CN105159158A - 适用于微小卫星的电总线 - Google Patents

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赵艳彬
刘正全
孙建亮
杨雅
倪涛
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers

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Abstract

本发明提供了一种适用于微小卫星的电总线，包括物理拓扑结构、工作模式和接口定义，其物理拓扑结构采用功率总线和数据总线并行联结、独立传输方式，工作模式上，采用热备份方式，接口定义上，电总线通过三通电连接器引出功率信号和数据信号，并通过同一电连接器与星上单机进行互连。本发明将功率总线与数据总线集成在一个电连接器上，接点定义为通用电缆标准，在设计上保证供电信号与数据信号独立传输、互不干扰，降低了整星供电及数据传输的复杂性，提高了产品的规范化和接口统一化，降低了整星电缆的复杂性和重量，实现了微小卫星电子产品“即插即用”的设计理念。

Description

适用于微小卫星的电总线
技术领域
本发明涉及一种适用于微小卫星的电总线设计方法，这种电总线设计方法适用于微小卫星电缆网技术领域，可满足微小卫星快速设计、快速制造等需求。
背景技术
目前，微小卫星电源信号传输采用功率总线在国外多颗小卫星上进行了成功的飞行实践，具有质量轻、占用空间小等特点，在国内处于起步阶段，然而传统的纯功率总线往往需要专门定制，大多数采用总线棒(busbar)，增加研制成本。微小卫星星上信息传输采用了数据总线技术，常用的数据总线包括MIL-STD-1553B、SpaceWire、RS-232、RS-485、I2C、CAN等类型，CAN总线具有抗干扰性强、效率高、实时性好的优势，作为一种高速串行总线的应用，采用基于优先级的发送和接收处理方法，能够满足实时性和大数据量通信的要求。
对于微小卫星而言，总线的选择搭配需综合考虑，选择功率总线和CAN总线进行物理集成，可以提高可靠性、通用性，实现“一体化”设计。与传统手段相比，将功率总线和数据总线集成的电总线设计方法可进一步降低微小卫星整星电缆的复杂性，减轻整星电缆的重量，具有更高的适用性。
目前航天领域没有发现与本发明类似相关技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于微小卫星的电总线设计方法，包括物理拓扑结构、工作模式和接口定义。
根据本发明提供的一种适用于微小卫星的电总线，包括：功率总线和数据总线；
功率总线和数据总线采用并行联结、独立传输方式，在物理形式上进行集成，实现数据和电源同电缆传输。
优选地，所述适用于微小卫星的电总线的工作模式为：
采用热备份方式，功率总线与数据总线均具有一主一备两路；
每一路功率总线均能够通过电源管理单元的开关进行控制供电，在满足整星功率需求的情况下，提供规定压值的全调节一次母线电压，且每一路功率总线的输出均能满足整星功率需求；
数据总线符合CAN2.0通讯协议，数据总线的总线数据流以计算机为中心进行调度，在满足总线负载率要求和***实时性要求的情况下，选择主从式工作方式。
优选地，所述适用于微小卫星的电总线的接口定义为：
所述适用于微小卫星的电总线通过三通电连接器引出功率信号和数据信号，并通过同一电连接器与星上单机进行互连，每个挂在所述适用于微小卫星的电总线上的单机均要配置功率总线接口保护电路，并根据需要进行单机内部的二次配电，同时均要配置相应的数据总线控制器，完成数据收发。
优选地，所述数据总线与功率总线集成在一起，形成具有统一电连接器和接点定义的通用电缆标准，同时保证信号与供电独立传输、互不干扰。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、降低了整星供电及数据传输的复杂性，减轻了整星电缆的重量，提高了产品的规范化和接口统一化，保证了微小卫星的模块化，满足“即插即用”的设计理念。
2、能够实现整星电总线批量化生产，货架式贮备，降低研制成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为物理拓扑结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明的核心思想在于提供一种适用于微小卫星的电总线设计方法，包括：物理拓扑结构、工作模式和接口定义。
请参考图1，本发明的物理拓扑结构包括功率总线101、数据总线102、三通连接器103和单机端连接器104。功率总线101和数据总线102并行独立传输，功率总线101包括电压A、电压B两路，每路的电缆数量根据承载功率和电缆所能承受的额定电流来决定；数据总线102包括CANA、CANB两路，每路CAN总线均包括CANH、CANL两根电缆或者双点双线四根电缆；三通连接器103和单机端连接器104均将功率信号和数据信号集成于统一的电连接器中传输，其数量根据电总线上所挂单机的数量而定，而不限于图中所绘的6个单机接口。
请参考图1，本发明的工作模式采用热备份方式，数据总线与功率总线均有一主一备。每一路功率总线101均可通过电源管理单元的开关进行控制供电，在满足整星功率需求的情况下，提供规定压值的全调节一次母线电压，且每一路功率总线101的输出均能满足整星功率需求；数据总线102符合CAN2.0通讯协议，总线数据流以计算机为中心进行调度，在满足总线负载率要求和***实时性要求的情况下，选择主从式工作方式。
请参考图1，本发明的接口定义采用集成一体化设计，电总线通过三通电连接器103引出数据信号和功率信号，并通过同一单机端电连接器104与星上单机包括综合电子、电源管理、姿控单机、推进单机、载荷单机及其他单机进行互连，所有单机端电连接器104的节点定义相同，每个挂在电总线上的单机均要配置功率总线接口保护电路，并根据需要进行单机内部的二次配电，同时均要配置相应的数据总线控制器，完成数据收发。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (4)

1.一种适用于微小卫星的电总线，其特征在于，包括：功率总线和数据总线；
功率总线和数据总线采用并行联结、独立传输方式，在物理形式上进行集成，实现数据和电源同电缆传输。
2.根据权利要求1所述的适用于微小卫星的电总线，其特征在于，所述适用于微小卫星的电总线的工作模式为：
采用热备份方式，功率总线与数据总线均具有一主一备两路；
每一路功率总线均能够通过电源管理单元的开关进行控制供电，在满足整星功率需求的情况下，提供规定压值的全调节一次母线电压，且每一路功率总线的输出均能满足整星功率需求；
数据总线符合CAN2.0通讯协议，数据总线的总线数据流以计算机为中心进行调度，在满足总线负载率要求和***实时性要求的情况下，选择主从式工作方式。
3.根据权利要求1所述的适用于微小卫星的电总线，其特征在于，所述适用于微小卫星的电总线的接口定义为：
所述适用于微小卫星的电总线通过三通电连接器引出功率信号和数据信号，并通过同一电连接器与星上单机进行互连，每个挂在所述适用于微小卫星的电总线上的单机均要配置功率总线接口保护电路，并根据需要进行单机内部的二次配电，同时均要配置相应的数据总线控制器，完成数据收发。
4.根据权利要求1所述的适用于微小卫星的电总线，其特征在于，所述数据总线与功率总线集成在一起，形成具有统一电连接器和接点定义的通用电缆标准，同时保证信号与供电独立传输、互不干扰。
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