CN104333354A - 卫星火工品脉冲信号变换电路 - Google Patents
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Abstract
卫星火工品脉冲信号变换电路，涉及一种卫星火工品脉冲信号变换电路，本发明为解决现有火工品脉冲信号变换电路不能对脉冲信号电流值进行精确测量，并且地面电路对星上存在干扰的问题。本发明包括负载模拟电路、光耦隔离电路和霍尔传感电路，负载模拟电路模拟卫星的火工品负载，然后把电流信号同时发送至光耦隔离电路和霍尔传感电路，光耦隔离电路将接收的电流信号模拟量转换成数字量，发送至测量控制单元，霍尔传感电路将接收的电流信号转换成电压信号，发送至测量控制单元；负载模拟电路包括并联连接的两个电阻，光耦隔离电路采用SCSL-6400芯片，霍尔传感电路采用ACS712ELCTR-05B-T芯片。本发明用于微小航天器。
Description
技术领域
本发明涉及一种卫星火工品脉冲信号变换电路。
背景技术
我国高技术航天领域对微小型航天器的发展及关键技术非常重视，小卫星的安全性设计主要是指卫星的火工品点火控制电路设计及供电接口设计。卫星入轨后，如果太阳电池帆板因为不能解锁而无法展开，卫星将由于得不到电能而成为一颗“废星”，所以小卫星的安全性设计及可靠性设计事关卫星成败。火工品脉冲信号作为火工品起爆的直接触发信号，同时星上很多部件解锁和分离控制都是由火工品起爆完成的，火工品又属于一次工作部件，可靠性和安全性要求都比较高，因此在卫星地面测试过程中，实时监测卫星火工品脉冲信号，确保其满足火工品所需的起爆条件，对提高小卫星安全设计具有至关重要的意义。
发明内容
本发明目的是为了解决现有火工品脉冲信号变换电路不能对脉冲信号电流值进行精确测量，并且地面电路对星上存在干扰的问题，提供了一种卫星火工品脉冲信号变换电路。
本发明所述卫星火工品脉冲信号变换电路，该变换电路包括负载模拟电路、光耦隔离电路和霍尔传感电路，负载模拟电路模拟卫星的火工品负载，然后把电流信号同时发送至光耦隔离电路和霍尔传感电路，光耦隔离电路将接收的电流信号模拟量转换成数字量，然后发送至测量控制单元，霍尔传感电路将接收的电流信号转换成电压信号，然后将电压信号发送至测量控制单元；负载模拟电路包括并联连接的两个电阻R1和R2，光耦隔离电路采用Agilent的SCSL-6400芯片，霍尔传感电路采用Allegro的ACS712ELCTR-05B-T芯片。
本发明的优点：本发明采用霍尔传感芯片代替传统的霍尔传感器对脉冲信号的电流值进行测量，精简了电路设计，提高了变换的精度。本发明采用光耦隔离芯片把模拟信号转换成数字信号，同时将星上信号和地面电路分离开，避免了地面电路对星上产生干扰，起到了隔离保护的作用，提高了***的安全性。本发明所述卫星火工品脉冲信号变换电路用于对卫星的16路火工品脉冲电流信号进行变换，以便精确测量出脉冲信号的电流值和脉冲信号的宽度，电流值的测量精度能够达到0.01A。
附图说明
图1是本发明所述卫星火工品脉冲信号变换电路的原理框图；
图2是本发明所述卫星火工品脉冲信号变换电路的电路结构示意图；
图3是霍尔传感电路的原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述卫星火工品脉冲信号变换电路，该变换电路包括负载模拟电路1、光耦隔离电路2和霍尔传感电路3，负载模拟电路1模拟卫星的火工品负载，然后把电流信号同时发送至光耦隔离电路2和霍尔传感电路3，光耦隔离电路2将接收的电流信号模拟量转换成数字量，然后发送至测量控制单元，霍尔传感电路3将接收的电流信号转换成电压信号，然后将电压信号发送至测量控制单元；
负载模拟电路1包括并联连接的两个电阻R1和R2，光耦隔离电路2采用Agilent的SCSL-6400芯片，霍尔传感电路3采用Allegro的ACS712ELCTR-05B-T芯片。
本实施方式中，霍尔传感电路3采用Allegro的ACS712ELCTR-05B-T芯片，测量精度能够达到0.01A。
具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述R1和R2为：R1＝R2＝20Ω。
具体实施方式三：本实施方式对实施方式一作进一步说明，光耦隔离电路2的限流电阻为3.8KΩ。
本实施方式中，采用3.8KΩ的限流电阻，能够确保流过光耦的电流约为10mA，当流经光耦的电流为10mA时，光耦导通。
具体实施方式四：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述霍尔传感电路3采用的ACS712ELCTR-05B-T芯片中，1号引脚和2号引脚同时连接+5Vout，3号引脚和4号引脚同时连接+5V OUT，5号引脚接地，6号引脚通过C2接地，7号管脚连接Vin，8号管脚连接VCC；其中：Vin＝0.185Ip+VCC/2，Ip表示负载模拟电路1发送至霍尔传感电路3的电流信号。
本实施方式中，利用ACS712ELCTR-05B-T芯片可以把流过的电流转换为对应的电压值。ACS712芯片主要由靠近芯片表面的铜制的电流通路和精确的低偏置线性霍尔传感器电路等组成。被测电流流经的通路(引脚l和2，3和4之间的电路)的内电阻通常是1.2毫欧，具有较低的功耗。被测电流通路与传感器引脚(引脚5～8)的绝缘电压>2.1kVRMS，几乎是绝缘的。流经铜制电流通路的电流所产生的磁场，能够被片内的霍尔IC感应并将其转化为成比例的电压。通过将磁性信号尽量靠近霍尔传感器来实现器件精确度的最优化。精确的成比例的输出电压由稳定斩波型低偏置BiCMOS霍尔集成电路提供，该集成电路在出厂时已进行了精确的编程。稳定斩波技术是一种新技术，它给片内的霍尔元器件和放大器提供最小的偏置电压，该技术几乎可以消除芯片由于温度所产生的输出。
利用ACS712ELCTR-05B-T芯片可以把流过的电流转换为对应的电压值。其中，此处设计VCC接的是5V，传递给测量控制单元是经过转换的电压值，最终要把测得的电压值代回公式，推出经过模拟负载时火工品脉冲信号的电流值。
具体实施方式五：本实施方式对实施方式四作进一步说明，所述C2为：C2＝1nF。
Claims (5)
1.卫星火工品脉冲信号变换电路，其特征在于，该变换电路包括负载模拟电路(1)、光耦隔离电路(2)和霍尔传感电路(3)，负载模拟电路(1)模拟卫星的火工品负载，然后把电流信号同时发送至光耦隔离电路(2)和霍尔传感电路(3)，光耦隔离电路(2)将接收的电流信号模拟量转换成数字量，然后发送至测量控制单元，霍尔传感电路(3)将接收的电流信号转换成电压信号，然后将电压信号发送至测量控制单元；
负载模拟电路(1)包括并联连接的两个电阻R1和R2，光耦隔离电路(2)采用Agilent的SCSL-6400芯片，霍尔传感电路(3)采用Allegro的ACS712ELCTR-05B-T芯片。
2.根据权利要求1所述的卫星火工品脉冲信号变换电路，其特征在于，所述R1和R2为：R1＝R2＝20Ω。
3.根据权利要求1所述的卫星火工品脉冲信号变换电路，其特征在于，光耦隔离电路(2)的限流电阻为3.8KΩ。
4.根据权利要求1所述的卫星火工品脉冲信号变换电路，其特征在于，所述霍尔传感电路(3)采用的ACS712ELCTR-05B-T芯片中，1号引脚和2号引脚同时连接+5Vout，3号引脚和4号引脚同时连接+5V OUT，5号引脚接地，6号引脚通过C2接地，7号管脚连接Vin，8号管脚连接VCC；其中：Vin＝0.185Ip+VCC/2，Ip表示负载模拟电路(1)发送至霍尔传感电路(3)的电流信号。
5.根据权利要求4所述的卫星火工品脉冲信号变换电路，其特征在于，所述C2为：C2＝1nF。
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