衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路的制作方法
【專利摘要】衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路，涉及一種衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路，本發(fā)明為解決現(xiàn)有火工品脈沖信號(hào)變換電路不能對(duì)脈沖信號(hào)電流值進(jìn)行精確測(cè)量，并且地面電路對(duì)星上存在干擾的問(wèn)題。本發(fā)明包括負(fù)載模擬電路、光耦隔離電路和霍爾傳感電路，負(fù)載模擬電路模擬衛(wèi)星的火工品負(fù)載，然后把電流信號(hào)同時(shí)發(fā)送至光耦隔離電路和霍爾傳感電路，光耦隔離電路將接收的電流信號(hào)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，發(fā)送至測(cè)量控制單元，霍爾傳感電路將接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，發(fā)送至測(cè)量控制單元；負(fù)載模擬電路包括并聯(lián)連接的兩個(gè)電阻，光耦隔離電路采用SCSL-6400芯片，霍爾傳感電路采用ACS712ELCTR-05B-T芯片。本發(fā)明用于微小航天器。
【專利說(shuō)明】衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)高技術(shù)航天領(lǐng)域?qū)ξ⑿⌒秃教炱鞯陌l(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)非常重視，小衛(wèi)星的安全性設(shè)計(jì)主要是指衛(wèi)星的火工品點(diǎn)火控制電路設(shè)計(jì)及供電接口設(shè)計(jì)。衛(wèi)星入軌后，如果太陽(yáng)電池帆板因?yàn)椴荒芙怄i而無(wú)法展開(kāi)，衛(wèi)星將由于得不到電能而成為一顆“廢星”，所以小衛(wèi)星的安全性設(shè)計(jì)及可靠性設(shè)計(jì)事關(guān)衛(wèi)星成敗?；鸸て访}沖信號(hào)作為火工品起爆的直接觸發(fā)信號(hào)，同時(shí)星上很多部件解鎖和分離控制都是由火工品起爆完成的，火工品又屬于一次工作部件，可靠性和安全性要求都比較高，因此在衛(wèi)星地面測(cè)試過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)，確保其滿足火工品所需的起爆條件，對(duì)提高小衛(wèi)星安全設(shè)計(jì)具有至關(guān)重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有火工品脈沖信號(hào)變換電路不能對(duì)脈沖信號(hào)電流值進(jìn)行精確測(cè)量，并且地面電路對(duì)星上存在干擾的問(wèn)題，提供了一種衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路。
[0004]本發(fā)明所述衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路，該變換電路包括負(fù)載模擬電路、光耦隔離電路和霍爾傳感電路，負(fù)載模擬電路模擬衛(wèi)星的火工品負(fù)載，然后把電流信號(hào)同時(shí)發(fā)送至光耦隔離電路和霍爾傳感電路，光耦隔離電路將接收的電流信號(hào)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后發(fā)送至測(cè)量控制單元，霍爾傳感電路將接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后將電壓信號(hào)發(fā)送至測(cè)量控制單元；負(fù)載模擬電路包括并聯(lián)連接的兩個(gè)電阻Rl和R2，光耦隔離電路采用Agilent的SCSL-6400芯片，霍爾傳感電路采用Allegro的ACS712ELCTR-05B-T芯片。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明采用霍爾傳感芯片代替?zhèn)鹘y(tǒng)的霍爾傳感器對(duì)脈沖信號(hào)的電流值進(jìn)行測(cè)量，精簡(jiǎn)了電路設(shè)計(jì)，提高了變換的精度。本發(fā)明采用光耦隔離芯片把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，同時(shí)將星上信號(hào)和地面電路分離開(kāi)，避免了地面電路對(duì)星上產(chǎn)生干擾，起到了隔離保護(hù)的作用，提高了系統(tǒng)的安全性。本發(fā)明所述衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路用于對(duì)衛(wèi)星的16路火工品脈沖電流信號(hào)進(jìn)行變換，以便精確測(cè)量出脈沖信號(hào)的電流值和脈沖信號(hào)的寬度，電流值的測(cè)量精度能夠達(dá)到0.0lA0

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本發(fā)明所述衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路的原理框圖；
[0007]圖2是本發(fā)明所述衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖3是霍爾傳感電路的原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路，該變換電路包括負(fù)載模擬電路1、光耦隔離電路2和霍爾傳感電路3，負(fù)載模擬電路I模擬衛(wèi)星的火工品負(fù)載，然后把電流信號(hào)同時(shí)發(fā)送至光耦隔離電路2和霍爾傳感電路3，光耦隔離電路2將接收的電流信號(hào)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后發(fā)送至測(cè)量控制單元，霍爾傳感電路3將接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后將電壓信號(hào)發(fā)送至測(cè)量控制單兀；
[0010]負(fù)載模擬電路I包括并聯(lián)連接的兩個(gè)電阻Rl和R2，光耦隔離電路2采用Agilent的SCSL-6400芯片，霍爾傳感電路3采用Allegro的ACS712ELCTR-05B-T芯片。
[0011]本實(shí)施方式中，霍爾傳感電路3采用Allegro的ACS712ELCTR-05B-T芯片，測(cè)量精度能夠達(dá)到0.0lA0
[0012]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，所述Rl和R2為:R1 =R2 = 20 Ω。
[0013]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，光耦隔離電路2的限流電阻為3.8ΚΩ。
[0014]本實(shí)施方式中，采用3.8ΚΩ的限流電阻，能夠確保流過(guò)光耦的電流約為10mA，當(dāng)流經(jīng)光耦的電流為1mA時(shí)，光耦導(dǎo)通。
[0015]【具體實(shí)施方式】四:下面結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，所述霍爾傳感電路3采用的ACS712ELCTR-05B-T芯片中，I號(hào)引腳和2號(hào)引腳同時(shí)連接+5Vout，3號(hào)引腳和4號(hào)引腳同時(shí)連接+5V 0UT，5號(hào)引腳接地，6號(hào)引腳通過(guò)C2接地，7號(hào)管腳連接Vin，8號(hào)管腳連接VCC ;其中:Vin = 0.185Ip+VCC/2, Ip表示負(fù)載模擬電路I發(fā)送至霍爾傳感電路3的電流信號(hào)。
[0016]本實(shí)施方式中，利用ACS712ELCTR-05B-T芯片可以把流過(guò)的電流轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓值。ACS712芯片主要由靠近芯片表面的銅制的電流通路和精確的低偏置線性霍爾傳感器電路等組成。被測(cè)電流流經(jīng)的通路(引腳I和2，3和4之間的電路)的內(nèi)電阻通常是1.2毫歐，具有較低的功耗。被測(cè)電流通路與傳感器引腳(引腳5?8)的絕緣電壓>2.1kVRMS,幾乎是絕緣的。流經(jīng)銅制電流通路的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，能夠被片內(nèi)的霍爾IC感應(yīng)并將其轉(zhuǎn)化為成比例的電壓。通過(guò)將磁性信號(hào)盡量靠近霍爾傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)器件精確度的最優(yōu)化。精確的成比例的輸出電壓由穩(wěn)定斬波型低偏置BiCMOS霍爾集成電路提供，該集成電路在出廠時(shí)已進(jìn)行了精確的編程。穩(wěn)定斬波技術(shù)是一種新技術(shù)，它給片內(nèi)的霍爾元器件和放大器提供最小的偏置電壓，該技術(shù)幾乎可以消除芯片由于溫度所產(chǎn)生的輸出。
[0017]利用ACS712ELCTR-05B-T芯片可以把流過(guò)的電流轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓值。其中，此處設(shè)計(jì)VCC接的是5V，傳遞給測(cè)量控制單元是經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的電壓值，最終要把測(cè)得的電壓值代回公式，推出經(jīng)過(guò)模擬負(fù)載時(shí)火工品脈沖信號(hào)的電流值。
[0018]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式四作進(jìn)一步說(shuō)明，所述C2為:C2 = InF0
【權(quán)利要求】
1.衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路，其特征在于，該變換電路包括負(fù)載模擬電路(I)、光耦隔離電路⑵和霍爾傳感電路(3)，負(fù)載模擬電路⑴模擬衛(wèi)星的火工品負(fù)載，然后把電流信號(hào)同時(shí)發(fā)送至光耦隔離電路⑵和霍爾傳感電路(3)，光耦隔離電路⑵將接收的電流信號(hào)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后發(fā)送至測(cè)量控制單元，霍爾傳感電路(3)將接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后將電壓信號(hào)發(fā)送至測(cè)量控制單元； 負(fù)載模擬電路(I)包括并聯(lián)連接的兩個(gè)電阻Rl和R2，光耦隔離電路(2)采用Agilent的SCSL-6400芯片，霍爾傳感電路(3)采用Allegro的ACS712ELCTR-05B-T芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路，其特征在于，所述Rl和R2為:Rl = R2 = 20Ω。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路，其特征在于，光耦隔離電路(2)的限流電阻為3.8ΚΩ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路，其特征在于，所述霍爾傳感電路⑶采用的ACS712ELCTR-05B-T芯片中，I號(hào)引腳和2號(hào)引腳同時(shí)連接+5Vout，3號(hào)引腳和4號(hào)引腳同時(shí)連接+5V OUT，5號(hào)引腳接地，6號(hào)引腳通過(guò)C2接地，7號(hào)管腳連接Vin，8號(hào)管腳連接VCC ;其中:Vin = 0.185IP+VCC/2，IP表示負(fù)載模擬電路⑴發(fā)送至霍爾傳感電路⑶的電流信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的衛(wèi)星火工品脈沖信號(hào)變換電路，其特征在于，所述C2為:C2=InF0
【文檔編號(hào)】G01R19/25GK104333354SQ201410706008
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】趙光權(quán), 陸一波, 陳雪芹, 王峰, 朱秋揚(yáng), 閆冰清, 劉繼紅 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)