[發(fā)明專利]衛(wèi)星自主上電系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010868323.8
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112018845B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方圓;朱月峰;白皓;龔文斌;尚琳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院;上海微小衛(wèi)星工程中心
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/35
• 代理公司: 上海智晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

1.一種衛(wèi)星自主上電系統(tǒng)，其特征在于，包括：

第一級分離電路，被配置為根據(jù)星箭分離狀態(tài)提供第一控制信號和第一供電信號；

第二級分離電路，被配置為根據(jù)第一遙控指令提供第二供電信號；

星務(wù)計算機，被配置為根據(jù)所述第一控制信號提供放電指令；

第一級放電電路，被配置為根據(jù)所述第一供電信號和所述第二供電信號接通母線與蓄電池之間的電路；以及

第二級放電電路，被配置為根據(jù)所述放電指令接通母線與蓄電池之間的電路；

所述第一級分離電路包括連接地與第二級分離電路之間的兩個并聯(lián)的行程開關(guān)，所述第二級分離電路包括連接在第一級分離電路與第一級放電電路控制端之間的兩個并聯(lián)的繼電器，所述第一級放電電路包括連接在母線正端與蓄電池正端之間的兩個并聯(lián)的晶體管，所述第二級放電電路包括連接在母線正端與蓄電池正端之間的兩個并聯(lián)的放電開關(guān)；

行程開關(guān)觸點的固定點接地，星箭未分離或繼電器斷開時，與放電開關(guān)并聯(lián)的晶體管柵極懸空，晶體管關(guān)斷；

衛(wèi)星在星箭組合體對接裝入運載整流罩前的最后一次地面測試時通過遙控指令將繼電器接通，待星箭分離后，行程開關(guān)彈開，行程開關(guān)與繼電器呈現(xiàn)為“短路”接通狀態(tài)，此時晶體管柵極被拉低，晶體管開通，蓄電池組通過晶體管向整星提供能源；

星務(wù)計算機上電后發(fā)送程控發(fā)送“放電開關(guān)接通”指令，將放電開關(guān)接通，晶體管和放電開關(guān)同通路均能夠?qū)πl(wèi)星進行供電；

所述第二級放電電路斷開母線與蓄電池之間的電路時，所述星務(wù)計算機提供的第二遙控指令使所述第二級分離電路中止提供所述第二供電信號；

為避免因P-MOS管的存在導(dǎo)致蓄電池過放保護功能失效，“放電開關(guān)斷”指令同時也接至繼電器的斷線包上，在放電開關(guān)斷開的同時斷開繼電器，確保P-MOS的通路存在導(dǎo)致在軌衛(wèi)星蓄電池處于過放電時依然可以觸發(fā)“過放保護”功能，將放電開關(guān)斷開；

所述行程開關(guān)的常閉觸點在星箭分離時向所述星務(wù)計算機發(fā)送自主上電指令；

自主上電電路，被配置為接通蓄電池的兩端進行放電，當放電量超過閾值時，直接接通所述第二級放電電路；

所述自主上電電路包括：

連接在蓄電池正端與蓄電池負端之間的電阻，用于消耗蓄電池的電量；

連接在蓄電池正端與蓄電池負端之間的基準電路，用于產(chǎn)生相對于閾值的電壓，獲得基準電壓；

連接在蓄電池正端與蓄電池負端之間的檢測電路，用于檢測蓄電池正端與蓄電池負端之間的電壓，獲得檢測電壓；

比較電路，用于比較所述基準電壓與所述檢測電壓，并根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生自主上電信號；

蓄電池電壓由7節(jié)4.1V標稱滿電態(tài)電壓的單體組成，整組電壓在蓄電池容量充滿后為28.7V，C-D口接入的形式是行程開關(guān)原本接至星務(wù)計算機判斷星箭分離使用的觸點，或是星表短路使能插頭；當衛(wèi)星發(fā)射窗口確定，星箭分離的時間確定，根據(jù)衛(wèi)星最后一次斷電后至星箭分離時刻，加一定的余量進行自主控制；星箭組合體對接之后30小時星箭分離，CD端接通之后，蓄電池通過2個RXG21 41Ω/6W的功率電阻進行微放電，放電電流為28.7/82=0.35A，電路自身耗電約0.04A，總功耗為0.4A，放電30小時約12Ah，整組蓄電池從滿電量60Ah放電12Ah后的電壓約為27.3V，能量仍滿足至衛(wèi)星初始入軌，基準電壓由二極管形成；檢測電路包括開關(guān)K3控制的延時檔位1與開關(guān)K4控制的延時檔位2，延時檔位1設(shè)置為27.3V對應(yīng)的反饋，延時檔位2設(shè)置為27V對應(yīng)的反饋，衛(wèi)星斷電前狀態(tài)設(shè)置閉合K3、使能開關(guān)K5；當經(jīng)過30小時后，即使行程開關(guān)均出現(xiàn)物理故障無法彈開，蓄電池經(jīng)過放電至27.3V時，衛(wèi)星內(nèi)部該自主上電電路認可判斷7F193比較器的同向端基準電壓6.4V大于反向端反饋電壓的分壓電壓時，比較器7F193將輸出一個驅(qū)動信號至放電開關(guān)繼電器3JB20-3的“放電開關(guān)通”線包上，將放電開關(guān)接通。

2.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星自主上電系統(tǒng)，其特征在于，還包括：使能開關(guān)，被布置在所述自主上電電路與所述第二級放電電路之間；

當衛(wèi)星入軌飛行狀態(tài)設(shè)置后，所述使能開關(guān)斷開。