一种可重构的高可靠恒流驱动系统技术方案

本发明专利技术提供一种可重构的高可靠恒流驱动系统，包括主备两份电源模块，主备两份恒流设置模块，主备两份恒流驱动模块，主备两份电源选择开关，主备两份恒流设置模块选择开关，信号电源选择开关，功率电源选择开关，恒流驱动模块选择开关和多个用于电源线或的二极管。通过不同的选择开关配置方式，所述恒流驱动系统可配置成八种不同的组合方式，保证系统任意模块发生故障时，仍可通过选择开关对剩余模块进行组合重构，保证系统正常工作，从而提高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种可重构的高可靠恒流驱动系统
本专利技术涉及一种可重构的高可靠恒流驱动系统，属于高可靠恒流驱动

技术介绍
现有技术中，大多数恒流驱动系统由电源模块、恒流设置模块和恒流驱动模块组成，如附图3所示。由于组成恒流驱动系统的各模块均为单份，图3中任意一个模块发生故障将导致恒流驱动系统失效，因而无法用于航天器等空间特殊应用领域。原因是，在空间环境中，恒流驱动系统具有不可更换性，一旦失效，将导致整个航天器任务失败，从而造成数十上百亿的重大经济损失。为了解决该问题，理论上可将图3所示恒流驱动系统进行多个备份使用，其中一个失效后，可启用备份系统。但该方案具有两个重大缺陷：一是将上述恒流驱动系统进行多个备份使用后，系统体积和重量成倍增加，这对于空间资源有限的航天器来讲难以接受；二是系统成本将成倍增加，一方面来自恒流驱动系统自身成本，另一方面来自系统体积和重量增加带来的间接发射成本。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题：为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种可重构的高可靠恒流驱动系统，保证系统中任意一个模块或多个不同功能的模块同时发生故障均不影响系统正常工作，从而提高现有恒流驱动系统的可靠性。本专利技术解决的技术方案为：一种可重构的高可靠恒流驱动系统，包括：主份电源模块(101)，主份恒流设置模块(102)，主份恒流驱动模块(103)，备份电源模块(201)，备份恒流设置模块(202)，备份恒流驱动模块(203)，主份电源选择开关(K1-A)，备份电源选择开关(K1-B)，主份恒流设置模块选择开关(K2-A)，备份恒流设置模块选择开关(K2-B)，信号电源选择开关(K3)，功率电源选择开关(K4)，恒流驱动模块选择开关(K5)，主份正信号电源线或二极管(D1-A)，备份正信号电源线或二极管(D1-B)，主份负信号电源线或二极管(D2-A)，备份负信号电源线或二极管(D2-B)，主份正功率电源线或二极管(D3-A)，备份正功率电源线或二极管(D3-B)，主份负功率电源线或二极管(D4-A)，备份负功率电源线或二极管(D4-B)；所述主份电源选择开关(K1-A)将主份电源模块(101)输入端(VA)与主份一次电源(VIN-A)相连，用于控制主份电源模块(101)加断电；主份电源模块(101)加电后，对主份一次电源(VIN-A)进行电压转换，输出主份双极型信号电源和主份双极型功率电源；所述主份双极型信号电源包括主份正信号电源(+V1A)和主份负信号电源(-V1A)；所述主份双极型功率电源包括主份正功率电源(+V2A)和主份负功率电源(-V2A)；所述备份电源选择开关(K1-B)将备份电源模块(201)输入端(VB)与备份一次电源(VIN-B)相连，用于控制备份电源模块(201)加断电；备份电源模块(201)加电后，对备份一次电源(VIN-B)进行电压转换，输出备份双极型信号电源和备份双极型功率电源；所述备份双极型信号电源包括备份正信号电源(+V1B)和备份负信号电源(-V1B)；所述备份双极型功率电源包括备份正功率电源(+V2B)和备份负功率电源(-V2B)；所述主份正信号电源(+V1A)和备份正信号电源(+V1B)分别送至主份正信号电源线或二极管(D1-A)和备份正信号电源线或二极管(D1-B)的阳极，主份正信号电源线或二极管(D1-A)和备份正信号电源线或二极管(D1-B)的阴极相连后作为正信号电源(+V1-AB)，送至信号电源选择开关(K3)的第一固定端(K3的触点1)；所述信号电源选择开关(K3)的第一常闭端(K3的触点2)和第一常开端(K3的触点3)分别连接至主份恒流驱动模块(103)的信号电源正端(+V1-A)和备份恒流驱动模块(203)的信号电源正端(+V1-B)；信号电源选择开关(K3)，包括六个触点，分别为：第一固定端、第二固定端、第一常闭端、第一常开端、第二常闭端、第二常开端；所述主份负信号电源(-V1A)和备份负信号电源(-V1B)分别送至主份负信号电源线或二极管(D2-A)和备份负信号电源线或二极管(D2-B)的阴极，主份负信号电源线或二极管(D2-A)和备份负信号电源线或二极管(D2-B)的阳极相连后作为负信号电源(-V1-AB)，送至信号电源选择开关(K3)的第二固定端(K3的触点4)；所述信号电源选择开关(K3)的第二常闭端(K3的触点5)和第二常开端(K3的触点6)分别连接至主份恒流驱动模块(103)的信号电源负端(-V1-A)和备份恒流驱动模块(203)的信号电源负端(-V1-B)。所述主份正功率电源(+V2A)和备份正功率电源(+V2B)分别送至主份正功率电源线或二极管(D3-A)和备份正功率电源线或二极管(D3-B)的阳极，主份正功率电源线或二极管(D3-A)和备份正功率电源线或二极管(D3-B)的阴极相连后作为正功率电源(+V2-AB)，送至功率电源选择开关(K4)的第一固定端(K4的触点1)；所述功率电源选择开关(K4)的第一常闭端(K4的触点2)和第一常开端(K4的触点3)分别连接至主份恒流驱动模块(103)的功率电源正端(+V2-A)和备份恒流驱动模块(203)的功率电源正端(+V2-B)。所述主份负功率电源(-V2A)和备份负功率电源(-V2B)分别送至主份负功率电源线或二极管(D4-A)和备份负功率电源线或二极管(D4-B)的阴极，主份负功率电源线或二极管(D4-A)和备份负功率电源线或二极管(D4-B)的阳极相连后作为负功率电源(-V2-AB)，送至功率电源选择开关(K4)的第二固定端(K4的触点4)；所述功率电源选择开关(K4)的第二常闭端(K4的触点5)和第二常开端(K4的触点6)分别连接至主份恒流驱动模块(103)的功率电源负端(-V2-A)和备份恒流驱动模块(203)的功率电源负端(-V2-B)；所述主份恒流驱动模块(103)的恒流输出正端(IL-A+)和恒流输出负端(IL-A-)分别连接至所述恒流驱动模块选择开关(K5)的第一常闭端(K5的触点2)和第二常闭端(K5的触点5)；所述备份恒流驱动模块(203)的恒流输出正端(IL-B+)和恒流输出负端(IL-B-)分别连接至所述恒流驱动模块选择开关(K5)的第一常开端(K5的触点3)和第二常开端(K5的触点6)；所述恒流驱动模块选择开关(K5)的第一固定端(K5的触点1)和第二固定端(K5的触点4)分别与负载(RL)两端相连。优选的，所述主份电源模块(101)或备份电源模块(201)能够通过信号电源选择开关(K3)和功率电源选择开关(K4)给主份恒流驱动模块(103)或备份恒流驱动模块(203)供电。优选的，所述信号电源选择开关(K3)和功率电源选择开关(K4)为双刀双掷开关；信号电源选择开关(K3)，包括六个触点，分别为：第一固定端、第二固定端、第一常闭端、第一常开端、第二常闭端、第二常开端；功率电源选择开关(K4)，包括六个触点，分别为：第一固定端、第二固定端、第一常闭端、第一常开端、第二常闭端、第二常开端。优选的，所述信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重构的高可靠恒流驱动系统，其特征在于包括：主份电源模块(101)，主份恒流设置模块(102)，主份恒流驱动模块(103)，备份电源模块(201)，备份恒流设置模块(202)，备份恒流驱动模块(203)，主份电源选择开关(K1-A)，备份电源选择开关(K1-B)，主份恒流设置模块选择开关(K2-A)，备份恒流设置模块选择开关(K2-B)，信号电源选择开关(K3)，功率电源选择开关(K4)，恒流驱动模块选择开关(K5)，主份正信号电源线或二极管(D1-A)，备份正信号电源线或二极管(D1-B)，主份负信号电源线或二极管(D2-A)，备份负信号电源线或二极管(D2-B)，主份正功率电源线或二极管(D3-A)，备份正功率电源线或二极管(D3-B)，主份负功率电源线或二极管(D4-A)，备份负功率电源线或二极管(D4-B)；/n所述主份电源选择开关(K1-A)将主份电源模块(101)输入端(VA)与主份一次电源(VIN-A)相连，用于控制主份电源模块(101)加断电；主份电源模块(101)加电后，对主份一次电源(VIN-A)进行电压转换，输出主份双极型信号电源和主份双极型功率电源；所述主份双极型信号电源包括主份正信号电源(+V1A)和主份负信号电源(-V1A)；所述主份双极型功率电源包括主份正功率电源(+V2A)和主份负功率电源(-V2A)；/n所述备份电源选择开关(K1-B)将备份电源模块(201)输入端(VB)与备份一次电源(VIN-B)相连，用于控制备份电源模块(201)加断电；备份电源模块(201)加电后，对备份一次电源(VIN-B)进行电压转换，输出备份双极型信号电源和备份双极型功率电源；所述备份双极型信号电源包括备份正信号电源(+V1B)和备份负信号电源(-V1B)；所述备份双极型功率电源包括备份正功率电源(+V2B)和备份负功率电源(-V2B)；/n所述主份正信号电源(+V1A)和备份正信号电源(+V1B)分别送至主份正信号电源线或二极管(D1-A)和备份正信号电源线或二极管(D1-B)的阳极，主份正信号电源线或二极管(D1-A)和备份正信号电源线或二极管(D1-B)的阴极相连后作为正信号电源(+V1-AB)，送至信号电源选择开关(K3)的第一固定端；所述信号电源选择开关(K3)的第一常闭端(K3的触点2)和第一常开端分别连接至主份恒流驱动模块(103)的信号电源正端(+V1-A)和备份恒流驱动模块(203)的信号电源正端(+V1-B)；/n信号电源选择开关(K3)，包括六个触点，分别为：第一固定端、第二固定端、第一常闭端、第一常开端、第二常闭端、第二常开端；/n所述主份负信号电源(-V1A)和备份负信号电源(-V1B)分别送至主份负信号电源线或二极管(D2-A)和备份负信号电源线或二极管(D2-B)的阴极，主份负信号电源线或二极管(D2-A)和备份负信号电源线或二极管(D2-B)的阳极相连后作为负信号电源(-V1-AB)，送至信号电源选择开关(K3)的第二固定端；所述信号电源选择开关(K3)的第二常闭端(K3的触点5)和第二常开端分别连接至主份恒流驱动模块(103)的信号电源负端(-V1-A)和备份恒流驱动模块(203)的信号电源负端(-V1-B)；/n所述主份正功率电源(+V2A)和备份正功率电源(+V2B)分别送至主份正功率电源线或二极管(D3-A)和备份正功率电源线或二极管(D3-B)的阳极，主份正功率电源线或二极管(D3-A)和备份正功率电源线或二极管(D3-B)的阴极相连后作为正功率电源(+V2-AB)，送至功率电源选择开关(K4)的第一固定端；所述功率电源选择开关(K4)的第一常闭端(K4的触点2)和第一常开端分别连接至主份恒流驱动模块(103)的功率电源正端(+V2-A)和备份恒流驱动模块(203)的功率电源正端(+V2-B)；/n所述主份负功率电源(-V2A)和备份负功率电源(-V2B)分别送至主份负功率电源线或二极管(D4-A)和备份负功率电源线或二极管(D4-B)的阴极，主份负功率电源线或二极管(D4-A)和备份负功率电源线或二极管(D4-B)的阳极相连后作为负功率电源(-V2-AB)，送至功率电源选择开关(K4)的第二固定端；所述功率电源选择开关(K4)的第二常闭端和第二常开端(K4的触点6)分别连接至主份恒流驱动模块(103)的功率电源负端(-V2-A)和备份恒流驱动模块(203)的功率电源负端(-V2-B)；/n所述主份恒流驱动模块(103)的恒流输出正端(IL-A+)和恒流输出负端(IL-A-)分别连接至所述恒流驱动模块选择开关(K5)的第一常闭端(K5的触点2)和第二常闭端；/n所述备份恒流驱动模块(203)的恒流输出正端(IL-B+)和恒流输出负端(IL-B-)分别连接至所述恒流...

【技术特征摘要】
1.一种可重构的高可靠恒流驱动系统，其特征在于包括：主份电源模块(101)，主份恒流设置模块(102)，主份恒流驱动模块(103)，备份电源模块(201)，备份恒流设置模块(202)，备份恒流驱动模块(203)，主份电源选择开关(K1-A)，备份电源选择开关(K1-B)，主份恒流设置模块选择开关(K2-A)，备份恒流设置模块选择开关(K2-B)，信号电源选择开关(K3)，功率电源选择开关(K4)，恒流驱动模块选择开关(K5)，主份正信号电源线或二极管(D1-A)，备份正信号电源线或二极管(D1-B)，主份负信号电源线或二极管(D2-A)，备份负信号电源线或二极管(D2-B)，主份正功率电源线或二极管(D3-A)，备份正功率电源线或二极管(D3-B)，主份负功率电源线或二极管(D4-A)，备份负功率电源线或二极管(D4-B)；
所述主份电源选择开关(K1-A)将主份电源模块(101)输入端(VA)与主份一次电源(VIN-A)相连，用于控制主份电源模块(101)加断电；主份电源模块(101)加电后，对主份一次电源(VIN-A)进行电压转换，输出主份双极型信号电源和主份双极型功率电源；所述主份双极型信号电源包括主份正信号电源(+V1A)和主份负信号电源(-V1A)；所述主份双极型功率电源包括主份正功率电源(+V2A)和主份负功率电源(-V2A)；
所述备份电源选择开关(K1-B)将备份电源模块(201)输入端(VB)与备份一次电源(VIN-B)相连，用于控制备份电源模块(201)加断电；备份电源模块(201)加电后，对备份一次电源(VIN-B)进行电压转换，输出备份双极型信号电源和备份双极型功率电源；所述备份双极型信号电源包括备份正信号电源(+V1B)和备份负信号电源(-V1B)；所述备份双极型功率电源包括备份正功率电源(+V2B)和备份负功率电源(-V2B)；
所述主份正信号电源(+V1A)和备份正信号电源(+V1B)分别送至主份正信号电源线或二极管(D1-A)和备份正信号电源线或二极管(D1-B)的阳极，主份正信号电源线或二极管(D1-A)和备份正信号电源线或二极管(D1-B)的阴极相连后作为正信号电源(+V1-AB)，送至信号电源选择开关(K3)的第一固定端；所述信号电源选择开关(K3)的第一常闭端(K3的触点2)和第一常开端分别连接至主份恒流驱动模块(103)的信号电源正端(+V1-A)和备份恒流驱动模块(203)的信号电源正端(+V1-B)；
信号电源选择开关(K3)，包括六个触点，分别为：第一固定端、第二固定端、第一常闭端、第一常开端、第二常闭端、第二常开端；
所述主份负信号电源(-V1A)和备份负信号电源(-V1B)分别送至主份负信号电源线或二极管(D2-A)和备份负信号电源线或二极管(D2-B)的阴极，主份负信号电源线或二极管(D2-A)和备份负信号电源线或二极管(D2-B)的阳极相连后作为负信号电源(-V1-AB)，送至信号电源选择开关(K3)的第二固定端；所述信号电源选择开关(K3)的第二常闭端(K3的触点5)和第二常开端分别连接至主份恒流驱动模块(103)的信号电源负端(-V1-A)和备份恒流驱动模块(203)的信号电源负端(-V1-B)；
所述主份正功率电源(+V2A)和备份正功率电源(+V2B)分别送至主份正功率电源线或二极管(D3-A)和备份正功率电源线或二极管(D3-B)的阳极，主份正功率电源线或二极管(D3-A)和备份正功率电源线或二极管(D3-B)的阴极相连后作为正功率电源(+V2-AB)，送至功率电源选择开关(K4)的第一固定端；所述功率电源选择开关(K4)的第一常闭端(K4的触点2)和第一常开端分别连接至主份恒流驱动模块(103)的功率电源正端(+V2-A)和备份恒流驱动模块(203)的功率电源正端(+V2-B)；
所述主份负功率电源(-V2A)和备份负功率电源(-V2B)分别送至主份负功率电源线或二极管(D4-A)和备份负功率电源线或二极管(D4-B)的阴极，主份负功率电源线或二极管(D4-A)和备份负功率电源线或二极管(D4-B)的阳极相连后作为负功率电源(-V2-AB)，送至功率电源选择开关(K4)的第二固定端；所述功率电源选择开关(K4)的第二常闭端和第二常开端(K4的触点6)分别连接至主份恒流驱动模块(103)的功率电源负端(-V2-A)和备份恒流驱动模块(203)的功率电源负端(-V2-B)；
所述主份恒流驱动模块(103)的恒流输出正端(IL-A+)和恒流输出负端(IL-A-)分别连接至所述恒流驱动模块选择开关(K5)的第一常闭端(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王农，方化潮，雷海军，王立伟，李荷丹，刘奇，胡海龙，仇振生，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11