[发明专利]星载设备隔离与保障系统

说明书

星载设备隔离与保障系统，涉及卫星上星载设备电气隔离领域，解决现有星载设备内部电源以及数据链之间相互关联，存在容易引入噪声干扰，以及通信单元之间的可靠性差，进而对系统性能造成影响等问题，包括电源能量传输及控制系统和ZigBee无线数据传输系统，太阳能电池阵为电源能量传输及控制系统供电；电源能量传输及控制系统通过QI无线能量传输技术为星载设备配电，星载设备通过ZigBee无线数据传输技术与星载中心计算机连接，星载中心计算机通过CAN总线与电源能量传输及控制系统通信；本发明中，每个星载设备都是一个真正独立的单元，在与其他设备之间没有直接的电气相连，使得彼此完全处于电气隔离的状态，增加了系统的稳定与可靠性。

技术领域

本发明涉及卫星上星载设备电气隔离领域，具体涉及星载设备隔离与保障系统；通过采用ZigBee技术、QI无线能量传输技术和电源控制技术来实现星载设备之间彻底的电气隔离。

背景技术

卫星内部搭载设备需要电源系统对其进行供电，此过程均由电源控制器进行管理和分配的，从供电线路的整体路径可以看出卫星上所有的搭载设备在电源上都是相互关联的，没有做到元器件之间隔离，容易引入噪声干扰，同时若出现大功率设备运行易造成电压波动、干扰等会对整体工作性能造成影响；在整个电路的通信系统中，数据链之间没有进行隔离，通信单元之间容易产生电位差，会严重影响整体的通讯的可靠性能。在系统中若出现部分电路受损，极易对旁路产生影响甚至造成整个系统无法正常工作。

发明内容

本发明为解决现有星载设备内部电源以及数据链之间相互关联，存在容易引入噪声干扰，以及通信单元之间的可靠性差，进而对系统性能造成影响等问题，提供一种星载设备隔离与保障系统。

星载设备隔离与保障系统，包括电源能量传输及控制系统和ZigBee无线数据传输系统，太阳能电池阵为电源能量传输及控制系统供电；所述电源能量传输及控制系统通过QI无线能量传输技术为星载设备配电，所述星载设备通过ZigBee无线数据传输技术与星载中心计算机连接，所述星载中心计算机通过CAN总线与电源能量传输及控制系统通信；

所述电源能量传输及控制系统由电源控制器组成，所述电源控制器对太阳能电池阵的电能进行分配；所述电源控制器包括分流调节单元、滤波供电单元、蓄电池放电控制单元、蓄电池采样单元、蓄电池均衡单元、蓄电池充电单元、蓄电池过放保护单元、电源下位机单元和QI无线能量传输单元；

所述分流调节单元和滤波供电单元对母线进行调解和滤波，使母线电压稳定；

所述电源控制器通过对蓄电池放电单元控制实现蓄电池的供电；所述蓄电池充电单元和蓄电池均衡单元用于控制蓄电池不出现过充；蓄电池采样单元用于对蓄电池中每节电池进行监控，蓄电池过放保护单元对蓄电池进行保护；

电源下位机单元与中心计算机之间通过CAN总线进行数据通信，同时对电源控制器内进行数据采集和根据供电需求对QI无线能量传输单元进行开关控制。

在太阳电池阵供电时，电源控制器的电能首先为母线供电，多余的能量为蓄电池充电，当蓄电池整组电压达到限压值时，其余的电能进行分流；在阴影区域时，电源控制器控制蓄电池为星载设备提供电能，并通过蓄电池过放保护单元对蓄电池进行保护，同时为QI无线能量传输单元提供稳定的电压；

所述QI无线能量传输单元采用线圈通过磁共振原理和滤波稳压电路获得星载设备的电压完成配电；每个星载设备的供电互相隔离且处于独立状态；

所述电源控制器与星载中心计算机通过CAN总线进行通信，电源控制器根据星载中心计算机发出的控制指令对QI无线能量传输单元进行相应的控制。

本发明的有益效果：本发明所述的星载设备隔离与保障系统，实现卫星搭载设备的稳定性和整星功能的可靠性，防止星载设备之间的电气干扰，使得每个星载设备更具有独立性和模块化。提出了结合ZigBee技术、QI无线能量传输技术和电源控制器技术来实现星上搭载设备间彻底电气隔离系统。