一种宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统，包括：恒流源功率变换前级、滤波电感L10、滤波电容C10、用电负载、采样电阻R31、差分电流采样电路、恒流功能控制电路和PWM控制芯片；滤波电感L10、用电负载和采样电阻R31依次串联后接恒流源功率变换前级；滤波电容C10与用电负载并联设置；差分电流采样电路采集采样电阻R31上的电压；差分电流采样电路、恒流功能控制电路和PWM控制芯片依次串联后接恒流源功率变换前级。本发明专利技术通过宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统，旨在降低宇航用电源在温度交变环境下恒流点的漂移量，提高宇航用电源对恒流点的控制精度，保障航天器的在轨正常运行。轨正常运行。轨正常运行。

【技术实现步骤摘要】
一种宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统


[0001]本专利技术属于空间电源
，尤其涉及一种宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统。

技术介绍

[0002]在空间电源
，有大量用到配电电源恒流或恒流的功能。例如：卫星电源平台中的充电调节器，在光照期间，充电调节器通过恒流恒压充电的方式将太阳阵能量存储在蓄电池组当中，充电恒压点和充电恒流点由地面人员选择充电档位决定。再例如，某卫星激光载荷配电器，在其载荷功放驱动器内有一大电容，激光载荷需要在短时间内释放大量能量，激光载荷配电器需要在充电周期内及时为载荷功放驱动器的大电容补充能量，为了不对平台母线造成太大的电流波动，配电器需要有恒流输出的能力，其恒流点由激光分系统提供的外部恒流信号控制。
[0003]现有的空间用恒流控制技术即为恒流控制技术，其大致原理为：1、采集母线输出端电流的采样信号；2、基于恒流基准和输出电流采样信号，通过恒流功能控制电路的运算生成相应的脉宽控制信号；3、脉宽控制信号作用于功率变换器的前级功率管，调制输出电流的大小，达到恒流输出的目的。宇航电源对恒流点的控制精度主要依赖于输出电流采样信号的精度。
[0004]目前，通用的母线输出电流采样电路主要有：1、镜像电流源采样电路，该电路将电流采样电阻放置在母线输出的正极，通过特性一致的三极管对管(通常为进口器件2N3810)，达到输出电流高精度采样的目的，该电路适用于输出母线稳定的应用场合。2、差分电流采样电路，该电路将电流采样电阻放置在母线输出回线上，差分放大电路通过电流采样电阻上的电压信号，形成电流采样信号，输出母线是否稳定不影响该电路的使用，但应用差分电流采样电路的宇航用功率变换器在具有温度交变的环境试验中(热循环试验或热真空试验)存在高低温恒流点漂移大的现象，严重制约了宇航高精度恒流控制的精度，甚至影响了航天器的在轨正常运行。

技术实现思路

[0005]本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统，旨在降低宇航用电源在温度交变环境下恒流点的漂移量，提高宇航用电源对恒流点的控制精度，保障航天器的在轨正常运行。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统，包括：恒流源功率变换前级、滤波电感L10、滤波电容C10、用电负载、采样电阻R31、差分电流采样电路、恒流功能控制电路和PWM控制芯片；
[0007]滤波电感L10、用电负载和采样电阻R31依次串联后接恒流源功率变换前级；其中，滤波电感L10的一端接恒流源功率变换前级，另一端接用电负载的一端；用电负载的另一端接采样电阻R31的一端；采样电阻R31的另一端接恒流源功率变换前级；
[0008]滤波电容C10与用电负载并联设置；
[0009]差分电流采样电路的两个采样端分别接在采样电阻R31的两端，以采集得到采样电阻R31上的电压，进而实现对输出电流的采样；
[0010]差分电流采样电路、恒流功能控制电路和PWM控制芯片依次串联后接恒流源功率变换前级；其中，差分电流采样电路的输出端接恒流功能控制电路的一端；恒流功能控制电路的另一端接PWM控制芯片的一端；PWM控制芯片的另一端接恒流源功率变换前级。
[0011]在上述宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统中，恒流源功率变换前级对输入功率进行调制、整流、变换处理，输出供电电流；供电电流通过滤波电感L10和滤波电容C10为用电负载供电；用电负载的输出电流通过功率输出回线回流至恒流源功率变换前级；其中，采样电阻R31设置在功率输出回线上，用于采用微小电压信号表征输出电流。
[0012]在上述宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统中，
[0013]差分电流采样电路对采样电阻R31上的微小电压信号进行放大、采样，得到电流采样信号，将电流采样信号发送至恒流功能控制电路；
[0014]恒流功能控制电路对恒流基准信号和电流采样信号进行比例积分，得到误差放大信号，将误差放大信号发送至PWM控制芯片；
[0015]PWM控制芯片根据误差放大信号与内部三角波的比较结果，生成脉宽控制信号，将脉宽控制信号发送至恒流源功率变换前级，以便恒流源功率变换前级根据脉宽控制信号调整输出的供电电流的大小，保证恒流源功率变换前级根据恒流基准信号输出恒定的供电电流。
[0016]在上述宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统中，滤波电感L10为：微亨级～毫亨级电感，滤波电容C10为：微法级～毫法级电容，采样电阻R31为：毫欧级电阻。
[0017]在上述宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统中，差分电流采样电路，包括：高速运算放大器N1、供电电阻R81、正相输入电阻R82、负相输入电阻R83、差分放大电阻*R73、差分放大电阻*R74、供电电源Vcc和供电滤波电容C44；
[0018]采样电阻R31的一端与负相输入电阻R83连接后接入高速运算放大器N1的负相输入端，采样电阻R31的另一端与正相输入电阻R82连接后接入高速运算放大器N1的正相输入端；
[0019]差分放大电阻*R73并联接在高速运算放大器N1的负相输入端和输出端；
[0020]差分放大电阻*R74并联接在高速运算放大器N1的正相输入端和SGND；
[0021]供电电源Vcc与供电电阻R81、供电滤波电容C44串联后接SGND；
[0022]高速运算放大器N1的g脚接供电电阻R81和供电滤波电容C44的公共端；其中，高速运算放大器N1的g脚为：芯片供电正端。
[0023]在上述宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统中，正相输入电阻R82和负相输入电阻R83的阻值一致，均为千欧级电阻；差分放大电阻*R73和差分放大电阻*R74的阻值一致，均为差分放大电阻千欧～百千欧级*R73电阻；供电电源Vcc为+12V电源；高速运算放大器N1采用供电电源Vcc单电源供电。
[0024]在上述宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统中，当差分电流采样电路的正、负相输入相同时，差分电流采样电路有输出；通过在差分电流采样电路的正、负相输入加一个失调电压，以使差分电流采样电路输出为0。
[0025]在上述宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统中，失调电压的大小随着温度的变化而变化，失调电压的漂移量记作
△
Vos。
[0026]在上述宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统中，
[0027]在常温条件下，差分电流采样电路的输出电压V
采
为：V
采
＝K
×
(i
×
R+Vos)；在常温条件、恒流输出的情况下，恒流基准信号V1为：V1＝K
×
(I
×
R+Vos)；其中，K表示差分电流采样电路的放大倍数，K＝*R73/R83；Vos表示常温条件下的失调电压值；i表示流过采样电阻R31的电流值；R表示采样电阻R31的阻值；I表示恒流源功率变换前级输出的恒定的供电电流的电流值；常温条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统，其特征在于，包括：恒流源功率变换前级、滤波电感L10、滤波电容C10、用电负载、采样电阻R31、差分电流采样电路、恒流功能控制电路和PWM控制芯片；滤波电感L10、用电负载和采样电阻R31依次串联后接恒流源功率变换前级；其中，滤波电感L10的一端接恒流源功率变换前级，另一端接用电负载的一端；用电负载的另一端接采样电阻R31的一端；采样电阻R31的另一端接恒流源功率变换前级；滤波电容C10与用电负载并联设置；差分电流采样电路的两个采样端分别接在采样电阻R31的两端，以采集得到采样电阻R31上的电压，进而实现对输出电流的采样；差分电流采样电路、恒流功能控制电路和PWM控制芯片依次串联后接恒流源功率变换前级；其中，差分电流采样电路的输出端接恒流功能控制电路的一端；恒流功能控制电路的另一端接PWM控制芯片的一端；PWM控制芯片的另一端接恒流源功率变换前级。2.根据权利要求1所述的宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统，其特征在于，恒流源功率变换前级对输入功率进行调制、整流、变换处理，输出供电电流；供电电流通过滤波电感L10和滤波电容C10为用电负载供电；用电负载的输出电流通过功率输出回线回流至恒流源功率变换前级；其中，采样电阻R31设置在功率输出回线上，用于采用微小电压信号表征输出电流。3.根据权利要求2所述的宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统，其特征在于，差分电流采样电路对采样电阻R31上的微小电压信号进行放大、采样，得到电流采样信号，将电流采样信号发送至恒流功能控制电路；恒流功能控制电路对恒流基准信号和电流采样信号进行比例积分，得到误差放大信号，将误差放大信号发送至PWM控制芯片；PWM控制芯片根据误差放大信号与内部三角波的比较结果，生成脉宽控制信号，将脉宽控制信号发送至恒流源功率变换前级，以便恒流源功率变换前级根据脉宽控制信号调整输出的供电电流的大小，保证恒流源功率变换前级根据恒流基准信号输出恒定的供电电流。4.根据权利要求1所述的宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统，其特征在于，滤波电感L10为：微亨级～毫亨级电感，滤波电容C10为：微法级～毫法级电容，采样电阻R31为：毫欧级电阻。5.根据权利要求1所述的宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统，其特征在于，差分电流采样电路，包括：高速运算放大器N1、供电电阻R81、正相输入电阻R82、负相输入电阻R83、差分放大电阻*R73、差分放大电阻*R74、供电电源Vcc和供电滤波电容C44；采样电阻R31的一端与负相输入电阻R83连接后接入高速运算放大器N1的负相输入端，采样电阻R31的另一端与正相输入电阻R82连接后接入高速运算放大器N1的正相输入端；差分放大电阻*R73并联接在高速运算放大器N1的负相输入端和输出端；差分放大电阻*R74并联接在高速运算放大器N1的正相输入端和SGND；供电电源Vcc与供电电阻R81、供电滤波电容C44串联后接SGND；高速运算放大器N1的g脚接供电电阻R81和供电滤波电容C44的公共端；其中，高速运算放大器N1的g脚为：芯片供电正端。6.根据权利要求5所述的宇航用抑制高低温恒流点漂移量的系统，其特征在于，正...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小春，吴家旺，金家瑶，朱诚诚，张宸，刘高锋，张旭，武腾，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：