CN103917034A - 一种空心阴极点火电路 - Google Patents

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邱刚
康小录
张敏
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Abstract

本发明公开一种空心阴极点火电路，包括开关，电阻R1，电容和电阻R2，所述开关第一端与阳极电源输出正端连接，所述开关控制端与控制器连接，所述开关第二端通过电阻R1与所述电容的第一端连接，并且所述电容第一端通过电阻R2与空心阴极点火极连接，所述电容的第二端与空心阴极地和阳极电源输出负端连接，阳极电源上电后，接通所述第一开关，阳极电源通过所述电阻R1给所述电容充电，所述电容通过所述电阻R2将阳极电源输出电压加载到空心阴极点火极。本发明通过利用阳极电源和极少的电子元器件实现了空心阴极点火电源的功能，减少了霍尔推力器供电电源中的一个点火电源，具有降低霍尔推力器供电电源复杂程度和重量的优点。

Description

一种空心阴极点火电路
技术领域
本发明涉及一种电路，更具体的说，涉及一种空心阴极点火电路。
背景技术
卫星、空间站和深空探测器等航天器使用的霍尔推力器，主要由空心阴极、磁极和阳极放电室等部件组成。空心阴极主要由发射体、加热器和点火极等组成。在空心阴极点火电源和空心阴极加热器电源共同作用下，空心阴极发射电子，电子在阳极产生的电场和磁极产生的磁场的作用下与霍尔推力器放电室内的推进剂（通常为氙气）碰撞，使推进剂电离，电离后的离子在阳极电场作用下加速喷出放电室产生推力。因此，通常霍尔推力器的供电电源由阳极电源、磁极电源、空心阴极加热电源和空心阴极点火电源构成，霍尔推力器与电源连接示意图如图1所示，这就造成霍尔推力器的供电电源电路复杂，且霍尔推力器的供电电源尺寸大，重量重。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种空心阴极点火电路，采用该点火电路后，霍尔推力器只需要3个电源即可稳定可靠工作。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种空心阴极点火电路，包括开关，电阻R1，电容和电阻R2，所述开关第一端与阳极电源输出正端连接，所述开关第二端通过电阻R1与所述电容的第一端连接，并且所述电容第一端通过电阻R2与空心阴极点火极连接，所述电容的第二端与空心阴极地和阳极电源输出负端连接，阳极电源上电后，接通上述空心阴极点火电路的所述开关，阳极电源通过所述电阻R1给所述电容充电，所述电容通过所述电阻R2将阳极电源电压加载到空心阴极点火极。
当空心阴极内推进剂（通常为高纯氙气）气体放电后，所述第一开关断开，点火电路停止工作。
所述电阻R1阻值大于N倍R2电阻阻值，其中N≥100。
所述开关为一P型场效应管，所述P型场效应管源极为所述开关第一端，所述P型场效应管漏极为所述开关第二端，所述P型场效应管门极为所述开关控制端。
所述开关为一N型场效应管，所述N型场效应管漏极为所述开关第一端，所述N型场效应管源极为所述开关第二端，所述N型场效应管门极为所述开关控制端。
本发明所公开的空心阴极点火电路，通过利用阳极电源和极少的电子元器件实现了空心阴极点火电源的功能，减少了霍尔推力器供电电源中的一个点火电源，具有降低霍尔推力器供电电源复杂程度和重量的优点。
附图说明
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步描述。
图1是电源与霍尔推力器连接电路示意图；
图2是本发明空心阴极点火电路第一具体实施例的电路图；
图3是本发明空心阴极点火电路第二具体实施例的电路图。
具体实施方式
以下通过具体实施例结合说明书附图对本发明技术方案做一详细的说明。
请参照图2，本发明所公开的空心阴极点火电路的第一具体实施例，包括开关S1，电阻R1，电容C1和电阻R2。
本实施例的开关S1为P型场效应管，P型场效应管的源极为开关S1的第一端。该源极与阳极电源的输出正端连接。P型场效应管的门极为开关S1的控制端，该门极与控制器连接。P型场效应管的漏极为开关S1的第二端，该漏极通过电阻R1与电容C1的第一端连接。电容C1的第一端通过电阻R2与空心阴极的点火极连接。电容C1的第二端与阳极电源的输出负端和空心阴极地连接。
阳极电源工作后，通过控制器接通开关S1，阳极电源通过电阻R1给电容C1充电。电容C1的电压在短时间内上升到阳极电源输出电压，电容C1再通过电阻R2将阳极电压加载到空心阴极点火极。当空心阴极放电后，空心阴极点火极电压在等离子体作用下被钳位到很低的电压（通常为10V左右）。由于电阻R2阻值远远小于电阻R1阻值，空心阴极放电后，电容C1的电压大约为10V左右，阳极电源输出电压主要加载到电阻R1上。通过控制器断开开关S1后，点火电路停止工作。其他实施方式中开关S1也可由其他具有开关功能的器件代替，不局限于本实施例。
请参照图3，本发明空心阴极点火电路的第二具体实施例与第一具体实施例的区别仅在于：开关S1由P型场效应管换成了N型场效应管，N型场效应管的漏极为开关S1的第一端，该漏极与阳极电源输出正端连接。N型场效应管的门极为开关S1的控制端，该控制端与控制器连接。N型场效应管的源极为开关S1的第二端，该源极通过电阻R1与电容C1的第一端连接。第二具体实施方式的工作原理与第一具体实施方式基本相同。
本发明空心阴极点火电路利用阳极电源通过场效应管、电阻和电容实现空心阴极点火电源的功能，减少了霍尔推力器供电电源中的一个点火电源，具有降低霍尔推力器供电电源复杂程度和重量的优点。

Claims (4)

1.一种空心阴极点火电路，其特征在于：包括开关，电阻R1，电容和电阻R2，所述开关第一端与阳极电源输出正端连接，所述开关控制端与控制器连接，所述开关第二端通过电阻R1与所述电容第一端连接，并且所述电容第一端通过电阻R2与空心阴极点火极连接，所述电容第二端与空心阴极地和阳极电源输出负端连接，阳极电源上电后，接通所述第一开关，阳极电源通过所述电阻R1给所述电容充电，所述电容通过所述电阻R2将阳极电源输出电压加载到空心阴极点火极。
2.根据权利要求1所述的空心阴极点火电路，其特征在于：所述电阻R1阻值大于N倍R2电阻阻值，其中N≥100。
3.根据权利要求1所述的空心阴极点火电路，其特征在于：所述开关为一P型场效应管，所述P型场效应管源极为所述开关第一端，所述P型场效应管漏极为所述开关第二端，所述P型场效应管门极为所述开关控制端。
4.根据权利要求1所述的空心阴极点火电路，其特征在于：所述开关为一N型场效应管，所述N型场效应管漏极为所述开关第一端，所述N型场效应管源极为所述开关第二端，所述N型场效应管门极为所述开关控制端。
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