【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电学领域，涉及一种卫星用大功率载荷配电电路。
技术介绍
1、在卫星供电系统中，需要对各种大载荷进行供配电，目前卫星用大功率载荷配电方式还是以常规的继电器或者接触器设计，随着卫星载荷功率的不断增加，常规的继电器或者接触器已完全不能满足任务的需求。
2、同时，随着微小卫星技术快速发展，卫星对重量指标越来越苛刻，常规的继电器或者接触器十分不利于卫星单机的减重。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种卫星用大功率载荷配电电路，满足轻量化、大功率载荷配电需求。
2、本专利技术解决技术的方案是：
3、一种卫星用大功率载荷配电电路，包括供电单元、选通单元、第一级保护控制单元、第二级保护控制单元、第三级保护控制单元、第四级控制单元、驱动单元、输出单元；其中：
4、所述供电单元，依次通过选通单元、输出单元向卫星载荷提供电能；
5、所述第一级保护控制单元，根据供电单元输入电压相对正向电压的偏差形成第一信号，发送至驱动单元；
6、所述第二级保护控制单元，根据供电单元输入电压相对负向电压偏差形成第二信号，发送至驱动单元；
7、所述第三级保护控制单元，根据输出单元输出电流相对偏差形成第三信号，发送至驱动单元；
8、所述第四级控制单元，根据外部控制信号形成第四信号，发送至驱动单元；
9、所述驱动单元，基于第一信号、第二信号、第三信号、第四信号生成导通或断
10、所述选通单元，根据驱动单元的导通或断开驱动信号控制供电单元与输出单元连接或断开。
11、优选的，供电单元电压正常状态下，第一信号输出低电平状态；供电单元电压正偏差状态下，第一信号输出高电平状态；
12、供电单元电压正常状态下，第二信号输出低电平状态；供电单元电压负偏差状态下，第二信号输出高电平状态；
13、卫星大功率载荷电流正常状态下，第三信号输出低电平状态；卫星大功率载荷电流超出设定值，第三信号输出高电平状态；
14、外部控制信号为低电平状态下，第四信号输出为高电平状态；外部控制信号为高电平状态下，第四信号输出为低电平状态；
15、当所述第一信号、第二信号、第三信号、第四信号中任意一个为高电平时，驱动单元输出为低电平，即输出断开驱动信号，选通单元断开；当所述第一信号、第二信号、第三信号、第四信号均为低电平时，驱动单元输出为高电平，即输出导通驱动信号，选通单元接通。
16、优选的，所述供电单元包括缓冲电容c1和瞬态抑制二极管d1；
17、缓冲电容c1阴极与蓄电池组或卫星供电母线连接，缓冲电容c1阳极接地；
18、瞬态抑制二极管d1，与所述的缓冲电容c1并联，瞬态抑制二极管d1一端与蓄电池组或卫星供电母线连接，另一端接地。
19、优选的，所述选通单元包括晶体管q1；
20、q1的漏极与蓄电池组或卫星供电母线连接，源级作为选通单元输出端与输出单元连接；栅极与驱动单元的输出端连接。
21、优选的，所述输出单元包括电阻r7、r8，三极管q2；
22、三极管q2的发射极同时连接选通单元输出端和电阻r7的一端，三极管q2的基极连接电阻r8的一端，电阻r8的另一端和电阻r7的另一端连接后作为输出单元的输出端，与卫星载荷连接；三极管q2的集电极与第三级保护控制单元连接。
23、优选的，所述第一级保护控制单元包括电阻r1、r2和运算放大器u1，电阻r1一端连接蓄电池组或卫星供电母线，另一端同时连接电阻r2的一端和运算放大器u1的正输入端，电阻r2另一端接地，运算放大器u1的负输入端连接过压基准电压，运算放大器u1的输出端连接驱动单元的第一输入端。
24、优选的，所述第二级保护控制单元包括电阻r3、r4和运算放大器u2，电阻r3一端连接蓄电池组或卫星供电母线，另一端同时连接电阻r4的一端和运算放大器u2的负输入端，电阻r4另一端接地，运算放大器u2的正输入端连接欠压基准电压，运算放大器u2的输出端连接驱动单元的第二输入端。
25、优选的，所述第三级保护控制单元包括电阻r9、r10和运算放大器u6，电阻r9一端连接输出单元的输出电流，另一端同时连接电阻r10的一端和运算放大器u6的正输入端，电阻r10另一端接地，运算放大器u6的负输入端连接过流基准电压，运算放大器u6的输出端连接驱动单元的第三输入端。
26、优选的，所述第四级控制单元包括电阻r5、r6和运算放大器u3，电阻r5一端连接外部控制信号，另一端同时连接电阻r6的一端和运算放大器u3的负输入端，电阻r6另一端接地，运算放大器u3的正输入端连接使能基准电压，运算放大器u3的输出端连接驱动单元的第四输入端。
27、优选的，所述驱动单元包括与门u4、u5和驱动电路，与门u4的一个输入端作为驱动单元的第一输入端，连接第一级保护控制单元的输出端；与门u4的另一个输入端作为驱动单元的第二输入端，连接第二级保护控制单元的输出端；与门u4的输出端连接与门u5的一个输入端，与门u5的另一个输入端作为驱动单元的第三输入端，连接第三级保护控制单元的输出端；与门u5的输出端连接驱动电路输入端，驱动电路的输出端与选通单元连接。
28、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
29、本专利技术卫星大功率载荷配电电路，可以根据供电单元的状态、后端大功率载荷状态以及外部指令状态，实现卫星供电单元向5kw及以上大功率载荷提供电能控制。例如，在卫星蓄电池组电压过高或过低时，可以自动断开供电单元与大功率载荷的连接，使载荷处于断电状态；在卫星大功率载荷发生短路时，可以自动断开供电单元与大功率载荷的连接，使载荷处于断电状态；在卫星发送外部指令时，可以导通供电单元与载荷的连接，进而向载荷提供安全可靠的电能。这样，根据卫星蓄电池组或者母线的相对状态、大功率载荷以及外部指令的状态，可以实现供电单元向载荷供电控制，与之前传统的卫星配电方式相比，可以提供有效的电能安全保障以及大幅度降低能源系统的重量和尺寸。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：包括供电单元、选通单元、第一级保护控制单元、第二级保护控制单元、第三级保护控制单元、第四级控制单元、驱动单元、输出单元；其中：
2.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：供电单元电压正常状态下，第一信号输出低电平状态；供电单元电压正偏差状态下，第一信号输出高电平状态；
3.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述供电单元包括缓冲电容C1和瞬态抑制二极管D1；
4.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述选通单元包括晶体管Q1；
5.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述输出单元包括电阻R7、R8，三极管Q2；
6.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述第一级保护控制单元包括电阻R1、R2和运算放大器U1，电阻R1一端连接蓄电池组或卫星供电母线，另一端同时连接电阻R2的一端和运算放大器U1的正输入端，电阻R2另一端接地，运算放大器U1的负输入端连接
7.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述第二级保护控制单元包括电阻R3、R4和运算放大器U2，电阻R3一端连接蓄电池组或卫星供电母线，另一端同时连接电阻R4的一端和运算放大器U2的负输入端，电阻R4另一端接地，运算放大器U2的正输入端连接欠压基准电压，运算放大器U2的输出端连接驱动单元的第二输入端。
8.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述第三级保护控制单元包括电阻R9、R10和运算放大器U6，电阻R9一端连接输出单元的输出电流，另一端同时连接电阻R10的一端和运算放大器U6的正输入端，电阻R10另一端接地，运算放大器U6的负输入端连接过流基准电压，运算放大器U6的输出端连接驱动单元的第三输入端。
9.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述第四级控制单元包括电阻R5、R6和运算放大器U3，电阻R5一端连接外部控制信号，另一端同时连接电阻R6的一端和运算放大器U3的负输入端，电阻R6另一端接地，运算放大器U3的正输入端连接使能基准电压，运算放大器U3的输出端连接驱动单元的第四输入端。
10.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述驱动单元包括与门U4、U5和驱动电路，与门U4的一个输入端作为驱动单元的第一输入端，连接第一级保护控制单元的输出端；与门U4的另一个输入端作为驱动单元的第二输入端，连接第二级保护控制单元的输出端；与门U4的输出端连接与门U5的一个输入端，与门U5的另一个输入端作为驱动单元的第三输入端，连接第三级保护控制单元的输出端；与门U5的输出端连接驱动电路输入端，驱动电路的输出端与选通单元连接。
...【技术特征摘要】
1.一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：包括供电单元、选通单元、第一级保护控制单元、第二级保护控制单元、第三级保护控制单元、第四级控制单元、驱动单元、输出单元；其中：
2.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：供电单元电压正常状态下，第一信号输出低电平状态；供电单元电压正偏差状态下，第一信号输出高电平状态；
3.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述供电单元包括缓冲电容c1和瞬态抑制二极管d1；
4.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述选通单元包括晶体管q1；
5.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述输出单元包括电阻r7、r8，三极管q2；
6.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述第一级保护控制单元包括电阻r1、r2和运算放大器u1，电阻r1一端连接蓄电池组或卫星供电母线，另一端同时连接电阻r2的一端和运算放大器u1的正输入端，电阻r2另一端接地，运算放大器u1的负输入端连接过压基准电压，运算放大器u1的输出端连接驱动单元的第一输入端。
7.根据权利要求1所述的一种卫星用大功率载荷配电电路，其特征在于：所述第二级保护控制单元包括电阻r3、r4和运算放大器u2，电阻r3一端连接蓄电池组或卫星供电母线，另一端同时连接电阻r4的一端和运算放大器...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨肖锋，韩业华，蒋伟，王竣铎，张毅轩，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：
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