一種星載綜合電子下位機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種星載綜合電子下位機，采用插板式結(jié)構(gòu)，包括供電模塊和多個功能模塊,多個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、總線控制板和遙測采集板通過插入底板進(jìn)行互聯(lián)。本實用新型通過系統(tǒng)優(yōu)化、綜合集成設(shè)計、合理劃分模塊，在一臺單機集遠(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)的五臺星載電子設(shè)備單機功能于一體，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。
【專利說明】
一種星載綜合電子下位機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實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。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星平臺的下位機主要完成衛(wèi)星的供配電、遙測采集、指令輸出、驅(qū)動等功能，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單機完成。
[0003]發(fā)射衛(wèi)星是一項高成本的任務(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)星平臺下位機功能的多臺單機，每臺均需要有結(jié)構(gòu)件來支撐電子線路，各單機電子部件各自獨立，無法實現(xiàn)軟硬件資源的共享，造成單機的重量、體積和功耗均較大，無疑需要花費很大成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]基于現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺點，本實用新型提出了一種星載綜合電子下位機，提高了衛(wèi)星平臺下位機的功能密度，有效減少星載設(shè)備重量、體積和功耗。
[0005]本實用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種星載綜合電子下位機，采用插板式結(jié)構(gòu)，包括供電模塊和多個功能模塊，多個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、總線控制板和遙測采集板通過插入底板進(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)星平臺推進(jìn)分系統(tǒng)的電磁閥驅(qū)動以及推進(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)星平臺姿控分系統(tǒng)的3根磁力矩器連接，用以對衛(wèi)星平臺姿控分系統(tǒng)的3根磁力矩器進(jìn)行驅(qū)動，并采集遙測數(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)星平臺姿控分系統(tǒng)連接，用以為衛(wèi)星平臺姿控分系統(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1553B總線對外連接，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)星平臺指令，并將采集的遙測數(shù)據(jù)發(fā)送到衛(wèi)星平臺。
[0014]進(jìn)一步的，所述遙測采集板提供不多于181路的模擬量遙測通道，在所述總線控制板中的控制模塊選通信號控制下，選通相應(yīng)模擬量遙測通道的遙測數(shù)據(jù)，經(jīng)下位機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，所述遙測采集板提供176路的模擬量遙測通道。
[0016]本實用新型通過采取上述方案克服了現(xiàn)有的星載下位機功能密度低，衛(wèi)星平臺下位機由多臺單機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題，取得如下有益效果:
[0017]I)極大降低衛(wèi)星下位機的重量、體積和功耗，一臺單機完成五臺單機的功能，減重達(dá)70%，降低功耗45%;
[0018]2)提高了宇航下位機組件模塊化、組合化程度，采用AMP公司標(biāo)準(zhǔn)的240芯接口，整機由標(biāo)準(zhǔn)模塊構(gòu)成，具有統(tǒng)一的機電接口；
[0019]3)本實用新型通過系統(tǒng)優(yōu)化、綜合集成設(shè)計、合理劃分模塊，提高了星載下位機的通用化、模塊化程度，在一臺單機集遠(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)的五臺星載電子設(shè)備單機功能于一體，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。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖中:
[0021 ]圖1是實現(xiàn)本實用新型的組成框圖；
[0022]圖2是本實用新型的火工品板的原理框圖；
[0023]圖3是本實用新型的遙測采集板的原理框圖。
【具體實施方式】
[0024]以下將結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型實施例中的技術(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用新型的一部分實例，并不是全部的實例，基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
[0025]如圖1所示，本實施例公開了一種星載綜合電子下位機，采用插板式結(jié)構(gòu)，包括供電模塊和多個功能模塊，多個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、總線控制板和遙測采集板通過插入底板進(jìn)行互聯(lián)。上述模塊組成的下位機通過采用高度綜合集成、模塊化、通用化設(shè)計，在一臺單機上實現(xiàn)整星配電、熱控驅(qū)動及管理、推進(jìn)管理、火工品管理、姿控執(zhí)行、整星遙測信號采集、遙控指令脈沖輸出等需要多臺單機完成的功能。
[0026]本實施例中，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、總線控制板和遙測采集板的數(shù)字邏輯電路提供電源。
[0027]本實施例中，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)星平臺推進(jìn)分系統(tǒng)的電磁閥驅(qū)動以及推進(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來驅(qū)動電磁閥。
[0028]本實施例中，所述磁控板一端與所述底板插接，另一端與所述衛(wèi)星平臺姿控分系統(tǒng)的3根磁力矩器連接，用以對衛(wèi)星平臺姿控分系統(tǒng)的3根磁力矩器進(jìn)行驅(qū)動，并采集相應(yīng)的遙測數(shù)據(jù)。并通過控制繼電器的切換，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)星平臺各分系統(tǒng)連接，用以為衛(wèi)星平臺姿控分系統(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]實現(xiàn)最大工作電流34的28￥供電。
[0030]本實施例中，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、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 ]本實施例中，所述總線控制板通過1553Β總線對外連接，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)星平臺指令，并將采集的遙測數(shù)據(jù)發(fā)送到衛(wèi)星平臺。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7.2萬門反熔絲FPGA，用來完成間接指令譯碼功能，通過422串口與外部、內(nèi)部接口之間進(jìn)行異步串口通信。
[0032]本實施例中，所述遙測采集板提供不多于181路的模擬量遙測通道，在所述總線控制板中的控制模塊選通信號控制下，選通相應(yīng)模擬量遙測通道的遙測數(shù)據(jù)，經(jīng)下位機內(nèi)的底板總線傳送至控制模塊進(jìn)行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換。所述遙測采集板采用通用化設(shè)計，兼容電壓量、溫度量遙測采集。優(yōu)選的，所述遙測采集板提供176路的模擬量遙測通道。
[0033]本實施例中，星載綜合電子下位機采用插板式結(jié)構(gòu)，每塊印制板安裝在單獨的圍框內(nèi)，圍框中間有加強筋，對印制板中部加固，提高印制板剛度。印制板插入箱體中，通過緊固件和螺釘固定，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。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所示是本實用新型的遙測采集板的原理框圖。其中，所述遙測采集板設(shè)計176路模擬量遙測通道，最大支持181路遙測采集，在總線控制板的控制模塊選通信號控制下，選通相應(yīng)通道遙測數(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。遙測采集采用通用化設(shè)計兼容電壓量、溫度量遙測采集。
[0036]遙測采集板通過外部接插件將多組MUX16(單芯片16通道模擬多路復(fù)用器)組成矩陣開關(guān)，并選通其中任意一路模擬量遙測通道，將采集的遙測數(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)送入運放調(diào)整電路，經(jīng)放大處理后的遙測數(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)場可編程門陣列)，最終將處理后的遙測數(shù)據(jù)組包后存入SRAM(Stat ic Random AccessMemory，即靜態(tài)隨機存取存儲器)，接收總線控制板通過異步串行通信口發(fā)來的遙測數(shù)據(jù)包請求信號，F(xiàn)PGA按規(guī)定要求將處理后的遙測數(shù)據(jù)組包后通過異步串口返回總線控制板。
[0037]本實用新型通過采取上述方案克服了現(xiàn)有的星載下位機功能密度低，衛(wèi)星平臺下位機由多臺單機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題，取得如下有益效果:
[0038]I)極大降低衛(wèi)星下位機的重量、體積和功耗，一臺單機完成五臺單機的功能，減重達(dá)70%，降低功耗45%;
[0039]2)提高了宇航下位機組件模塊化、組合化程度，采用AMP公司標(biāo)準(zhǔn)的240芯接口，整機由標(biāo)準(zhǔn)模塊構(gòu)成，具有統(tǒng)一的機電接口；
[0040]3)本實用新型通過系統(tǒng)優(yōu)化、綜合集成設(shè)計、合理劃分模塊，提高了星載下位機的通用化、模塊化程度，在一臺單機集遠(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)的五臺星載電子設(shè)備單機功能于一體，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，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護(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)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(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】
1.一種星載綜合電子下位機，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、總線控制板和遙測采集板通過插入底板進(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，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，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)星平臺推進(jìn)分系統(tǒng)的電磁閥驅(qū)動以及推進(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，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)星平臺姿控分系統(tǒng)的3根磁力矩器連接，用以對衛(wèi)星平臺姿控分系統(tǒng)的3根磁力矩器進(jìn)行驅(qū)動，并采集遙測數(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，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)星平臺姿控分系統(tǒng)連接，用以為衛(wèi)星平臺姿控分系統(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，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，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，其特征在于，所述總線控制板通過1553B總線對外連接，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)星平臺指令，并將采集的遙測數(shù)據(jù)發(fā)送到衛(wèi)星平臺。9.如權(quán)利要求1所述的一種星載綜合電子下位機，其特征在于，所述遙測采集板提供不多于181路的模擬量遙測通道，在所述總線控制板中的控制模塊選通信號控制下，選通相應(yīng)模擬量遙測通道的遙測數(shù)據(jù)，經(jīng)下位機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，其特征在于，所述遙測采集板提供176路的模擬量遙測通道。
【文檔編號】G05B19/042GK205608461SQ201620407488
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】姚崇斌, 魏文超, 李超, 高崗, 周飛宇
【申請人】上海航天測控通信研究所