[發明專利]一種適用于長期連續工作的太陽電池陣驅動器

有效

• 申請號: 201710357375.7
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107196403B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 李雪;黃瀟嶸;王濤;孫海林;周建華
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02P8/40
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 金家山

1.一種適用于長期連續工作的太陽電池陣驅動器，其特征在于，所述太陽電池陣驅動器包括主份控制線路、備份控制線路和公共模塊，公共模塊與主份控制線路和備份控制線路相連，主份控制線路和備份控制線路結構相同，完全隔離，互為備份;

所述主份控制線路包括主份通信模塊（1）、主份電源模塊（2）、主份控制模塊（3）和主份驅動模塊（4）；所述備份控制線路包括備份通信模塊（9）、備份電源模塊（8）、備份控制模塊（7）和備份驅動模塊（6）；

主份通信模塊（1）通過主份控制模塊（3）與主份驅動模塊（4）相連，主份電源模塊（2）與主份通信模塊（1）、主份控制模塊（3）和主份驅動模塊（4）相連；備份通信模塊（9）通過備份控制模塊（7）與備份驅動模塊（6）相連，備份電源模塊（8）與備份通信模塊（9）、備份控制模塊（7）和備份驅動模塊（6）相連;

所述公共模塊包括指令切換模塊（10）、信號采集模塊（5）和遙測輸出模塊（11），信號采集模塊（5）與主份控制模塊（3）和備份控制模塊（7）連接，遙測輸出模塊（11）與信號采集模塊（5）連接;

當指令切換模塊（10）切換到主份控制線路時，指令切換模塊（10）與主份電源模塊（2）相連，主份電源模塊（2）給遙測輸出模塊（11）和信號采集模塊（5）供電；當指令切換模塊（10）切換到備份控制線路時，指令切換模塊（10）與備份電源模塊（8）相連，備份電源模塊（8）給遙測輸出模塊（11）和信號采集模塊（5）供電;

所述主份通信模塊（1）包括電平轉換芯片（24）和串口處理芯片（25），電平轉換芯片（24）與串口處理芯片（25）連接，串口處理芯片（25）與主份控制模塊（3）連接；主份通信模塊（1）接受外部信號時，電平轉換芯片（24）將差分信號轉換成串行數據，串口處理芯片（25）將串行數據轉換成并行數據發送給主份控制模塊（3）；主份通信模塊（1）向外部發送信號時，主份控制模塊（3）將數據發送給串口處理芯片（25）進行并串處理，再由電平轉換芯片（24）轉換成差分信號向外部發送;

主份控制模塊3，主份控制模塊由數字信號處理器和邏輯器件組成，功能是RS-422 通訊串口雙向通訊應用層的處理，采集驅動機構位置信號有效信息用于參與控制和遙測反饋，電源監控和看門狗功能；主份控制模塊3 核心為單片機80C32 數字信號處理器22，P0.0-P0.7是數字信號處理器的數字總線和低八位地址總線的復用信號，通過ALE 信號選擇；P2.0-P2.7 是數字信號處理器的高八位地址總線，WR和RD信號分別為數字信號處理器的寫、讀信號；數字信號處理器的看門狗功能由MAX692 芯片電源監控芯片23 實現；P1.3-P1.6 輸出電機驅動的波形極性；

主份通信模塊1 包括RS-422電平轉換芯片24 和串口處理芯片25，它將接收到的標準RS-422 串口信號轉換成可供數字信號處理器數據總線讀取的數據和將數字信號處理器往外寫的數據轉換成標準的RS-422 信號發送出去；D0-D7 連數據總線上；A0-A1 連地址總線上；接收過程中，電平轉換芯片24 將標準的RS-422 差分信號轉換成單信號，由82C52 串口處理芯片25 將串行數據轉換成并行數據，放在數據總線上由數字信號處理器22 讀取；發送過程中，數字信號處理器22 將數據放入地址總線，串口處理芯片進行并串處理，再由電平轉換芯片24 轉換成差分信號發送出去；

主份驅動模塊4為電機繞組提供驅動電流，采用的驅動方式為正弦細分的電流恒定驅動；V1 是主份達林頓管21，V11、V21、V31、V41 是主份MOS 管26；

主份電源模塊2，是轉換整星提供的一次電源為驅動器所需的二次電源，驅動器需要的二次電源有5V、12V 和-12V 三種電源；第一DC/DC 轉換器33 將+30V 一次直流電轉換成+5V 二次電源；第二DC/DC 轉換器28 將+30V 一次直流電轉換成+12V 和-12V 二次電源；在前端還設計了緩啟電路消除驅動器上電時刻浪涌電流對系統的影響；RZ1-RZ4、CZ1-CZ4、RZ5 和VZ1 構成緩啟電路；

信號采集模塊5，將0°零位和90°零位霍爾傳感器的信號采集進來，轉給數字信號處理器；信號采集模塊5 將八路零位信號，其中單軸四路，雙軸八路，經過54HC244 濾波后經CC4053 模擬開關29 轉換成主份八路零位信號和備份八路零位信號共16 路信號；零位信號連入數據總線，通過兩次讀操作讀入數字信號處理器22；

遙測輸出模塊11 中的電流遙測；電流采樣通過一個串接在電機繞組驅動電流流經路線的3Ω的電阻的電壓值來表征，再通過遙測跟隨電路30 發送給整星的遙測；

指令切換模塊10用于主線路和備線路的切換；驅動器接收到“驅動機構加電”指令后，接通驅動機構的電源；驅動器接收到“驅動機構斷電”指令后，斷開驅動機構的電源；驅動器接收到“驅動線路備開主關”指令后，驅動器切換到備份控制線路工作；驅動器接收到“驅動線路主開備關”指令后，驅動器切換到主份控制線路工作；對四條遙控指令的執行是通過OC門指令控制磁保持繼電器31 的開關動作來完成；其中控制驅動機構加斷電的繼電器采用了并聯冗余的方案，提高系統的可靠性。

2.如權利要求1 所述的太陽電池陣驅動器，其特征在于，所述主份驅動模塊（4）為電機主繞組提供驅動電流，所述備份驅動模塊（6）為電機備繞組提供驅動電流。