一种用于多级航天飞行器的电源切换电路制造技术

一种用于多级航天飞行器的电源切换电路，针对电动舵机系统单、双电池供电各自存在的问题，提供一种电动舵机系统控制电和功率电供电切换电路方案，该电路主要由滤波电路、转电电路、输入调整电路和选择输出电路四部分组成。其工作原理为：电动舵机系统未收到飞行器级间分离指令电压FL时，电动舵机系统控制电+28V由飞行器控制电池EJ28提供；电动舵机系统收到飞行器级间分离指令电压FL后，电动舵机系统控制电由飞行器控制电池EJ28和舵机电池YJ28共同提供，转电完成后触发信号和输入调整电路输出信号进行与操作，将结果输出给飞行器控制系统；级间分离后，脱离部分电动舵机系统控制电和功率电均由舵机电池YJ28提供。

【技术实现步骤摘要】
一种用于多级航天飞行器的电源切换电路
本专利技术涉及一种用于多级航天飞行器的电源切换电路，属于多级航天飞行器上应用的电源切换电路

技术介绍
电动舵机系统作为飞行器的执行机构，典型应用是控制飞行器舵面偏转，电动舵机系统硬件电路主要分为逻辑控制和功率驱动部分。一般飞行器采用双电池分别为这两部分电路供电，但对于某些需要多组电动舵机系统的飞行器，这样的供电方式会增加供电系统的重量、体积、成本等；而采用单电池供电，虽然能解决以上问题，但电动舵机系统在完成启控等消耗电流较大动作时，可能会拉低电池电压引起控制芯片复位，导致电动舵机系统短时失控，影响整个飞行器的可靠性。所以需要多级飞行器对电动舵机系统有两种不同的工况要求：各级分离前，电动舵机系统进行位置伺服控制，此时消耗电流较大；级间分离后，为实现飞行器级间分离的安全性，要求飞行器脱离部分电动舵机系统仍能完成简单设定任务，此时电流消耗较小，现有技术中目前无法实现。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题为：克服了双电池供电造成的体统体积重量增大，成本升高的不足，提供一种用于多级航天飞行器的电源切换电路，该电路的作用是：多级飞行器级间分离前，电动舵机系统控制电由飞行器控制电池供电，当接收到飞行器级间分离后电动舵机系统控制电由舵机电池供电。此方案为飞行器节省了内部空间、减轻了飞行器重量，降低了成本。本专利技术具体的技术方案为：一种用于多级航天飞行器的电源切换电路，包括：滤波电路、转电电路、输入调整电路、选择输出电路；滤波电路，包括：电容C2、电容C3和电感L1；转电电路，包括：第一调整电路、光耦N2和继电器电路；第一调整电路，包括：电阻R4、电阻R5、二极管V3；继电器电路，包括：电阻R6、二极管V1、二极管V2、二极管V6、继电器；继电器，包括：线圈M、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3；输入调整电路，包括：第二调整电路和光耦隔离电路；第二调整电路包括：电阻R1、电阻R2、二极管V4；光耦隔离电路，包括：电阻R3、电容C1和光耦N1；选择输出电路，包括：触发器电路和与门N8；触发器电路，包括：D触发器N3、电阻R7、电容C4、二极管V5；电感L1的一端作为输入信号的正端FL+，且电感L1的一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端，作为输入信号的负端FL-，电感L1的另一端的第一路连接电容C3的一端，电感L1的另一端的第二路连接电阻R4的一端，电感L1的另一端的第三路连接电阻R1的一端；电阻R4的另一端的第一路连接电阻R5的一端，电阻R4的另一端的第二路连接二极管V3的负极，电阻R4的另一端的第三路连接光耦N2的输入端ANODE；电容C2的另一端的第一路连接电容C3的另一端，电容C2的另一端的第二路连接电阻R5的另一端，电容C2的另一端的第三路连接二极管V3的正极，电容C2的另一端的第四路连接光耦N2的输入端EMITTER；光耦N2的输出端CATHODE的第一路连接线圈M的一端，光耦N2的输出端CATHODE的第二路连接二极管V1的正极，光耦N2的输出端CATHODE的第三路连接第一开关K1的一端，光耦N2的输出端CATHODE的第四路连接电阻R7的一端，光耦N2的输出端CATHODE的第五路连接触发器N3的信号输入端二极管V1的负极连接电阻R6的一端，线圈M的另一端、电阻R6的另一端的第一路连接二极管V2的正端，作为电源接口，连接外部第一直流28V电源的正极，第一开关K1的另一端连接光耦N2的输出端COLLECTOR；二极管V2的负端连接第二开关K2的一端，第二开关K2的另一端，作为供电正输入端，连接二极管V6的负极，二极管V6的正极作为电源接口，连接外部第二直流28V电源的正极；第三开关K3的一端连接外部第一直流28V电源的地，第三开关K3的另一端连接外部第二直流28V电源的地，同时作为供电负输入端；电阻R1的另一端的第一路连接电阻R2的一端，电阻R1的另一端的第二路连接二极管V4的负端，电阻R1的另一端的第三路连接光耦N1的输入端ANODE，电阻R2的另一端连接二极管V4的正端、光耦N1的输入端CATHODE和电容C2的另一端；光耦N1的电源VCC接口的第一路接外部+15V电源的正极，光耦N1的电源VCC接口的第二路通过电容C1连接外部+15V电源的地，光耦N1的两路输出接口VO的第一路通过电阻R3连接外部+15V电源的地，光耦N1的VO接口的第二路连接与门N8的INA输入口；光耦N1的接地口VEE连接外部+15V电源的地；电阻R7的另一端的第一路通过电容C4连接外部+5V电源的地，R7的另一端的第二路连接D触发器N3的信号输入端D触发器N3的输出端Q连接二极管V5的正极，二极管V5的负极连接与门N8的INB输入口，与门N8的输出作为该电源切换电路的输出；D触发器N3的时钟信号CK、D口和反向输出端空置，D触发器N3的接地口GND连接R7的另一端；D触发器N3的电源接口VCC接口连接外部+5V电源的正极；与门N8的电源接口VDD连接外部+15V电源的正极，与门N8的接地口VSS连接外部+15V电源的地。所述的电感L1和电容C2、C3构成无源滤波电路。所述的电感L1和电容C2、C3构成低通滤波器。所述的电阻R1和R2的阻值分别为2.4KΩ和240Ω，通过分压调整R2两边的电压值，使流过光耦N1发射二极管的电流在要求值范围内，提高了光耦N1接收输入电压范围的能力。所述的电阻R2的阻值为240Ω，分流光耦N1发射二极管两端的电流，抬高光耦N1发射二极管两端的电流阀值，提高电路抗干扰能力。所述的电阻R4和R5的阻值为分别为2.4KΩ和240Ω，通过分压调整R2两边的电压值，使流过光耦N2发射二极管的电流在要求值范围内，提高了光耦N2接收输入电压范围的能力。所述的电阻R5的阻值为240Ω，分流光耦N2发射二极管两端的电流，抬高光耦N2发射二极管两端的电流阀值，提高电路抗干扰能力。所述的二极管V3选用1N4148型二极管，降低光耦N1发射二级管误导通几率，提高电路可靠性。所述的二极管V4选用1N5806型二极管，降低光耦N1发射二级管误导通几率，提高电路可靠性。所述的二极管V1选用1N5806型二极管，与电磁继电器线圈M并联连接，泄放继电器回路中储存的磁场能，提高电路抗干扰能力。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术提供一种电动舵机系统逻辑控制和功率驱动电路供电切换电路方案，该电路主要由滤波电路、输入调整电路、转电电路、判断输出电路四部分组成，通过本专利技术电路实现多级航天飞行器的电源切换。(2)本专利技术滤波电路由电感L1和电容C2、C3组成的∏型无源滤波电路，可消除直流输入电压的脉动。(3)本专利技术的电感L1和电容C2、C3构成低通滤波器，滤除输入光耦端的高频干扰信号。(4)本专利技术电阻R1和R2的作用是提高电路的抗干扰能力，防止干扰信号的电压尖峰使得光耦误导通，优选方案为：电阻R1和R2的阻值分别为2.4KΩ和240Ω，通过分压调整R2两边的电压值，使流过光耦N1发射二极管的电流在要求值范围内，提高了光耦N1接收输入电压范围的能力。在输入信号不变的情况下通过改变R1和R2的阻值，可以调整流过光耦发射二极管的电流，因光耦N1输入的电流值一般为不大于25mA，因此通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多级航天飞行器的电源切换电路，其特征在于包括：滤波电路、转电电路、输入调整电路、选择输出电路；滤波电路，包括：电容C2、电容C3和电感L1；转电电路，包括：第一调整电路、光耦N2和继电器电路；第一调整电路，包括：电阻R4、电阻R5、二极管V3；继电器电路，包括：电阻R6、二极管V1、二极管V2、二极管V6、继电器；继电器，包括：线圈M、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3；输入调整电路，包括：第二调整电路和光耦隔离电路；第二调整电路包括：电阻R1、电阻R2、二极管V4；光耦隔离电路，包括：电阻R3、电容C1和光耦N1；选择输出电路，包括：触发器电路和与门N8；触发器电路，包括：D触发器N3、电阻R7、电容C4、二极管V5；电感L1的一端作为输入信号的正端FL+，且电感L1的一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端，作为输入信号的负端FL‑，电感L1的另一端的第一路连接电容C3的一端，电感L1的另一端的第二路连接电阻R4的一端，电感L1的另一端的第三路连接电阻R1的一端；电阻R4的另一端的第一路连接电阻R5的一端，电阻R4的另一端的第二路连接二极管V3的负极，电阻R4的另一端的第三路连接光耦N2的输入端ANODE；电容C2的另一端的第一路连接电容C3的另一端，电容C2的另一端的第二路连接电阻R5的另一端，电容C2的另一端的第三路连接二极管V3的正极，电容C2的另一端的第四路连接光耦N2的输入端EMITTER；光耦N2的输出端CATHODE的第一路连接线圈M的一端，光耦N2的输出端CATHODE的第二路连接二极管V1的正极，光耦N2的输出端CATHODE的第三路连接第一开关K1的一端，光耦N2的输出端CATHODE的第四路连接电阻R7的一端，光耦N2的输出端CATHODE的第五路连接触发器N3的信号输入端二极管V1的负极连接电阻R6的一端，线圈M的另一端、电阻R6的另一端的第一路连接二极管V2的正端，作为电源接口，连接外部第一直流28V电源的正极，第一开关K1的另一端连接光耦N2的输出端COLLECTOR；二极管V2的负端连接第二开关K2的一端，第二开关K2的另一端，作为供电正输入端，连接二极管V6的负极，二极管V6的正极作为电源接口，连接外部第二直流28V电源的正极；第三开关K3的一端连接外部第一直流28V电源的地，第三开关K3的另一端连接外部第二直流28V电源的地，同时作为供电负输入端；电阻R1的另一端的第一路连接电阻R2的一端，电阻R1的另一端的第二路连接二极管V4的负端，电阻R1的另一端的第三路连接光耦N1的输入端ANODE，电阻R2的另一端连接二极管V4的正端、光耦N1的输入端CATHODE和电容C2的另一端；光耦N1的电源VCC接口的第一路接外部+15V电源的正极，光耦N1的电源VCC接口的第二路通过电容C1连接外部+15V电源的地，光耦N1的两路输出接口VO的第一路通过电阻R3连接外部+15V电源的地，光耦N1的VO接口的第二路连接与门N8的INA输入口；光耦N1的接地口VEE连接外部+15V电源的地；电阻R7的另一端的第一路通过电容C4连接外部+5V电源的地，R7的另一端的第二路连接D触发器N3的信号输入端D触发器N3的输出端Q连接二极管V5的正极，二极管V5的负极连接与门N8的INB输入口，与门N8的输出作为该电源切换电路的输出；D触发器N3的时钟信号CK、D口和反向输出端空置，D触发器N3的接地口GND连接R7的另一端；D触发器N3的电源接口VCC接口连接外部+5V电源的正极；与门N8的电源接口VDD连接外部+15V电源的正极，与门N8的接地口VSS连接外部+15V电源的地。...

【技术特征摘要】
1.一种用于多级航天飞行器的电源切换电路，其特征在于包括：滤波电路、转电电路、输入调整电路、选择输出电路；滤波电路，包括：电容C2、电容C3和电感L1；转电电路，包括：第一调整电路、光耦N2和继电器电路；第一调整电路，包括：电阻R4、电阻R5、二极管V3；继电器电路，包括：电阻R6、二极管V1、二极管V2、二极管V6、继电器；继电器，包括：线圈M、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3；输入调整电路，包括：第二调整电路和光耦隔离电路；第二调整电路包括：电阻R1、电阻R2、二极管V4；光耦隔离电路，包括：电阻R3、电容C1和光耦N1；选择输出电路，包括：触发器电路和与门N8；触发器电路，包括：D触发器N3、电阻R7、电容C4、二极管V5；电感L1的一端作为输入信号的正端FL+，且电感L1的一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端，作为输入信号的负端FL-，电感L1的另一端的第一路连接电容C3的一端，电感L1的另一端的第二路连接电阻R4的一端，电感L1的另一端的第三路连接电阻R1的一端；电阻R4的另一端的第一路连接电阻R5的一端，电阻R4的另一端的第二路连接二极管V3的负极，电阻R4的另一端的第三路连接光耦N2的输入端ANODE；电容C2的另一端的第一路连接电容C3的另一端，电容C2的另一端的第二路连接电阻R5的另一端，电容C2的另一端的第三路连接二极管V3的正极，电容C2的另一端的第四路连接光耦N2的输入端EMITTER；光耦N2的输出端CATHODE的第一路连接线圈M的一端，光耦N2的输出端CATHODE的第二路连接二极管V1的正极，光耦N2的输出端CATHODE的第三路连接第一开关K1的一端，光耦N2的输出端CATHODE的第四路连接电阻R7的一端，光耦N2的输出端CATHODE的第五路连接触发器N3的信号输入端二极管V1的负极连接电阻R6的一端，线圈M的另一端、电阻R6的另一端的第一路连接二极管V2的正端，作为电源接口，连接外部第一直流28V电源的正极，第一开关K1的另一端连接光耦N2的输出端COLLECTOR；二极管V2的负端连接第二开关K2的一端，第二开关K2的另一端，作为供电正输入端，连接二极管V6的负极，二极管V6的正极作为电源接口，连接外部第二直流28V电源的正极；第三开关K3的一端连接外部第一直流28V电源的地，第三开关K3的另一端连接外部第二直流2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琦，张龙，刘维勇，王取，王阿萍，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11