專利名稱：高可靠大功率驅(qū)動電路和驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明電路設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，涉及一組高可靠大功率驅(qū)動電路和驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
氙離子電推進系統(tǒng)作為新型衛(wèi)星推進系統(tǒng)，要求驅(qū)動控制線路完成包括氙氣貯供子系統(tǒng)電磁閥、自鎖閥、流量裝置加熱器、矢量調(diào)節(jié)機構(gòu)、電源處理單元等模塊在內(nèi)的驅(qū)動功能。傳統(tǒng)驅(qū)動線路通常采用繼電器方案完成長時間負載驅(qū)動，采用三極管等驅(qū)動電路完成短時負載驅(qū)動。由于氙離子電推進系統(tǒng)負載較多，要求驅(qū)動時間長短不一，傳統(tǒng)的負載驅(qū)動電路存在電路規(guī)模較大、體積大、重量大、設(shè)計復(fù)雜等缺陷。另外，傳統(tǒng)的矩陣式線路主要用于信號指令開關(guān)等場合，電流較小，并且一次只能選通控制一個負載。因此，對于要求同時驅(qū)動多個大功率負載的情況，傳統(tǒng)的實現(xiàn)方法在電推進系統(tǒng)中應(yīng)用有一定的局限性。目前，由于驅(qū)動線路中大量使用繼電器、三極管等可靠性較低的器件，在空間復(fù)雜環(huán)境下易發(fā)生元器件故障、失效概率增大的情況，降低了功率驅(qū)動線路的可靠性。因此，采用傳統(tǒng)驅(qū)動線路的控制方式存在一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高可靠大功率矩陣式驅(qū)動電路以及驅(qū)動方法，可實現(xiàn)對多個不同負載的大功率不同時間長度的驅(qū)動，同時縮小了驅(qū)動電路的體積和重量，提高了驅(qū)動可靠性。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:本發(fā)明一方面提供了一種高可靠大功率驅(qū)動電路，用于對多個不同的負載分別進行驅(qū)動，包括:控制計算，譯碼輸出電路、驅(qū)動單元、串并變換電路，所述控制計算機針對被驅(qū)動的負載產(chǎn)生負載驅(qū)動指令，所述負載驅(qū)動指令包括負載編號、驅(qū)動信號強度、驅(qū)動時間；所述譯碼輸出電路對所述負載驅(qū)動指令進行譯碼，獲得對應(yīng)于每個負載編號的驅(qū)動信號強度和驅(qū)動時間；所述串并變換電路將所述負載驅(qū)動強度和所述驅(qū)動時間信號進行串并變換并分別輸出到所述驅(qū)動單元；所述驅(qū)動單元包括多路負載驅(qū)動輸出口 ；每個負載驅(qū)動輸出口與一個負載相連，并根據(jù)相連的負載編號輸出與驅(qū)動信號強度相對應(yīng)的驅(qū)動信號，在達到驅(qū)動時間后，所述負載驅(qū)動輸出口結(jié)束驅(qū)動信號的輸出。進一步的，在上述驅(qū)動電路中，所述驅(qū)動單元還包括驅(qū)動強度信號輸入口、驅(qū)動時間信號輸入口和具有多個負載驅(qū)動單元的驅(qū)動矩陣電路，每個所述負載驅(qū)動單元具有一個負載驅(qū)動輸出口 ；
輸出相同驅(qū)動信號強度的負載驅(qū)動單元與同一個驅(qū)動強度信號輸入口相連；具有相同驅(qū)動時間長度的負載驅(qū)動單元與同一個驅(qū)動時間信號輸入口相連；每個所述負載驅(qū)動單元根據(jù)驅(qū)動時間信號關(guān)閉負載驅(qū)動輸出口的驅(qū)動信號輸出。本發(fā)明另一方面提供了一種高可靠大功率驅(qū)動方法，包括以下步驟:根據(jù)被驅(qū)動負載產(chǎn)生負載驅(qū)動指令，所述驅(qū)動指令包括負載編號、驅(qū)動信號強度、驅(qū)動時間；將被驅(qū)動負載按照相同的驅(qū)動信號強度形成第一分組集合；并按照相同驅(qū)動時間形成第二分組集合；按照驅(qū)動信號強度為第一分組集合中的每組負載進行驅(qū)動；并按照驅(qū)動時間先后關(guān)閉第二分組集合中的各組負載。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:采用本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)僅用于信號指令的驅(qū)動電路，可實現(xiàn)對不同負載的大功率矩陣驅(qū)動。且本發(fā)明根據(jù)不同負載所需的驅(qū)動信號強度和驅(qū)動時間的不同，可產(chǎn)生不同的驅(qū)動信號并在滿足驅(qū)動時間要求后關(guān)閉對相應(yīng)負載的驅(qū)動信號輸出，從而可明顯降低驅(qū)動電路的體積并提高驅(qū)動電路的可靠性。進一步的，在對不同負載進行驅(qū)動時，采用矩陣的形式連接不同的負載，矩陣形式的驅(qū)動單元規(guī)模可靈活配置，從而滿足了對連接負載規(guī)模的適應(yīng)。


圖1為本發(fā)明電路示意圖；圖2為行列矩陣驅(qū)動電路示意圖；圖3為本發(fā)明方法流程圖。
具體實施例方式下面就結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步介紹。如圖1所示為本發(fā)明示意圖，包括控制計算，譯碼輸出電路、驅(qū)動單元、串并變換電路?？刂朴嬎阌糜诟鶕?jù)被驅(qū)動的負載產(chǎn)生驅(qū)動指令，該驅(qū)動指令包括負載編號、驅(qū)動信號強度、驅(qū)動時間。與每個負載編號相對應(yīng)具有一組驅(qū)動信號響度和驅(qū)動時間。負載編號與被驅(qū)動的負載相對應(yīng)。譯碼輸出電路根據(jù)接收的驅(qū)動指令提取與負載編號對應(yīng)的驅(qū)動信號強度和驅(qū)動時間，并格式化輸出到串并變換電路。串并變換電路將格式化輸出的驅(qū)動信號強度和驅(qū)動時間進行串并變換，并將劃分為并行每組驅(qū)動信號強度和驅(qū)動時間輸出到驅(qū)動單元。驅(qū)動單元的負載驅(qū)動輸出口與每個被驅(qū)動的負載相連，并按照驅(qū)動信號強度和驅(qū)動時間為被驅(qū)動的負載提高驅(qū)動信號。本發(fā)明實施例中，驅(qū)動單元采用矩陣形式形成實現(xiàn)，驅(qū)動單元中包括驅(qū)動矩陣電路，以及驅(qū)動強度信號輸入口、驅(qū)動時間信號輸入口。驅(qū)動矩陣電路包括N行和M列，每一行均與一路驅(qū)動強度信號輸入口相連，并根據(jù)驅(qū)動強度產(chǎn)生對應(yīng)大小的驅(qū)動信號輸出，每一列均與一個驅(qū)動時間信號輸入口相連，并按照驅(qū)動時間對應(yīng)的驅(qū)動信號輸出。進一步的，如圖2所示，對于多個負載具有相同驅(qū)動強度的情況，驅(qū)動矩陣電路中多個不同行可以與一路驅(qū)動強度信號輸入口相連，并為連接的負載提供相同強度的驅(qū)動信號輸出。對于多個負載具有相同驅(qū)動時間的情況，驅(qū)動矩陣電路中多個不同列可以與一路驅(qū)動時間信號輸入口相連，并在達到驅(qū)動時間后，關(guān)閉所連的多個負載。上述驅(qū)動矩陣電路的一種實現(xiàn)形式為，驅(qū)動矩陣電路中的N行完成矩陣行高端電源控制，驅(qū)動矩陣電路中的M行根據(jù)驅(qū)動時間完成低端地線控制，并對驅(qū)動矩陣電路的行列設(shè)置總閘開關(guān)，實現(xiàn)矩陣的故障隔離。驅(qū)動矩陣電路中利用PMOS和NMOS管實現(xiàn)行列的開關(guān)控制，可進一步提高該驅(qū)動矩陣電路的可靠性。如圖3所示，本發(fā)明所述高可靠大功率驅(qū)動方法，包括以下步驟:(I)根據(jù)被驅(qū)動負載產(chǎn)生負載驅(qū)動指令，所述驅(qū)動指令包括負載編號、驅(qū)動信號強度、驅(qū)動時間。負載驅(qū)動指令中的負載編號與被驅(qū)動的負載相對應(yīng)，每個負載編號又與一組驅(qū)動信號強度和驅(qū)動時間相對應(yīng)。每個被連接的負載按照負載驅(qū)動指令提供的驅(qū)動信號強度并在驅(qū)動時間內(nèi)進行工作。(2)將被驅(qū)動負載按照相同的驅(qū)動信號強度形成第一分組集合；并按照相同驅(qū)動時間形成第二分組集合。在上述第一分組集合中，具有相同驅(qū)動信號強度的負載劃分入一組。在上述第二分組集合中，具有相同驅(qū)動時間的負載劃入一組。該第一分組集合和第二分組集合可構(gòu)成空間上的矩陣形式，即第一分組集合中具有相同驅(qū)動信號強度的負載可與一路驅(qū)動信號相連；第二分組集合中具有相同驅(qū)動時間的負載可在同一個時刻結(jié)束驅(qū)動。(3)按照驅(qū)動信號強度為第一分組集合中的每組負載進行驅(qū)動；并按照驅(qū)動時間先后關(guān)閉第二分組集合中的各組負載。按照驅(qū)動信號強度和第一分組集合中的分組，為每個負載提供輸出符合驅(qū)動信號強度的驅(qū)動信號。在對每個負載進行驅(qū)動的過程中，進一步根據(jù)驅(qū)動時間和第二分組集合中的分組，在到達驅(qū)動時間后，關(guān)閉同一個分組中具有相同驅(qū)動時間的驅(qū)動信號輸出，結(jié)束對負載的驅(qū)動。本發(fā)明未詳細說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
權(quán)利要求
1.一種高可靠大功率驅(qū)動電路，用于對多個不同的負載分別進行驅(qū)動，其特征在于，包括:控制計算，譯碼輸出電路、驅(qū)動單元、串并變換電路， 所述控制計算機針對被驅(qū)動的負載產(chǎn)生負載驅(qū)動指令，所述負載驅(qū)動指令包括負載編號、驅(qū)動信號強度、驅(qū)動時間； 所述譯碼輸出電路對所述負載驅(qū)動指令進行譯碼，獲得對應(yīng)于每個負載編號的驅(qū)動信號強度和驅(qū)動時間； 所述串并變換電路將所述負載驅(qū)動強度和所述驅(qū)動時間信號進行串并變換并分別輸出到所述驅(qū)動單元； 所述驅(qū)動單元包括多路負載驅(qū)動輸出口 ；每個負載驅(qū)動輸出口與一個負載相連，并根據(jù)相連的負載編號輸出與驅(qū)動信號強度相對應(yīng)的驅(qū)動信號，在達到驅(qū)動時間后，所述負載驅(qū)動輸出口結(jié)束驅(qū)動信號的輸出。
2.按權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于:所述驅(qū)動單元還包括驅(qū)動強度信號輸入口、驅(qū)動時間信號輸入口和具有多個負載驅(qū)動單元的驅(qū)動矩陣電路，每個所述負載驅(qū)動單元具有一個負載驅(qū)動輸出口 ； 輸出相同驅(qū)動信號強度的負載驅(qū)動單元與同一個驅(qū)動強度信號輸入口相連；具有相同驅(qū)動時間長度的負載驅(qū)動單元與同一個驅(qū)動時間信號輸入口相連；每個所述負載驅(qū)動單元根據(jù)驅(qū)動時間信號關(guān)閉負載驅(qū)動輸出口的驅(qū)動信號輸出。
3.一種高可靠大功率驅(qū)動方法，其特征在于包括以下步驟: 根據(jù)被驅(qū)動負載產(chǎn)生負載驅(qū)動指令，所述驅(qū)動指令包括負載編號、驅(qū)動信號強度、驅(qū)動時間； 將被驅(qū)動負載按照相同的驅(qū)動信號強度形成第一分組集合；并按照相同驅(qū)動時間形成第二分組集合； 按照驅(qū)動信號強度為第一分組集合中的每組負載進行驅(qū)動；并按照驅(qū)動時間先后關(guān)閉第二分組集合中的各組負載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高可靠大功率驅(qū)動電路，用于對多個不同的負載分別進行驅(qū)動，包括控制計算，譯碼輸出電路、驅(qū)動單元、串并變換電路，控制計算機針對被驅(qū)動的負載產(chǎn)生負載驅(qū)動指令；譯碼輸出電路對負載驅(qū)動指令進行譯碼，獲得對應(yīng)于每個負載編號的驅(qū)動信號強度和驅(qū)動時間；串并變換電路將負載驅(qū)動強度和驅(qū)動時間信號串并變換后輸出到所述驅(qū)動單元；驅(qū)動單元包括多路負載驅(qū)動輸出口；每個負載驅(qū)動輸出口與一個負載相連，并根據(jù)相連的負載編號輸出與驅(qū)動信號強度相對應(yīng)的驅(qū)動信號，在達到驅(qū)動時間后，所述負載驅(qū)動輸出口結(jié)束驅(qū)動信號的輸出。同時本發(fā)明還提供了一種高可靠大功率驅(qū)動方法。本發(fā)明可實現(xiàn)對多個不同負載的大功率不同時間長度的驅(qū)動。
文檔編號H03K19/003GK103095275SQ20121050508
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者劉鑫虎, 馮丹, 孫曉楓, 周世安, 石冬生 申請人:北京控制工程研究所