申请/专利权人：湖北三江航天红林探控有限公司

申请日：2018-03-15

公开（公告）日：2020-07-03

公开（公告）号：CN108390454B

主分类号：H02J9/06(20060101)

分类号：H02J9/06(20060101);H02J3/00(20060101);H02M1/42(20070101);H02H9/02(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.03#授权;2018.09.04#实质审查的生效;2018.08.10#公开

摘要：本发明所设计的星载电源转换电路，它的星平台供电正级接口连接滤波器的正极输入端，星平台供电负级接口连接滤波器的负极输入端，滤波器的正极输出端通过主路保险丝连接主路电源模块的正极输入端，滤波器的负极输出端接地，星平台控制信号通信接口连接三极管的基极B，三极管的集电极C接地，三极管的发射极E连接主路电源模块的负极输入端；滤波器的正极输出端还通过辅路保险丝连接辅路电源模块的正极输入端，三极管的基极B还连接辅路电源模块的负极输入端；主路电源模块的主路输出正极电源接口还连接光电耦合器的输入端，光电耦合器的输出端连接辅路电源模块的负极输入端。本发明提高了卫星系统的供电可靠性。

主权项：1.一种星载电源转换电路，其特征在于，它包括星平台通信端3、滤波器9、主路保险丝10、主路电源模块11、三极管15、光电耦合器17、辅路保险丝19和辅路电源模块20，其中，所述星平台通信端3具有星平台供电正级接口4、星平台供电负级接口5、星平台控制信号通信接口6；所述星平台供电正级接口4连接滤波器9的正极输入端，星平台供电负级接口5连接滤波器9的负极输入端，滤波器9的正极输出端通过主路保险丝10连接主路电源模块11的正极输入端，滤波器9的负极输出端接地，星平台控制信号通信接口6连接三极管15的基极B，三极管15的集电极C接地，三极管15的发射极E连接主路电源模块11的负极输入端，主路电源模块11还具有主路输出正极电源接口12和主路输出负极电源接口13；所述滤波器9的正极输出端还通过辅路保险丝19连接辅路电源模块20的正极输入端，三极管15的发射极E还连接辅路电源模块20的负极输入端,辅路电源模块20还具有辅路输出正极电源接口22和辅路输出负极电源接口23；所述主路电源模块11的主路输出正极电源接口12还连接光电耦合器17的输入端，光电耦合器17的输出端连接辅路电源模块20的负极输入端；它还包括第一电容24、第二电容25、第三电容26、第四电容27和第五电容28，其中，所述第一电容24连接在星平台供电正级接口4和星平台供电负级接口5之间，所述第二电容25和第三电容26并联在主路电源模块11的主路输出正极电源接口12和主路输出负极电源接口13之间，第四电容27和第五电容28并联在辅路电源模块20的辅路输出正极电源接口22和辅路输出负极电源接口23之间；它还包括第一二极管7、第二二极管14、第三二极管16、第四二极管18和第五二极管21，其中，第一二极管7的正极连接星平台供电正级接口4，第一二极管7的负极连接滤波器9的正极输入端，第二二极管14的正极连接星平台控制信号通信接口6，第二二极管14的负极连接三极管15的基极B，第三二极管16的正极连接三极管15的发射极E，第三二极管16的负极连接主路电源模块11的负极输入端，第四二极管18的正极连接光电耦合器17的输出端，第四二极管18的负极连接辅路电源模块20的负极输入端，第五二极管21的正极连接三极管15的发射极E，第五二极管21的负极连接辅路电源模块20的负极输入端；它还包括第一电阻29和第二电阻2，所述主路电源模块11的主路输出正极电源接口12通过第一电阻29连接光电耦合器17的输入端，所述三极管15的发射极E通过第二电阻2连接滤波器9的正极输出端；所述星平台通信端3、滤波器9、主路保险丝10、主路电源模块11、三极管15、光电耦合器17、辅路保险丝19和辅路电源模块20设置在壳体1中，所述壳体1由三层金属组成，内外两层为1.3～1.6mm厚铝层，中间为0.8～1.1mm厚铅层；所述壳体1的相邻金属层之间填充导热填充胶；当主路电源模块11的输出信号为高时，光电耦合器17导通，使所述辅路电源模块20控制端被拉低而关断；当主路电源模块11的输出信号为低时，光电耦合器17关断，使所述辅路电源模块20控制端被拉高而工作，实现了主、辅供电切换。

全文数据：星载电源转换电路技术领域[0001]本发明涉及星载电源电路技术领域，具体地指一种星载电源转换电路。技术背景[0002]卫星在轨运行周期过程中，不仅要承受复杂的辐照环境，还要承受极大的温差等恶劣环境条件，卫星载荷电源电路的可靠性设计与运行，是确保卫星正常飞行的基础，尤其是卫星载荷的电源转换电路。[0003]传统的星载电源系统中电源无备份设计，电源无主、辅供电切换能力，且在母线上不连接保险丝，因此导致传统星载电源系统无法对母线进行限流保护，可靠性较差，抗辐照能力较弱。发明内容[0004]本发明的目的就是要提供一种星载电源转换电路，该星载电源转换电路解决了传统的星载电源转换电路无主、辅供电切换能力的问题。[0005]为实现此目的，本发明所设计的星载电源转换电路，它包括星平台通信端、滤波器、主路保险丝、主路电源模块、三极管、光电耦合器、辅路保险丝和辅路电源模块，其中，所述星平台通信端具有星平台供电正级接口、星平台供电负级接口、星平台控制信号通信接P；[0006]所述星平台供电正级接口连接滤波器的正极输入端，星平台供电负级接口连接滤波器的负极输入端，滤波器的正极输出端通过主路保险丝连接主路电源模块的正极输入端，滤波器的负极输出端接地，星平台控制信号通信接口连接三极管的发射极E，三极管的集电极C接地，三极管的基极B连接主路电源模块的负极输入端，主路电源模块还具有主路输出正极电源接口和主路输出负极电源接口；[0007]所述滤波器的正极输出端还通过辅路保险丝连接辅路电源模块的正极输入端，三极管的基极B还连接辅路电源模块的负极输入端，辅路电源模块还具有辅路输出正极电源接口和辅路输出负极电源接口；[0008]所述主路电源模块的主路输出正极电源接口还连接光电耦合器的输入端，光电耦合器的输出端连接辅路电源模块的负极输入端。[0009]本发明在使用时配备于卫星载荷内部，用于卫星载荷在运行过程中完成电源转换，并给其他分系统提供供电输入。本发明采用了主路电源模块和辅路电源模块两路电源，具有主路电源失效可切换为辅路电源的能力，同时在主、辅电源的母线上增加了保险丝进行限流保护，进一步提高了卫星系统的供电可靠性。实现了星载电源系统的电源备份设计。附图说明[0010]图1为本发明的结构框图。[0011]其中，1一壳体、2—第二电阻、3—星平台通信端、4一星平台供电正级接口、5—星平台供电负级接口、6—星平台控制信号通信接口、7—第一二极管、8—稳压二极管、9一滤波器、10—主路保险丝、11一主路电源模块、12—主路输出正极电源接口、13—主路输出负极电源接口、14一第二二极管、15—三极管、16—第三二极管、17—光电耦合器、I8—第四二极管、19一辅路保险丝、20—辅路电源模块、21—第五二极管、22—辅路输出正极电源接口、23一辅路输出负极电源接口、24—第一电容、25—第二电容、26—第二电容、27—第四电容、28—第五电容、29—第一电阻。具体实施方式[0012]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：[0013]本发明设计的一种星载电源转换电路，它包括星平台通信端3、滤波器9、主路保险丝10、主路电源模块11、三极管15、光电耦合器17、辅路保险丝19和辅路电源模块20,其中，所述星平台通信端3具有星平台供电正级接口4、星平台供电负级接口5、星平台控制信号通信接口6使用时星平台通信端3连接卫星平台的对应的供电和控制接口）；[0014]所述星平台供电正级接口4连接滤波器9EMI滤波器）的正极输入端，星平台供电负级接口5连接滤波器9的负极输入端，滤波器9的正极输出端通过主路保险丝10连接主路电源模块11的正极输入端，滤波器9的负极输出端接地，星平台控制信号通信接口6连接三极管15的发射极E，三极管15的集电极C接地，三极管15的基极B连接主路电源模块11的负极输入端，主路电源模块11还具有主路输出正极电源接口12和主路输出负极电源接口13;[0015]所述滤波器9的正极输出端还通过辅路保险丝19连接辅路电源模块20的正极输入端，三极管15的基极B还连接辅路电源模块20的负极输入端，辅路电源模块20还具有辅路输出正极电源接口22和辅路输出负极电源接口23;[0016]所述主路电源模块11的主路输出正极电源接口12还连接光电耦合器17的输入端，光电耦合器17的输出端连接辅路电源模块20的负极输入端。[0017]本发明还包括第一二极管7、第二二极管14、第三二极管16、第四二极管18和第五二极管21，其中，第一二极管7的正极连接星平台供电正级接口4,第一二极管7的负极连接滤波器9的正极输入端，第二二极管14的正极连接星平台控制信号通信接口6，第二二极管14的负极连接三极管15的发射极，第三二极管16的正极连接三极管15的基极B，第三二极管16的负极连接主路电源模块11的负极输入端，第四二极管18的正极连接光电耦合器17的输出端，第四二极管18的负极连接辅路电源模块20的负极输入端，第五二极管21的正极连接三极管15的基极B，第五二极管21的负极连接辅路电源模块20的负极输入端。上述二极管用于控制电流信号流向。[0018]本发明还包括稳压二极管8,所述稳压二极管8的正极连接星平台供电正级接口4，稳压二极管8的负极连接星平台供电负级接口5。[0019]上述技术方案中，主路电源模块11和辅路电源模块20的功能是将星平台的母线电压转换为卫星载荷其它分系统所需的供电电压。输入为接收卫星载荷的母线电压及控制信号，输出为卫星载荷其它分系统所需的供电电压。[0020]本发明还包括第一电容2410uF、第二电容25luF、第三电容26luF、第四电容270•luF和第五电容280•luF，其中，所述第一电容24连接在星平台供电正级接口4和星平台供电负级接口5之间，所述第二电容25和第三电容26并联在主路电源模块11的主路输出正极电源接口12和主路输出负极电源接口13之间，第四电容27和第五电容28并联在辅路电源模块20的辅路输出正极电源接口22和辅路输出负极电源接口23之间。上述电容用于实现电源滤波。[0021]本发明还包括第一电阻29100欧姆和第二电阻2200欧姆），所述主路电源模块11的主路输出正极电源接口12通过第一电阻29连接光电耦合器17的输入端，所述三极管15的基极B通过第二电阻2连接滤波器9的正极输出端。上述电阻用于线路保护。[0022]上述技术方案中，所述星平台通信端3、滤波器9、主路保险丝10、主路电源模块11、三极管15、光电耦合器17、辅路保险丝19和辅路电源模块20设置在壳体1中。所述壳体1由三层金属组成，内外两层为1.3〜1•6圓厚错层抗福照能力强，有比较强的刚度，防止变形），中间为0.8〜1.Irani厚铅层抗辐照能力强，但是密度大，厚度不能太大）。所述壳体1的相邻金属层之间填充导热填充胶如GF-1000，提高了本发明的抗辐照能力。[0023]上述技术方案中，星平台供电正级接口4和星平台供电负级接口5经过稳压二极管8稳压后，在由滤波器9进行电源滤波，降低输入电源纹波，提高电源电压稳定性。[0024]上述技术方案中，主路保险丝10、辅路保险丝19分别对通过主电源模块和辅电源模块的电流进行限流保护。[0025]上述技术方案中，星平台控制信号通信接口6输出的星平台控制信号信号来自卫星平台控制三极管I5的通断为集电极开路输出，经过第二二极管14后，控制三极管15的通断，低电平有效。[0026]上述技术方案光电耦合器17由主路电源模块11的主路输出正极电源接口12输出的信号来控制通断，高电平有效，当主路电源模块ii的输出信号为高时卫星母线电压输入，且三极管15不导通。），光电耦合器17导通，使所述辅路电源模块20控制端被拉低而关断；当主路电源模块11的输出信号为低时主电源模块损坏导致输出信号为低），光电耦合器17关断，使所述辅路电源模块20控制端被拉高而工作，实现了主、辅供电切换。[0027]本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

权利要求：1.一种星载电源转换电路，其特征在于，它包括星平台通信端（3、滤波器9、主路保险丝（10、主路电源模块H、三极管（15、光电耦合器（17、辅路保险丝（19和辅路电源模块20，其中，所述星平台通信端⑶具有星平台供电正级接口⑷、星平台供电负级接口⑸、星平台控制信号通信接口（6;所述星平台供电正级接口（4连接滤波器9的正极输入端，星平台供电负级接口（5连接滤波器9的负极输入端，滤波器⑼的正极输出端通过主路保险丝（10连接主路电源^块（11的正极输入端，滤波器9的负极输出端接地，星平台控制信号通信接口（6连接三极管（I5的发射极E，三极管（15的集电极C接地，三极管（15的基极B连接主路电源模块11的负极输入端，主路电源模块（11还具有主路输出正极电源接口（12和主路输出负极电源接口（13;所述滤波器9的正极输出端还通过辅路保险丝（19连接辅路电源模块20的正极输入端，三极管15的基极B还连接辅路电源模块20的负极输入端，辅路电源模块20还具有辅路输出正极电源接口（22和辅路输出负极电源接口（23;所述主路电源模块（11的主路输出正极电源接口（12还连接光电耦合器（17的输入端，光电耦合器17的输出端连接辅路电源模块20的负极输入端。2.根据权利要求1所述的星载电源转换电路，其特征在于:它还包括第一二极管7、第二二极管（14、第三二极管（16、第四二极管（18和第五二极管21，其中，第一二极管7的正极连接星平台供电正级接口⑷，第一二极管7的负极连接滤波器⑼的正极输入端，第二二极管（14的正极连接星平台控制信号通信接口（6，第二二极管（14的负极连接三极管（15的发射极，第三二极管（ie的正极连接三极管（15的基极B，第三二极管16的负极连接主路电源模块11的负极输入端，第四二极管18的正极连接光电耦合器17的输出端，第四二极管（18的负极连接辅路电源模块20的负极输入端，第五二极管21的正极连接三极管15的基极B，第五二极管21的负极连接辅路电源模块20的负极输入端。3.根据权利要求1所述的星载电源转换电路，其特征在于:它还包括稳压二极管8，所述稳压二极管8的正极连接星平台供电正级接口（4，稳压二极管8的负极连接星平台供电负级接口（5。4.根据权利要求1所述的星载电源转换电路，其特征在于：它还包括第一电容（24、第二电容2¾、第三电容26、第四电容27和第五电容28，其中，所述第一电容24连接在星平台供电正级接口⑷和星平台供电负级接口（5之间，所述第二电容25和第三电容26并联在主路电源模块（11的主路输出正极电源接口（12和主路输出负极电源接口13之间，第四电容27和第五电容28并联在辅路电源模块20的辅路输出正极电源接口（22和辅路输出负极电源接口（23之间。5.根据权利要求1所述的星载电源转换电路，其特征在于:它还包括第一电阻29和第二电阻2，所述主路电源模块（11的主路输出正极电源接口（12通过第一电阻（29连接光电耦合器（17的输入端，所述三极管（15的基极B通过第二电阻（¾连接滤波器9的正极输出端。6.根据权利要求1所述的星载电源转换电路，其特征在于:所述星平台通信端3、滤波器9、主路保险丝（10、主路电源模块（11、三极管（15、光电耦合器（17、辅路保险丝I9和辅路电源模块20设置在壳体⑴中，所述壳体⑴由三层金属组成，内外两层为i.3〜1.6mm厚铝层，中间为〇.8〜1.1腿厚铅层。7.根据权利要求6所述的星载电源转换电路，其特征在于:所述壳体（1的相邻金属层之间填充导热填充胶。8.根据权利要求2所述的星载电源转换电路，其特征在于:所述星平台控制信号通信接口（6输出的星平台控制信号为集电极开路输出，经过第二二极管（14后，控制三极管15的通断。9.根据权利要求1所述的星载电源转换电路，其特征在于:所述光电耦合器（17由主路电源模块11的主路输出正极电源接口（12输出的信号来控制通断，高电平有效。10.根据权利要求9所述的星载电源转换电路，其特征在于：当主路电源模块（11的输出信号为高时，光电耦合器17导通，使所述辅路电源模块20控制端被拉低而关断；当主路电源模块（11的输出信号为低时，光电耦合器（17关断，使所述辅路电源模块20控制端被拉高而工作，实现了主、辅供电切换。

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