一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置制造方法
【專利摘要】一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置，屬于衛(wèi)星電源系統(tǒng)領域。解決了現(xiàn)有衛(wèi)星電源系統(tǒng)功率控制與分配單元研制周期長，無法滿足快速響應衛(wèi)星任務需求的問題。本裝置中，下位機與N個擴展功能模塊通過背板組裝集成，下位機與N個擴展功能模塊通過內(nèi)總線電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；內(nèi)總線電路包括內(nèi)總線主接口電路、模塊使能譯碼模擬通道選通電路和N個內(nèi)總線從接口電路，內(nèi)總線主接口電路安裝在下位機中，模塊使能譯碼模擬通道選通電路安裝在背板中，每個擴展功能模塊均安裝有內(nèi)總線從接口電路，內(nèi)總線主接口電路通過模塊使能譯碼模擬通道選通電路與各個內(nèi)總線從接口電路連接。本發(fā)明適用于功率控制與分配單元的模塊化擴展與快速集成。
【專利說明】—種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置

【技術領域】
[0001〕 本發(fā)明屬于衛(wèi)星電源系統(tǒng)領域。

【背景技術】
[0002]自2007年4月美國國防部向國會防御委員會正式提交關于發(fā)展“太空快速響應作戰(zhàn)”⑴…)計劃的報告以來，各國都致力于研究具有快速響應能力的衛(wèi)星。衛(wèi)星各分系統(tǒng)的快速集成能力是衛(wèi)星實現(xiàn)快速集成快速應用快速響應的前提。衛(wèi)星電源分系統(tǒng)作為衛(wèi)星最重要的分系統(tǒng)之一，為衛(wèi)星其它分系統(tǒng)及有效載荷正常運行提供安全可靠的電力保障，主要由蓄電池組、太陽電池陣和功率控制與分配單元組成。目前，蓄電池組和太陽電池陣由產(chǎn)品化的單體串并聯(lián)而成，而功率控制與分配單元往往根據(jù)不同衛(wèi)星總體提出的要求分別進行設計和研制，受元器件采購周期、生產(chǎn)周期、調(diào)試周期等約束，研制周期長，因此對功率控制與分配單元的快速集成要求體現(xiàn)的尤為明顯。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有衛(wèi)星電源系統(tǒng)功率控制與分配單元研制周期長，無法滿足快速響應衛(wèi)星任務需求的問題，提出了一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的 |101|裝直。
[0004]一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置包括下位機、~個擴展功能模塊、背板和內(nèi)總線電路4為小于或等于16的整數(shù)，所述下位機與~個擴展功能模塊通過背板組裝集成，下位機與~個擴展功能模塊通過內(nèi)總線電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0005]內(nèi)總線電路包括內(nèi)總線主接口電路、模塊使能譯碼模擬通道選通電路和~個內(nèi)總線從接口電路，所述內(nèi)總線主接口電路安裝在下位機中，模塊使能譯碼模擬通道選通電路安裝在背板中，每個擴展功能模塊均安裝有內(nèi)總線從接口電路，所述內(nèi)總線主接口電路通過模塊使能譯碼模擬通道選通電路與各個內(nèi)總線從接口電路連接。
[0006]內(nèi)總線主接口電路包括30位譯碼地址線八0029-八000、仙1微處理器和鎖存器，八0029-仙08用于控制模塊使能譯碼模擬通道選通電路完成下位機和內(nèi)總線從接口電路的選通，八007-八000用于實現(xiàn)下位機和~個擴展功能模塊的指令控制，并對下位機和~個擴展功能模塊的遙測采集復用，內(nèi)總線主接口電路的地址信號連接仙1微處理器的地址信號輸入端，仙1微處理器的地址信號輸出端與鎖存器的地址信號輸入端連接，鎖存器的地址信號輸出端與模塊使能譯碼模擬通道選通電路的地址信號輸入端連接，模塊使能譯碼模擬通道選通電路的地址信號輸出端與內(nèi)總線從接口電路的地址信號輸入端連接，內(nèi)總線主接口電路的數(shù)據(jù)信號連接仙1微處理器的數(shù)據(jù)信號輸入端，仙1微處理器的數(shù)據(jù)信號輸出端與模塊使能譯碼模擬通道選通電路的數(shù)據(jù)信號輸入端連接，模塊使能譯碼模擬通道選通電路的數(shù)據(jù)信號輸出端與內(nèi)總線從接口電路的數(shù)據(jù)信號輸入端連接。
[0007]模塊使能譯碼模擬通道選通電路包括三個⑶4515譯碼器和111-546模擬開關，所述三個0)4515譯碼器的信號輸入端作為模塊使能譯碼模擬通道選通電路的地址信號輸入端與鎖存器的地址信號輸出端連接，三個⑶4515譯碼器的信號輸出端作為模塊使能譯碼模擬通道選通電路的地址信號輸出端與內(nèi)總線從接口電路的地址信號輸入端連接，111-546模擬開關用于在內(nèi)總線主接口電路控制下實現(xiàn)~個擴展功能模塊的模擬遙測通道的選通。
[0008]每個內(nèi)總線從接口電路均包括3位使能選通信號和8位譯碼地址線，兩個⑶4515譯碼器通過所述8位譯碼地址線與內(nèi)總線主接口電路中的仙07-仙00地址線連接，3位使能選通信號用于控制111-546模擬開關的分時選通，實現(xiàn)擴展功能模塊模擬遙測的分時采集。
[0009]有益效果:本發(fā)明所提出的實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置用于實現(xiàn)功率控制與分配單元下位機模塊對其他模塊的指令控制和遙測采集，可實現(xiàn)功率控制與分配單元的模塊化擴展與快速集成，有效的縮短了研制周期，為衛(wèi)星其它分系統(tǒng)及有效載荷正常運行提供安全可靠的電力保障，同時本發(fā)明所述裝置可實現(xiàn)除下位機模塊外其他各類模塊擴展，最大模塊擴展數(shù)量為16個，支持控制譯碼指令32條，模擬量遙測32條。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的原理示意圖。

【具體實施方式】
[0011]【具體實施方式】一、結合圖1說明本【具體實施方式】，本【具體實施方式】所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置包括下位機1、~個擴展功能模塊、背板2和內(nèi)總線電路4為小于或等于16的整數(shù)，所述下位機1與~個擴展功能模塊通過背板2組裝集成，下位機1與~個擴展功能模塊通過內(nèi)總線電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0012]本實施方式中，內(nèi)總線電路用于實現(xiàn)功率控制與分配單元下位機對功率控制與分配單元其他各擴展功能模塊的指令控制和遙測采集。
[0013]【具體實施方式】二、本【具體實施方式】與【具體實施方式】一所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置的區(qū)別在于，所述內(nèi)總線電路包括內(nèi)總線主接口電路3、模塊使能譯碼模擬通道選通電路4和~個內(nèi)總線從接口電路，所述內(nèi)總線主接口電路3安裝在下位機1中，模塊使能譯碼模擬通道選通電路4安裝在背板2中，每個擴展功能模塊均安裝有內(nèi)總線從接口電路，所述內(nèi)總線主接口電路3通過模塊使能譯碼模擬通道選通電路4與各個內(nèi)總線從接口電路連接。
[0014]本實施方式中，內(nèi)總線主接口電路3用于對各擴展功能模塊進行選通控制、指令控制和遙測采集，模塊使能譯碼模擬通道選通電路4用于接收內(nèi)總線主接口電路3輸出的譯碼地址實現(xiàn)各擴展功能模塊內(nèi)總線接口的選通控制，內(nèi)總線從接口電路用于各擴展功能模塊接收下位機從內(nèi)總線輸出的指令數(shù)據(jù)和遙測采集控制信號。
[0015]【具體實施方式】三、本【具體實施方式】與【具體實施方式】二所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置的區(qū)別在于，內(nèi)總線主接口電路3包括30位譯碼地址線八0029-4000、仙1微處理器和鎖存器，虹)029-虹)08用于控制模塊使能譯碼模擬通道選通電路4完成下位機1和內(nèi)總線從接口電路的選通，八007-八000用于實現(xiàn)下位機1和~個擴展功能模塊的指令控制，并對下位機1和~個擴展功能模塊的遙測采集復用，內(nèi)總線主接口電路3的地址信號連接仙1微處理器的地址信號輸入端，仙1微處理器的地址信號輸出端與鎖存器的地址信號輸入端連接，鎖存器的地址信號輸出端與模塊使能譯碼模擬通道選通電路4的地址信號輸入端連接，模塊使能譯碼模擬通道選通電路4的地址信號輸出端與內(nèi)總線從接口電路的地址信號輸入端連接，內(nèi)總線主接口電路3的數(shù)據(jù)信號連接仙1微處理器的數(shù)據(jù)信號輸入端，八應微處理器的數(shù)據(jù)信號輸出端與模塊使能譯碼模擬通道選通電路4的數(shù)據(jù)信號輸入端連接，模塊使能譯碼模擬通道選通電路4的數(shù)據(jù)信號輸出端與內(nèi)總線從接口電路的數(shù)據(jù)信號輸入端連接。
[0016]【具體實施方式】四、本【具體實施方式】與【具體實施方式】三所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置的區(qū)別在于，所述仙1微處理器采用1？02294^80144^微處理器實現(xiàn)。
[0017]【具體實施方式】五、本【具體實施方式】與【具體實施方式】三所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置的區(qū)別在于，所述鎖存器采用74八01273鎖存器實現(xiàn)。
[0018]【具體實施方式】六、本【具體實施方式】與【具體實施方式】三所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置的區(qū)別在于，內(nèi)總線主接口電路3的30位譯碼地址線包括4位片選信號、24位地址信號、1位讀寫信號和1位使能信號。
[0019]【具體實施方式】七、本【具體實施方式】與【具體實施方式】六所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置的區(qū)別在于，內(nèi)總線主接口電路3還包括兩路模擬輸入通道，所述兩路模擬輸入通道互為備份，且兩路模擬輸入通道的輸入端同時連接模塊使能譯碼模擬通道選通電路4的模擬信號輸出端，兩路模擬輸入通道的輸出端同時連接八咖微處理器的模擬信號輸入端。
[0020]【具體實施方式】八、本【具體實施方式】與【具體實施方式】七所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置的區(qū)別在于，模塊使能譯碼模擬通道選通電路4包括三個⑶4515譯碼器和111-546模擬開關，所述三個⑶4515譯碼器的信號輸入端作為模塊使能譯碼模擬通道選通電路4的地址信號輸入端與鎖存器的地址信號輸出端連接，三個004515譯碼器的信號輸出端作為模塊使能譯碼模擬通道選通電路4的地址信號輸出端與內(nèi)總線從接口電路的地址信號輸入端連接31-546模擬開關用于在內(nèi)總線主接口電路3控制下實現(xiàn)~個擴展功能模塊的模擬遙測通道的選通。
[0021]【具體實施方式】九、本【具體實施方式】與【具體實施方式】八所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置的區(qū)別在于，每個內(nèi)總線從接口電路均包括3位使能選通信號和8位譯碼地址線，兩個⑶4515譯碼器通過所述8位譯碼地址線與內(nèi)總線主接口電路3中的八007-八000地址線連接，3位使能選通信號用于控制111-546模擬開關的分時選通，實現(xiàn)擴展功能模塊模擬遙測的分時采集。
[0022]【具體實施方式】十、本【具體實施方式】與【具體實施方式】九所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置的區(qū)別在于，每個內(nèi)總線從接口電路還包括]158運算放大器和兩路模擬輸出通道，擴展功能模塊模擬遙測的分時采集信號經(jīng)[1158運算放大器輸出兩路模擬量輸出信號，兩路模擬量輸出信號經(jīng)兩路模擬輸出通道輸入至模塊使能譯碼模擬通道選通電路4。
【權利要求】
1.一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置，其特征在于，它包括下位機(1)、N個擴展功能模塊、背板(2)和內(nèi)總線電路，N為小于或等于16的整數(shù)，所述下位機(1)與N個擴展功能模塊通過背板(2)組裝集成，下位機(1)與N個擴展功能模塊通過內(nèi)總線電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置，其特征在于，所述內(nèi)總線電路包括內(nèi)總線主接口電路(3)、模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)和N個內(nèi)總線從接口電路，所述內(nèi)總線主接口電路(3)安裝在下位機⑴中，模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)安裝在背板(2)中，每個擴展功能模塊均安裝有內(nèi)總線從接口電路，所述內(nèi)總線主接口電路(3)通過模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)與各個內(nèi)總線從接口電路連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置，其特征在于，內(nèi)總線主接口電路(3)包括30位譯碼地址線ADD29-ADD0、ARM微處理器和鎖存器，ADD29-ADD8用于控制模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)完成下位機(1)和內(nèi)總線從接口電路的選通，ADD7-ADD0用于實現(xiàn)下位機(1)和N個擴展功能模塊的指令控制，并對下位機(1)和N個擴展功能模塊的遙測采集復用，內(nèi)總線主接口電路(3)的地址信號連接ARM微處理器的地址信號輸入端，ARM微處理器的地址信號輸出端與鎖存器的地址信號輸入端連接，鎖存器的地址信號輸出端與模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)的地址信號輸入端連接，模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)的地址信號輸出端與內(nèi)總線從接口電路的地址信號輸入端連接，內(nèi)總線主接口電路(3)的數(shù)據(jù)信號連接ARM微處理器的數(shù)據(jù)信號輸入端，ARM微處理器的數(shù)據(jù)信號輸出端與模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)的數(shù)據(jù)信號輸入端連接，模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)的數(shù)據(jù)信號輸出端與內(nèi)總線從接口電路的數(shù)據(jù)信號輸入端連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置，其特征在于，所述ARM微處理器采用LPC2294HBD144ARM微處理器實現(xiàn)。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置，其特征在于，所述鎖存器采用74ACT273鎖存器實現(xiàn)。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置，其特征在于，內(nèi)總線主接口電路(3)的30位譯碼地址線包括4位片選信號、24位地址信號、1位讀寫信號和1位使能信號。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置，其特征在于，內(nèi)總線主接口電路(3)還包括兩路模擬輸入通道，所述兩路模擬輸入通道互為備份，且兩路模擬輸入通道的輸入端同時連接模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)的模擬信號輸出端，兩路模擬輸入通道的輸出端同時連接ARM微處理器的模擬信號輸入端。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置，其特征在于，模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)包括三個⑶4515譯碼器和H1-546模擬開關，所述三個CD4515譯碼器的信號輸入端作為模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)的地址信號輸入端與鎖存器的地址信號輸出端連接，三個⑶4515譯碼器的信號輸出端作為模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)的地址信號輸出端與內(nèi)總線從接口電路的地址信號輸入端連接，H1-546模擬開關用于在內(nèi)總線主接口電路(3)控制下實現(xiàn)N個擴展功能模塊的模擬遙測通道的選通。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置，其特征在于，每個內(nèi)總線從接口電路均包括3位使能選通信號和8位譯碼地址線，兩個⑶4515譯碼器通過所述8位譯碼地址線與內(nèi)總線主接口電路(3)中的ADD7-ADD0地址線連接，3位使能選通信號用于控制H1-546模擬開關的分時選通，實現(xiàn)擴展功能模塊模擬遙測的分時采集。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種實現(xiàn)衛(wèi)星功率控制與分配單元模塊化即插即用的裝置，其特征在于，每個內(nèi)總線從接口電路還包括LM158運算放大器和兩路模擬輸出通道，擴展功能模塊模擬遙測的分時采集信號經(jīng)LM158運算放大器輸出兩路模擬量輸出信號，兩路模擬量輸出信號經(jīng)兩路模擬輸出通道輸入至模塊使能譯碼模擬通道選通電路(4)。
【文檔編號】G05B19/418GK104345716SQ201410538326
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權日:2014年10月13日
【發(fā)明者】陳雪芹, 王峰, 鹿才華, 董仲博, 李化義, 徐拓奇, 陳健, 李冬柏, 董立珉 申請人:哈爾濱工業(yè)大學