[發明專利]一種航天器開關控制通路浪涌電流抑制電路

在審

• 申請號: 202110678585.2
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113725835A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 王力;吳建超;石俊彪;張旭東;馮悅;張宇;陳廣軍
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 劉秀祥

一種航天器開關控制通路浪涌電流抑制電路，并聯支路由電阻和繼電器觸點串聯，并聯支路兩端與功率開關K1觸點兩端并聯。繼電器驅動電路位于功率開關驅動電路的前端，二次母線正端通過限流電阻與繼電器開關K2線圈正端相連，繼電器開關K2線圈負端直接與驅動信號端相連。功率開關驅動電路采用MOS管驅動電路進行通斷控制，采用三極管延時電路進行延時控制，二次母線正端與MOS管s極相連，MOS管d極通過功率開關K1限流電阻與功率開關K1線圈正端相連，功率開關K1線圈負端直接與二次母線負端相連。當驅動信號為閉合指令時，繼電器觸點先于功率開關觸點閉合；當驅動信號為關斷指令時，繼電器觸點先于功率開關觸點斷開。

技術領域

本發明涉及一種航天器開關控制通路浪涌電流抑制電路，尤其涉及一種開關動作瞬間，常規浪涌抑制電路未工作時的浪涌抑制電路，屬于大功率配電領域。

背景技術

空間站總體電路分系統設備眾多，設備開關機大多采用機械開關切換控制。部分設備有自己單獨的開關控制，部分設備共用一個開關進行控制。由于設備中設計有EMI濾波電容以及通路中存在的寄生電容，且設備一次母線回線和機殼在整星階段處于短接狀態，導致在機械開關閉合瞬間，設備內部的固有浪涌抑制電路被旁路起不到應有作用，設備中電容形成瞬時充電回路，電容近似短路，產生短時但幅值很大的浪涌電流。多個設備共用一個開關時，由于多個設備同時加電，浪涌電流還會產生疊加效應，進一步推高浪涌電流幅值。

在航天器系統中，機械開關閉合瞬間產生的浪涌電流危害巨大：1)影響一次母線穩定，母線電壓會產生瞬時跌落；2)可能會導致功率通路開關觸點粘連失效；3)可能對設備熔斷器造成損傷等。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種航天器開關控制通路浪涌電流抑制電路，目的是解決機械開關閉合瞬間，在常規浪涌抑制電路未開始工作時，在母線上產生的短時但幅值較大的浪涌電流。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：

本發明實施例提供一種航天器開關控制通路浪涌電流抑制電路，包括：功率開關K1、并聯支路、功率開關驅動電路、繼電器驅動電路；

并聯支路采用電阻和繼電器開關K2串聯，并聯支路兩端與功率開關K1兩端并聯；

功率開關驅動電路分為三個子電路；第一個子電路為MOS管驅動電路，包括P型MOS管、MOS管gs極上拉電阻、MOS管gs極下拉電阻、MOS管g極限流電阻；二次母線正端Vin+與MOS管s極相連，MOS管d極通過功率開關K1限流電阻與功率開關K1線包正端相連；MOS管gs極上拉電阻與MOS管gs極下拉電阻形成分壓來提供MOS管的柵源電壓；g極限流電阻的一端與MOS管的g極連接，另一端連接在MOS管gs極上拉電阻和MOS管gs極下拉電阻之間；

功率開關驅動電路的第二個子電路為三極管延時電路，包括三極管、三極管B極上拉電阻、三極管B極下拉電阻、三極管B極限流電阻、延時電容；三極管C極與MOS管g極通過MOS管gs極下拉電阻相連，三極管E級與驅動信號端相連，三極管B極串聯三極管B極限流電阻后連接至三極管B極下拉電阻，三極管B極下拉電阻與驅動信號端之間并聯延時電容；三極管B極上拉電阻與二次母線正端相連，三極管B極上拉電阻和三極管B極下拉電阻形成分壓為三極管B極提供基極驅動電壓；

功率開關驅動電路的第三個子電路，位于MOS管d極與二次母線負端Vin-之間，包括串聯連接的功率開關K1線包、功率開關K1限流電阻、功率開關K1抗擾二極管；還包括與該串聯部分并聯的功率開關K1保護電路；

繼電器驅動電路位于二次母線正端與驅動信號端之間，包括串聯連接的繼電器開關K2線包、繼電器開關K2限流電阻、繼電器開關K2抗擾二極管；還包括與該串聯部分并聯的繼電器開關K2保護電路。

本發明一實施例中，當驅動信號為閉合指令時，繼電器開關K2先于功率開關K1閉合；當驅動信號為關斷指令時，繼電器開關K2先于功率開關K1斷開，其中驅動信號低電平有效。