晶體管、第二晶體管、第一繼電器線圈、第二二極管和第三二極管，還包含電阻；

所述的休眠控制電路控制一次母線開關、蓄電池組放電開關、二次電源開關、喚醒使能開關和喚醒負載開關的關斷。

所述的休眠控制電路產生100ms的控制指令。

所述的休眠自關斷控制電路電路連接所述的休眠供電通路；所述的休眠自關斷控制電路包含電路連接的第三晶體管、第二繼電器線圈、第四二極管和第五二極管，還包含電阻以及電容；

所述的休眠自關斷控制電路產生自關斷控制指令，斷開休眠供電通路的休眠供電開關。

休眠控制系統斷電后，自關斷控制指令仍保持20ms。

所述的休眠時母線電壓測量電路與母線正、負相連，檢測休眠過程中的母線電壓，作為休眠判斷依據。

本發明還提供一種深空探測領域中探測器用休眠控制系統的休眠控制方法，該方法包含以下步驟：

步驟1、探測器控制系統調整探測器姿態，閉合休眠供電開關，接通休眠供電通路，為休眠控制系統單獨從蓄電池組引出工作電源；

步驟2、探測器控制系統逐步關閉探測器載荷，使探測器工作在最小負載模式；

步驟3、休眠控制電路判斷休眠供電開關閉合后，發指令斷開一次電源母線開關，探測器由蓄電池組通過休眠供電通路供電；

步驟4、休眠控制電路判斷一次電源母線開關斷開后，發指令斷開斷蓄電池組放電開關；

步驟5、休眠控制電路判斷蓄電池組放電開關斷開后，發指令斷開二次電源開關，同時閉合喚醒負載開關，使喚醒負載被接入母線；

步驟6、休眠控制電路判斷二次電源開關斷開、并且休眠時母線電壓測量電路測量到休眠時母線電壓低于設定值后，休眠控制電路發指令閉合喚醒使能開關，為探測器喚醒設置做準備；

步驟7、休眠自關斷控制電路判斷喚醒使能開關閉合后，產生自關斷信號，斷開休眠供電開關；

步驟8、地面判斷探測器是否仍有遙測，若有，地面再發指令斷開休眠供電開關；若無，說明休眠供電開關斷開，探測器進入休眠，探測器所有設備均不消耗電能。

所述的休眠控制電路產生100ms的控制指令。

休眠控制系統斷電后，自關斷控制指令仍保持20ms。