一種星載綜合電子下位機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種星載綜合電子下位機(jī)，采用插板式結(jié)構(gòu)，包括供電模塊和多個(gè)功能模塊,多個(gè)所述功能模塊包括電磁閥板、磁控板、配電板、火工品板、總線控制板和遙測(cè)采集板，所述供電模塊、電磁閥板、磁控板、配電板、火工品板、總線控制板和遙測(cè)采集板通過(guò)插入底板進(jìn)行互聯(lián)。本實(shí)用新型通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化、綜合集成設(shè)計(jì)、合理劃分模塊，在一臺(tái)單機(jī)集遠(yuǎn)置終端、推進(jìn)線路盒、綜合線路盒、配電盤以及火工品控制單元等傳統(tǒng)的五臺(tái)星載電子設(shè)備單機(jī)功能于一體，取得了極大減少星載設(shè)備重量、體積、功耗和提高模塊化程度等有益效果。
【專利說(shuō)明】
一種星載綜合電子下位機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種星載電子設(shè)備，特別涉及一種星載綜合電子下位機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星平臺(tái)的下位機(jī)主要完成衛(wèi)星的供配電、遙測(cè)采集、指令輸出、驅(qū)動(dòng)等功能，通常要集遠(yuǎn)置終端、推進(jìn)線路盒、綜合線路盒、配電盤以及火工品控制單元等多臺(tái)單機(jī)完成。
[0003]發(fā)射衛(wèi)星是一項(xiàng)高成本的任務(wù)，其中衛(wèi)星的重量、體積和功耗是決定成本的關(guān)鍵因素。完成上述衛(wèi)星平臺(tái)下位機(jī)功能的多臺(tái)單機(jī)，每臺(tái)均需要有結(jié)構(gòu)件來(lái)支撐電子線路，各單機(jī)電子部件各自獨(dú)立，無(wú)法實(shí)現(xiàn)軟硬件資源的共享，造成單機(jī)的重量、體積和功耗均較大，無(wú)疑需要花費(fèi)很大成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]基于現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提出了一種星載綜合電子下位機(jī)，提高了衛(wèi)星平臺(tái)下位機(jī)的功能密度，有效減少星載設(shè)備重量、體積和功耗。
[0005]本實(shí)用新型為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種星載綜合電子下位機(jī)，采用插板式結(jié)構(gòu)，包括供電模塊和多個(gè)功能模塊，多個(gè)所述功能模塊包括電磁閥板、磁控板、配電板、火工品板、總線控制板和遙測(cè)采集板，所述供電模塊、電磁閥板、磁控板、配電板、火工品板、總線控制板和遙測(cè)采集板通過(guò)插入底板進(jìn)行互聯(lián)。
[0007]進(jìn)一步的，所述供電模塊將輸入電壓為28V的一次電源轉(zhuǎn)換為輸出電壓為5V的二次電源，并通過(guò)底板為所述電磁閥板、磁控板、配電板、火工品板、總線控制板和遙測(cè)采集板提供電源。
[0008]進(jìn)一步的，所述電磁閥板一端與所述底板插接，另一端與所述衛(wèi)星平臺(tái)推進(jìn)分系統(tǒng)的電磁閥和加熱器連接，分別用以完成衛(wèi)星平臺(tái)推進(jìn)分系統(tǒng)的電磁閥驅(qū)動(dòng)以及推進(jìn)分系統(tǒng)的加熱器供電，其中，所述電磁閥驅(qū)動(dòng)的路數(shù)不少于8路，所述加熱器供電的路數(shù)不少于8路。
[0009]進(jìn)一步的，所述磁控板一端與所述底板插接，另一端與所述衛(wèi)星平臺(tái)姿控分系統(tǒng)的3根磁力矩器連接，用以對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)姿控分系統(tǒng)的3根磁力矩器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并采集遙測(cè)數(shù)據(jù)。
[0010]進(jìn)一步的，所述配電板一端與所述底板插接，另一端與所述衛(wèi)星平臺(tái)姿控分系統(tǒng)連接，用以為衛(wèi)星平臺(tái)姿控分系統(tǒng)提供不少于48路的28V供電電源、不少于3路的±12V供電電源和不少于3路的±5V供電電源。
[0011 ]進(jìn)一步的，所述火工品板提供不少于6路的火工品供電控制，所述火工品板采用地線通斷控制繼電器和解鎖控制繼電器對(duì)火工品的地線通斷和解鎖進(jìn)行控制。
[0012]優(yōu)選的，所述地線通斷控制繼電器采用LEACH公司的M302-J2AH型磁保持繼電器，所述解鎖控制繼電器采用LEACH公司的M230-J2A型電磁繼電器。
[0013]進(jìn)一步的，所述總線控制板通過(guò)1553B總線對(duì)外連接，并作為遠(yuǎn)置終端RT接入衛(wèi)星的1553B中低速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，接收衛(wèi)星平臺(tái)指令，并將采集的遙測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到衛(wèi)星平臺(tái)。
[0014]進(jìn)一步的，所述遙測(cè)采集板提供不多于181路的模擬量遙測(cè)通道，在所述總線控制板中的控制模塊選通信號(hào)控制下，選通相應(yīng)模擬量遙測(cè)通道的遙測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)下位機(jī)的底板總線傳送至所述總線控制板中的控制模塊，并進(jìn)行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0015]優(yōu)選的，所述遙測(cè)采集板提供176路的模擬量遙測(cè)通道。
[0016]本實(shí)用新型通過(guò)采取上述方案克服了現(xiàn)有的星載下位機(jī)功能密度低，衛(wèi)星平臺(tái)下位機(jī)由多臺(tái)單機(jī)完成控制處理功能的重量、體積和功耗較大，軟硬件資源的共享程度低等問(wèn)題，取得如下有益效果:
[0017]I)極大降低衛(wèi)星下位機(jī)的重量、體積和功耗，一臺(tái)單機(jī)完成五臺(tái)單機(jī)的功能，減重達(dá)70%，降低功耗45%;
[0018]2)提高了宇航下位機(jī)組件模塊化、組合化程度，采用AMP公司標(biāo)準(zhǔn)的240芯接口，整機(jī)由標(biāo)準(zhǔn)模塊構(gòu)成，具有統(tǒng)一的機(jī)電接口；
[0019]3)本實(shí)用新型通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化、綜合集成設(shè)計(jì)、合理劃分模塊，提高了星載下位機(jī)的通用化、模塊化程度，在一臺(tái)單機(jī)集遠(yuǎn)置終端、推進(jìn)線路盒、綜合線路盒、配電盤以及火工品控制單元等傳統(tǒng)的五臺(tái)星載電子設(shè)備單機(jī)功能于一體，取得了極大減輕星載設(shè)備重量、體積、功耗和提高模塊化程度等有益效果。
【附圖說(shuō)明】
[0020]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見(jiàn)，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖中:
[0021 ]圖1是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的組成框圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型的火工品板的原理框圖；
[0023]圖3是本實(shí)用新型的遙測(cè)采集板的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)例，并不是全部的實(shí)例，基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0025]如圖1所示，本實(shí)施例公開(kāi)了一種星載綜合電子下位機(jī)，采用插板式結(jié)構(gòu)，包括供電模塊和多個(gè)功能模塊，多個(gè)所述功能模塊包括電磁閥板、磁控板、配電板、火工品板、總線控制板和遙測(cè)采集板，所述供電模塊、電磁閥板、磁控板、配電板、火工品板、總線控制板和遙測(cè)采集板通過(guò)插入底板進(jìn)行互聯(lián)。上述模塊組成的下位機(jī)通過(guò)采用高度綜合集成、模塊化、通用化設(shè)計(jì)，在一臺(tái)單機(jī)上實(shí)現(xiàn)整星配電、熱控驅(qū)動(dòng)及管理、推進(jìn)管理、火工品管理、姿控執(zhí)行、整星遙測(cè)信號(hào)采集、遙控指令脈沖輸出等需要多臺(tái)單機(jī)完成的功能。
[0026]本實(shí)施例中，所述供電模塊的功能是進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換，將輸入電壓為28V的一次電源轉(zhuǎn)換為輸出電壓為5V的二次電源，并通過(guò)底板為所述電磁閥板、磁控板、配電板、火工品板、總線控制板和遙測(cè)采集板的數(shù)字邏輯電路提供電源。
[0027]本實(shí)施例中，所述電磁閥板一端與所述底板插接，另一端與所述衛(wèi)星平臺(tái)推進(jìn)分系統(tǒng)的電磁閥和加熱器連接，分別用以完成衛(wèi)星平臺(tái)推進(jìn)分系統(tǒng)的電磁閥驅(qū)動(dòng)以及推進(jìn)分系統(tǒng)的加熱器供電，其中，所述電磁閥驅(qū)動(dòng)的路數(shù)不少于8路，所述加熱器供電的路數(shù)不少于8路。具體的，采用VMOS管2N6800U來(lái)驅(qū)動(dòng)電磁閥。
[0028]本實(shí)施例中，所述磁控板一端與所述底板插接，另一端與所述衛(wèi)星平臺(tái)姿控分系統(tǒng)的3根磁力矩器連接，用以對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)姿控分系統(tǒng)的3根磁力矩器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并采集相應(yīng)的遙測(cè)數(shù)據(jù)。并通過(guò)控制繼電器的切換，經(jīng)功率管輸出給相應(yīng)的磁棒。
[0029]本實(shí)施例中，所述配電板一端與所述底板插接，另一端與衛(wèi)星平臺(tái)各分系統(tǒng)連接，用以為衛(wèi)星平臺(tái)姿控分系統(tǒng)提供不少于48路的28V供電電源、不少于3路的±12V供電電源和不少于3路的±5V供電電源。具體的，用MTR2812DF、0M1320STM將電源分系統(tǒng)28V轉(zhuǎn)為土12V、+5V;用MSA2805D將電源分系統(tǒng)28V轉(zhuǎn)為±5V;用MOS管IRHY9130CM控制最大工作電流11八的28￥供電；用￥]?03管2郵8001]實(shí)現(xiàn)最大工作電流34的28￥供電。
[0030]本實(shí)施例中，所述火工品板提供不少于6路的火工品供電控制，包括火工品的地線接通、斷開(kāi)、解鎖。所述火工品板采用地線通斷控制繼電器和解鎖控制繼電器對(duì)火工品的地線通斷和解鎖進(jìn)行控制。優(yōu)選的，所述地線通斷控制繼電器K1、K2采用LEACH公司的M302-J2AH型磁保持繼電器，所述解鎖控制繼電器Κ3、Κ4采用LEACH公司的M230-J2A型電磁繼電器。
[0031 ]本實(shí)施例中，所述總線控制板通過(guò)1553Β總線對(duì)外連接，并作為遠(yuǎn)置終端RT接入衛(wèi)星的1553Β中低速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，接收衛(wèi)星平臺(tái)指令，并將采集的遙測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到衛(wèi)星平臺(tái)。所述總線控制板上的CPU采用ATMEL公司的80C32E作為總線通信核心，由CPU控制1553Β總線通信，完成高層串行總線協(xié)議，并采用7.2萬(wàn)門反熔絲FPGA，用來(lái)完成間接指令譯碼功能，通過(guò)422串口與外部、內(nèi)部接口之間進(jìn)行異步串口通信。
[0032]本實(shí)施例中，所述遙測(cè)采集板提供不多于181路的模擬量遙測(cè)通道，在所述總線控制板中的控制模塊選通信號(hào)控制下，選通相應(yīng)模擬量遙測(cè)通道的遙測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)下位機(jī)內(nèi)的底板總線傳送至控制模塊進(jìn)行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換。所述遙測(cè)采集板采用通用化設(shè)計(jì)，兼容電壓量、溫度量遙測(cè)采集。優(yōu)選的，所述遙測(cè)采集板提供176路的模擬量遙測(cè)通道。
[0033]本實(shí)施例中，星載綜合電子下位機(jī)采用插板式結(jié)構(gòu)，每塊印制板安裝在單獨(dú)的圍框內(nèi)，圍框中間有加強(qiáng)筋，對(duì)印制板中部加固，提高印制板剛度。印制板插入箱體中，通過(guò)緊固件和螺釘固定，箱體可以起到屏蔽和固定的作用。
[0034]如圖2所示是本實(shí)用新型的火工品板的原理框圖。其中，所述火工品板采用繼電器對(duì)火工品的解鎖和地線通斷進(jìn)行控制。地線通斷控制繼電器Κ1、Κ2采用LEACH公司磁保持繼電器M302-J2AH，解鎖控制繼電器Κ3、Κ4采用LEACH公司M230-J2A電磁繼電器。所有繼電器均采取了冗余設(shè)計(jì)。為能控制輸出電流在5Α?7.5Α，在控制回路中串入限流電阻Rl、R4，同時(shí)為防止由于靜電累積造成火工品誤爆，因此在電路中設(shè)計(jì)了靜電釋放通路，所述電阻R1、R2和R3依次串聯(lián)連接組成第一靜電釋放電路，其中，電阻Rl—端連接控制繼電器K3，另一端與電阻R2連接，電阻R2和R3連接的一端同時(shí)接地，電阻R3的另一端連接控制繼電器Kl，橋絲電阻A與電阻R2和R3形成的串聯(lián)電路并聯(lián);所述電阻R4、R5和R6依次串聯(lián)連接組成第二靜電釋放電路，其中，電阻R4—端連接控制繼電器K4，另一端與電阻R5連接，電阻R5和R6連接的一端同時(shí)接地，電阻R6的另一端連接控制繼電器K2，橋絲電阻B與電阻R5和R6形成的串聯(lián)電路并聯(lián)。
[0035]如圖3所示是本實(shí)用新型的遙測(cè)采集板的原理框圖。其中，所述遙測(cè)采集板設(shè)計(jì)176路模擬量遙測(cè)通道，最大支持181路遙測(cè)采集，在總線控制板的控制模塊選通信號(hào)控制下，選通相應(yīng)通道遙測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)底板總線傳送至控制模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換采集。遙測(cè)采集采用通用化設(shè)計(jì)兼容電壓量、溫度量遙測(cè)采集。
[0036]遙測(cè)采集板通過(guò)外部接插件將多組MUX16(單芯片16通道模擬多路復(fù)用器)組成矩陣開(kāi)關(guān)，并選通其中任意一路模擬量遙測(cè)通道，將采集的遙測(cè)數(shù)據(jù)包括電壓量和溫度量(采集周期暫定為每0.5秒采全不小于2次)送入運(yùn)放調(diào)整電路，經(jīng)放大處理后的遙測(cè)數(shù)據(jù)再次經(jīng)AD574型模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入FPGA(Field — Programmable Gate Array，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)，最終將處理后的遙測(cè)數(shù)據(jù)組包后存入SRAM(Stat ic Random AccessMemory，即靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)，接收總線控制板通過(guò)異步串行通信口發(fā)來(lái)的遙測(cè)數(shù)據(jù)包請(qǐng)求信號(hào)，F(xiàn)PGA按規(guī)定要求將處理后的遙測(cè)數(shù)據(jù)組包后通過(guò)異步串口返回總線控制板。
[0037]本實(shí)用新型通過(guò)采取上述方案克服了現(xiàn)有的星載下位機(jī)功能密度低，衛(wèi)星平臺(tái)下位機(jī)由多臺(tái)單機(jī)完成控制處理功能的重量、體積和功耗較大，軟硬件資源的共享程度低等問(wèn)題，取得如下有益效果:
[0038]I)極大降低衛(wèi)星下位機(jī)的重量、體積和功耗，一臺(tái)單機(jī)完成五臺(tái)單機(jī)的功能，減重達(dá)70%，降低功耗45%;
[0039]2)提高了宇航下位機(jī)組件模塊化、組合化程度，采用AMP公司標(biāo)準(zhǔn)的240芯接口，整機(jī)由標(biāo)準(zhǔn)模塊構(gòu)成，具有統(tǒng)一的機(jī)電接口；
[0040]3)本實(shí)用新型通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化、綜合集成設(shè)計(jì)、合理劃分模塊，提高了星載下位機(jī)的通用化、模塊化程度，在一臺(tái)單機(jī)集遠(yuǎn)置終端、推進(jìn)線路盒、綜合線路盒、配電盤以及火工品控制單元等傳統(tǒng)的五臺(tái)星載電子設(shè)備單機(jī)功能于一體，取得了極大減輕星載設(shè)備重量、體積、功耗和提高模塊化程度等有益效果。
[0041]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種星載綜合電子下位機(jī)，采用插板式結(jié)構(gòu)，包括供電模塊和功能模塊，其特征在于，所述功能模塊包括電磁閥板、磁控板、配電板、火工品板、總線控制板和遙測(cè)采集板，所述供電模塊、電磁閥板、磁控板、配電板、火工品板、總線控制板和遙測(cè)采集板通過(guò)插入底板進(jìn)行互聯(lián)。2.如權(quán)利要求1所述的一種星載綜合電子下位機(jī)，其特征在于，所述供電模塊將輸入電壓為28V的一次電源轉(zhuǎn)換為輸出電壓為5V的二次電源，并通過(guò)底板為所述電磁閥板、磁控板、配電板、火工品板、總線控制板和遙測(cè)采集板提供電源。3.如權(quán)利要求1所述的一種星載綜合電子下位機(jī)，其特征在于，所述電磁閥板一端與所述底板插接，另一端與衛(wèi)星平臺(tái)推進(jìn)分系統(tǒng)的電磁閥和加熱器連接，分別用以完成衛(wèi)星平臺(tái)推進(jìn)分系統(tǒng)的電磁閥驅(qū)動(dòng)以及推進(jìn)分系統(tǒng)的加熱器供電，其中，所述電磁閥驅(qū)動(dòng)的路數(shù)不少于8路，所述加熱器供電的路數(shù)不少于8路。4.如權(quán)利要求1所述的一種星載綜合電子下位機(jī)，其特征在于，所述磁控板一端與所述底板插接，另一端與衛(wèi)星平臺(tái)姿控分系統(tǒng)的3根磁力矩器連接，用以對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)姿控分系統(tǒng)的3根磁力矩器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并采集遙測(cè)數(shù)據(jù)。5.如權(quán)利要求1所述的一種星載綜合電子下位機(jī)，其特征在于，所述配電板一端與所述底板插接，另一端與衛(wèi)星平臺(tái)姿控分系統(tǒng)連接，用以為衛(wèi)星平臺(tái)姿控分系統(tǒng)提供不少于48路的28V供電電源、不少于3路的±12V供電電源和不少于3路的±5V供電電源。6.如權(quán)利要求1所述的一種星載綜合電子下位機(jī)，其特征在于，所述火工品板提供不少于6路的火工品供電控制，所述火工品板采用地線通斷控制繼電器和解鎖控制繼電器對(duì)火工品的地線通斷和解鎖進(jìn)行控制。7.如權(quán)利要求6所述的一種星載綜合電子下位機(jī)，其特征在于，所述地線通斷控制繼電器采用LEACH公司的M302-J2AH型磁保持繼電器，所述解鎖控制繼電器采用LEACH公司的M230-J2A型電磁繼電器。8.如權(quán)利要求1所述的一種星載綜合電子下位機(jī)，其特征在于，所述總線控制板通過(guò)1553B總線對(duì)外連接，并作為遠(yuǎn)置終端RT接入衛(wèi)星的1553B中低速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，接收衛(wèi)星平臺(tái)指令，并將采集的遙測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到衛(wèi)星平臺(tái)。9.如權(quán)利要求1所述的一種星載綜合電子下位機(jī)，其特征在于，所述遙測(cè)采集板提供不多于181路的模擬量遙測(cè)通道，在所述總線控制板中的控制模塊選通信號(hào)控制下，選通相應(yīng)模擬量遙測(cè)通道的遙測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)下位機(jī)的底板總線傳送至所述總線控制板中的控制模塊，并進(jìn)行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換。10.如權(quán)利要求9所述的一種星載綜合電子下位機(jī)，其特征在于，所述遙測(cè)采集板提供176路的模擬量遙測(cè)通道。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK205608461SQ201620407488
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】姚崇斌, 魏文超, 李超, 高崗, 周飛宇
【申請(qǐng)人】上海航天測(cè)控通信研究所